A系列龙门刨调速系统.doc

第XXX章 A系列龙门刨床电气控制线路概 述龙门刨床是一种大型加工机床，主要用于加工大型或重型零部件上的各种平面、沟槽以及各种导轨面等，也可对中小型零部件成批加工。外观如图1所示。A系列龙门刨床有B1010A、B1012A、B1016A、B2010A、B2012A、B2016A等六种。 还有一种轻型（Q）刨床，其电气设备与A系列基本相同，只是机械结构方面作 了一些简化，Q型有B2012Q、B2020Q等。 型号中： B 表示刨床 图1 外观实物 第一个数字1表示单臂，2表示双臂。第二个数字0表示基型，1表示刨铣床等。第三、四个数字，表示最大刨削宽度的1/100毫米。如10代表10100=1000毫米=1米。A表示第一次改型设计，Q表示轻型。一、 龙门刨床的主要结构及运动形式：龙门刨床主要由床身、左立柱、右立柱、顶梁、横梁、工作台、左侧刀架、右侧刀架、垂直刀架等部分组成。如图1所示。龙门刨床的运动可分为主运动、进给运动及辅助运动。主运动是指工作台连续重复往返运动，进给运动是指刀架的进给，辅助运动是指刀具的调整（如横梁的升降、夹紧放松、刀架的快速移动、抬刀等）。二、 龙门刨床主运动特点：为满足工件加工工艺的要求，龙门刨床的工作台应调速范围宽、速度稳定、响应快、减速迅速、制动快而稳，因而电气控制复杂。龙门刨床电气设备的主拖动方式有：皮带拖动、电磁离合器拖动、直流发电机组拖动、晶闸管拖动系统、液压拖动系统等。在我国生产的刨床主拖动方式主要有两种，1米左右的工作台刨床采用皮带传动，而1米以上的刨床采用直流发电机-电动机组拖动（GM拖动）。直流发电机-电动机组拖动（GM）的调速系统是靠改变直流发电机与直流电动机的磁通量来调节速度的，所以它必须装备合适的励磁调节装置来改善系统的性能，作为励磁调节装置的有：自激放大机、电机扩大机（电机放大机）、磁放大器、晶闸管整流器等。A系列龙门刨床主拖动系统是采用电机扩大机作为励磁调节装置的GM系统。它通过调节直流电动机电压来调节电动机的速度，并采用两级齿轮变速箱变速的机电联合调速方式。第一节 电机扩大机自动调速系统的基本环节1-1 电机扩大机电机扩大机是GM自动调速系统中的重要元件。掌握电机扩大机的结构、工作原理、基本特性以及使用注意事项等很有必要，也是整个调速系统工作原理的起点。一、 电机扩大机结构及工作原理（一） 电机扩大机的结构电机扩大机实际上是一种特殊的直流发电机，也是由电枢和定子两大部分组成。其电枢绕组和一般直流发电机一样，但在换向器上放有两对电刷，一对和一般直流电机一样，放在磁极中心线上，即与磁极轴线正交，称为交轴（或横轴）电刷，如图1-1中的q-q；另一对放在磁极轴线上，称为直轴电刷，如图1-1中的d-d。定子铁芯由硅钢片叠压而成，铁芯上有大、中、小三种槽，大槽内嵌装有控制绕组、交流去磁绕组和部分补图1-1电机扩大机结构原理图 图1-2电机扩大机工作原理图 图1-3两级直流发电机原理图偿绕组，在小槽内嵌装有补偿绕组，在中槽内嵌装有换向绕组和交轴助磁绕组。（二） 各绕组的作用1、控制绕组（WC）：控制绕组上一般加控制电压，称为控制信号，控制信号在控制绕组中产生磁通c。控制绕组一般有24个，以满足同时有几个控制信号的输入，图中只画出两个绕组。2、补偿绕组（WCP）：当电机扩大机接上负载（如供给发电机激磁绕组）直轴电枢回路就通过电流IA，它产生直轴电枢反应磁通d，其方向与c相反，有很强的去磁作用，使扩大机无法工作。因此，在电机定子上加补偿绕组，它与电枢绕组串联使其产生的磁通p抵消d的去磁作用，补偿了d对c的影响。为了使直轴电枢反应磁通比较完善的得到补偿，补偿绕组分布在定子大槽和小槽中，由于p、d都随放大机输出电流的增减而增减，因此，可以在不同的输出电流下都得到较好的补偿。与补偿绕组并联的电阻RBT是为了调节补偿程度用的。3、换向绕组（WCM）：扩大机的输出电流较大，为了改善直轴换向，在扩大机直轴方向上装有换向绕组，换向绕组与电枢绕组串联。4、交轴助磁绕组（Wq）：交轴助磁绕组在交轴两电刷之间。交轴助磁绕组产生的磁通，其方向和q相同，因而对于一定的直轴额定输出交轴电路电流可以减小，改善了交轴换向，交轴电路中电流，一般为电枢额定电流的25%35%。5、去磁绕组：在大槽中嵌装的交流去磁绕组（结构原理图上没有画出），是为了减小电机扩大机的剩磁。交流去磁绕组的工作电压为15V，电流为35A。共轴式电机扩大机的去磁电源由拖动电动机内的抽头电压供给，内部已连接好，所以拖动电动机通电时，去磁绕组就通电。（三） 工作原理电机扩大机的工作原理图如图1-2所示。当控制绕组（激磁绕组）中通入电流Ic时，产生磁通c，电枢由拖动电动机带动旋转，这时就在交轴电刷q-q两端产生电动势Eq。如果把交轴电刷短接，在电枢绕组中就会产生一个较大的电流Iq，电流Iq产生交轴电枢反应磁通q。由于电枢绕组切割磁通q，在直轴电刷d-d两端产生电势Ed，这就是电机扩大机的输出电势UA。由以上分析可见，电机扩大机在工作原理上相当于一组两级直流发电机见图1-3，只在结构上将第级的激磁绕组取消，而借用第级的电枢反应磁通；同时，将电刷d-d移到第级电枢上来，共用一个电枢绕组进行第级放大。这样，电机扩大机具有两级直流发电机放大系数高的优点，而没有两级直流发电机时间常数大、不经济实用的缺点。二、 电机扩大机的特性电机扩大机其工作性质是属于发电机类型，它的特性主要是空载特性和外特性。（一）空载特性当电机扩大机不接负载时，由于交流电动机拖动到额定转速，其空载电压U0和控制绕组磁势Fc的关系称为电机扩大机的空载特性，如图1-4所示。可见电机扩大机的空载特性是一个回线，与普通直流发电机的空载特性相似，只是电机扩大机中，由于经两级放大，回线更宽些。图1-4电机扩大机空载特性 图1-5电机扩大机外特性（二）外特性 当电机扩大机的转速和控制绕组的电流保持不变时，电机扩大机接负载，其端电压UA与输出电流IA之间的对应变化关系，称为交磁电机扩大机的外特性。 图1-6 电机扩大机特性试验线路电机扩大机的外特性可由实验测定，图1-6所示为电机扩大机的外特性试验线路；外特性除与电机扩大机中的绕组（电枢绕组、换向绕组和补偿绕组）电压降有关以外，还与补偿绕组对电枢反应的补偿程度有关，而且对外特性有着很大的影响。这是电机扩大机的又一特点。根据补偿绕组对电枢反应的补偿程度，电机扩大机的外特性可分为三种情况。1、全补偿：补偿绕组的磁势等于直轴电枢反应的磁势，称为全补偿。这时当输出电流IA变化时影响输出电压UA的因素只有电机扩大机内部压降，所以UA随IA的增大而略有下降。如图1-5所示。 2、欠补偿：补偿绕组磁势小于直轴电枢反应磁势，称为欠补偿。这时随着输出电流IA的增大，电机扩大机输出电压UA有较大的降低。在这种情况下电机扩大机的外特性更加倾斜，若欠补偿过甚，会造成电压变化率过大，是不利的。无补偿时，带上负载，输出电压UA即降到零，不能正常工作。如图1-5所示。3、过补偿：补偿绕组磁势大于直轴电枢反应磁势，称为过补偿。在这种情况下，电机扩大机外特性在全补偿外特性之上。当补偿过强时，外特性会呈现上翘，容易引起电机扩大机工作不稳定，甚至自激是它失去控制。因此，过补偿状态是应该避免的。如图1-5所示。为了保证电机扩大机的稳定运行，一般补偿绕组的补偿程度均调在欠补偿状态。其电压变化率可在24%40%范围内调整。三、 使用注意事项1、电刷在换向器上的位置无特殊要求时，出厂时放在几何中心线上。如果为了加强稳定性避免过激及减小剩磁，则可以由中心线顺旋转方向移动（在端盖上量）23mm，这样就减小了放大倍数。2、由于电刷位置的偏移，所以电机扩大机必须按机上标示的方向旋转。3、电机扩大机的激磁系统，无论在什么情况下，都应避免自激而使电机扩大机产生过电压。4、电机扩大机在热状态下，应能承受下列过载：（1）额定电压时，在3秒钟内，允许200%额定电流的过载；（2）额定电压不超过50%时，允许350%额定电流的过载，历时3秒钟，但强制频率每小时不超过6次，时间间隔均匀；（3）电机扩大机空载输出电压应能为150%额定电压，历时3秒钟，但强制频率每小时不超过6次，时间间隔均匀。1-2 电机扩大机的调速系统一、 转速负反馈的自动调速系统图1-7为转速负反馈自动调速系统电路图。电动机M轴上（或经过传动机构）安装上一台测速发电机TG，测速发电机的输出电压与电动机的转速成正比，在电路中测速发电机输出电压UTG的极性与给定电位器上给定电压UC相反，所以流过控制绕组的电流IC与差值电压（U=UCUTG）有关，而UTG与电动机的输出量即转速成正比。因此，称这个系统为转速负反馈控制系统。在这个系统中，无论是什么原因引起电动机的转速变化，例如负载的波动、电动机的磁场变化、发电机与电机扩大机原动机转速的改变等，都能由测速发电机测出。如负载的转矩T增大，使得负载电流I增大，因主回路压降增大，电动机端电压下降而使转速n降低，但这时与之成正比的UTG亦降低了，结果使U=UCUTG增大，即IC增大，增大了电机放大机的输出电压UA与发电机的输出电压UG。这一电压的增大，补偿了由于负载转矩增大而引起的转速降落，起到了自动稳速的作用。所以这种系统还称为具有转速负反馈的自动调速系统。 运行中，若调节电位器RP改变UC的大小，即可改变电动机的转速，从而达到调速的目的。 图1-7 转速负反馈自动调速系统电路图 上述过程可描述为： T n UTG U（U=UCUTG） IC UA UG n转速负反馈系统在过渡过程中，如启动开始瞬间，因惯性的关系，电动机的转速n在此瞬间仍为零，所以反馈电压UTG也为零，电机扩大机控制绕组WC的输入电压U= UC，要比正常运行时的电压高得多，电机扩大机处于强磁状态，输出电压迅速升高，使发电机电压快速建立，缩短了启动时间。当电动机转速升高以后，反馈电压UTG也随之增大，电机扩大机控制绕组WC的输入电压U=UCUTG逐渐减小，强磁作用减弱，等转速达到稳定以后，强磁作用就自动消失。不仅如此，还可以缩短减速、制动、反向的过渡时间，使系统的动特性得到改善。二、 电压负反馈和电流正反馈的自动调速系统转速负反馈的自动调速系统，在调速指标方面是很好的。但是它需要一个测速发电机。测速发电机增加设备投资，维护比较麻烦，有时安装也困难。对于要求不很高自动调速系统中，能不能用其它方法组成反馈系统呢？从A-G-M调速系统可以看出，当负载增加时，电动机转速要下降。因此，发电机端电压的变化和主回路电流的变化都能反映出电动机的转速变化。这样，可用发电机端电压作为负反馈以维持发电机端电压不变，用主回路电流作为正反馈以补偿发电机换向极、电动机换向极压降及电动机电枢压降，从而维持电动机转速基本不变。这种电压负反馈、电流正反馈的自动调速系统，也可得到较硬的特性和较大的调速范围。（一）电压负反馈的自动调速系统电压负反馈的自动调速系统电路图如图1-8所示。发电机电枢两端并联电阻RP2，从中取出一部分电压Uf与控制电压UC串联，但方向相反，得到的U=UCUf加到扩大机A的控制绕组WC上，这样就构成了电压负反馈自动调速系统。电压负反馈的主要作用：1、改善系统的静特性，可自动稳速，同时扩大调速范围。比如负载转矩T增大，自动调速过程如下： 图1-8 电压负反馈自动调速系统电路图 T n UG Uf U IC UA UG n2、改善动特性。可缩短减速、制动、反向的过渡时间，从而使系统的动特性也得到改善。其理由与转速负反馈相似，区别在于反馈信号从发电机的端电压UG取得，而不是测速发电机。3、能降低剩磁的影响。当给定电压UC为零时，如果扩大机和发电机有剩磁，发电机就会产生一定电压，如果剩磁电压较大，电动机也会缓缓转动，这种现象称为“爬行”。引入电压负反馈后，剩磁电压UG通过反馈环节加到扩大机的控制绕组上，产生电流IC，其极性和原来正常时电流IC相反，从而抵消剩磁电压的作用，有效地消除了“爬行”现象。（二）电流正反馈的自动调速系统在电动机负载变化时，电压负反馈只能补偿发电机电枢绕组上的电压降变化来维持发电机端电压大致不变，是电动机转速基本稳定，但是电压负反馈不能补偿由于电动机电枢绕组等电压降变化而引起的转速变化，为了进一步地提高系统静特性的硬度，稳定电动机的转速，还要引入电动机电枢电流成正比的电流正反馈。具 图1-9 电流正反馈自动调速系统电路图有电流正反馈的自动调速系统电路图如图1-9所示。 图1-9中的RG和RM是发电机和电动机的换向极绕组电阻，RP1为电流正反馈深度的调节电位器。电位器RP1并联在两换向绕组的两个端点上，并从电位器上取出与主电路电流成正比的部分电压Ui作为反馈信号电压。将反馈信号电压Ui接到扩大机的一个控制绕组WC2上，连接时要满足WC2中电流产生磁通和给定电压UC在控制绕组WC3中电流产生的磁通方向相同，从而加强了扩大机的输入量，因此是正反馈。电流正反馈过强容易产生振荡，过弱，则又不起作用，故一定要调节适当。电流正反馈的主要作用是：1、改善系统静特性。假设UC一定，电动机以某一稳定的转速n运行，当负载增大时： T I Ui IC2 WC2 UA UG nn2、改善动特性，缩短系统的过渡时间。例如在启动时，启动瞬间有很大的启动电流，是Ui很大，电流正反馈就会很强，从而加速了启动过程。对制动、反向等也起同样的加速作用，其过程相同。根据前面分析可知，电压负反馈的存在阻碍发电机的电压升高，而电流正反馈使发电机电压升高。为补偿电动机的转速降，保证系 图 1-10 具有电压负反馈和电流正反馈自动调速系统电路图统静特性 硬度，在自动调速系统中，采用电压负反馈和电流正反馈环节。系统电路图如图1-10所示。 三、 具有电流截止负反馈环节的自动调速系统在电机扩大机自动调速系统中采用了电压负反馈和电流正反馈环节后，系统静特性硬度得到明显的改善。当电动机负载突然变得很大或机械部分被卡住时，主回路电流将会增大到危险的程度。为了限制主回路中过大的电流，系统中应设置电流截止负反馈 环节。具有电流截止负反馈环节的自动调速系统如图1-11所示。图1-11中电阻R4两端电压Uab反映了主电路电流大小，极性如图1-11所示。电压Uab经二极管V1同电位器RP1上的电压U1进行比较。当主电路电流不是很大时，UabU1+UV1（UV1为二极管V1上的管压降），则二极管V1导通，电流从a端经V1、RP1的抽头和R3，再经控制绕组WC1回到b端。 此电流I1产生的磁通与控制绕组WC3中的电流IC所产生的磁通方向相反，起去磁作用。于是扩大机和发电机的电压下降，电动机的转速下降。主电路的电流越大，电流截止负反馈作用越强，电动机的转速也就下降越大，直至堵转状态。这时，主电路的电流为堵转电流ID。这样就得到了下垂的机械特性（又称挖土机特性），如图1-12中所示。 图 1-12 具有电流截止负反馈自动调速系统机械特性反转时工作原理与上述过程相似，不过是电路中有关的电压及电流方向相反，起电流截止负反馈作用的是V2。四、 稳定环节（一）振荡产生的原因及消除办法采用反馈的自动控制系统，提高了转速的稳定性，扩大了调速范围，加快了过渡过程。但是在过渡过程中（如启动、减速、反向、负载变化及停车等）会出现振荡现象，如果是连续振荡，振荡不能停止，拖动系统失去控制能力，应立即停止电源，因振荡会破坏系统的正常运行，影响加工质量，或者使传动机构受到极大的反复冲击，引起设备事故，即使是衰减振荡，在要求严格的拖动系统中也是不允许的。这就得考虑消除振荡。1、振荡产生的原因：产生振荡的原因是放大机和发电机有电磁惯性，而且放大倍数很大，反馈力量很强，也就是说，系统的调节力量很强，加上机械的惯性，调节起来不够及时，就会因调节过头而产生振荡。 2、消除振荡的办法：根据以上振荡产生的原因，从单纯消除振荡的角度来看，只要使电机的电磁惯性尽量减小，放大机的放大倍数不要过大，电压负反馈以及电流正反馈不要过强。但是，实际上电机的电磁惯性总是存在的，而放大机的放大倍数和反馈环节的强度主要有系统的其他要求（如减小静差度，加快过渡过程）来决定的，不能过弱，当然更不能以取消反馈环节来消除振荡。因此，产生振荡的原因是客观存在的，问题是如何设法把振荡减小到最小程度以至消除。解决这个问题的途径在于：针对发生振荡时系统中的电压、电流变化特别迅速这一现象，在系统中加入某种动态负反馈环节，阻止电压、电流的过快变化，适当控制其变化速度，也就是适当减小控制系统在过渡过程中的放大倍数，使过渡过程既迅速而又平稳地进行，以消除电机转速的猛烈变化，消除振荡现象，同时，该负反馈在环节在系统静态（稳态）时不起作用，这种动态负反馈环节称为稳定环节。（二）常用的稳定环节常用的稳定环节主要有阻容稳定环节、稳定变压器稳定环节、桥形稳定环节三种。1、阻容稳定环节如图1-13所示。电位器RP、电容器C与扩大机的控制绕组WC1（称为稳定绕组）串联，组成阻容稳定环节。稳态时，扩大机的输出不变，阻容回路中由 图 1-13 阻容稳定环节电路图 图 1-14 稳定变压器稳定环节电路图于电容器的隔直作用，无充放电电流，所以稳定环节不起作用。 当扩大机处于过渡过程中时，例如在启动过程中，由于强激磁输出电压而迅速增加，阻容回路中流过充电电流i，该电流产生的磁通对WC3中电流IC产生的磁通起去磁作用，对扩大机输出电压的变化起了阻尼作用。扩大机输出电压变化越快，这个阻尼作用也就越大。如果系统中发生了振荡，扩大机输出电压以一定频率振荡，就会在稳定绕组中流过阻止扩大机输出电压变化的电流，使得扩大机输出电压振荡消除，从而使得系统稳定。图中WC3为给定信号控制绕组。 调整阻容稳定环节应注意绕组的极性，如果接反了，动态负反馈变成动态正反馈，使系统更加不稳定。调整RP可调节稳定作用的强弱。2、稳定变压器稳定环节在容量较大的系统，常用稳定变压器来稳定系统。稳定变压器的结构与普通变压器相似，但有可调气隙。因此，可以平滑调节原副边绕组的电感量，以满足不同时间常数的要求。有的稳定变压器原副绕组还设有抽头，改变抽头位置可得到不同的变压比。稳定变压器稳定环节电路图如图1-14所示。稳定变压器T的原边绕组和扩大机的输出端联接，副绕组通过电位器RP1和扩大机控制绕组WC1联接。其原理与阻容稳定环节相似。系统稳定时，稳定变压器原边电流没有变化，所以副边无感应电动势，稳定绕组中无电流通过，所以不起控制作用。当扩大机输出UA发生变化时，如迅速增加，则稳定变压器T的原边绕组有变化的电流i1，在副边绕组中产生感应电动势，并有变化电流i2流过稳定绕组WC1，i2产生的磁通对控制绕组WC3中IC产生的磁通起阻尼作用，由于稳定变压器铁芯不饱和，所以副边绕组输出电流i2与原边电压UA的变化率成正比。调整稳定变压器稳定环节应注意绕组的极性，调整RP1可调节稳定作用的强弱。RP1阻值越小，稳定作用越强，但在系统有足够的稳定力量情况下，往往把RP1阻值调大些，以减小低速重切削时的动态速降以及切出时的速度超调量。3、桥形稳定环节当扩大机的负载为感性负载时，常采用桥形稳定环节，其电路图如图1-15所示。由电阻R1、R2、R3和直流发电机G的励磁绕组图 1-15 桥形稳定环节电路图电阻RL构成桥形电路，在其对角线C和D上接上扩大机控制绕组WC1和电位器RP。适当调整R1、R2和R3的阻值使桥形电路平衡，即R1：R2= R3：RL，这样在稳态情况下，电桥平衡，控制绕组WC1中没有电流通过，即桥形稳定环节不起作用。当扩大机的输出电压UA发生变化时，如启动时，UA迅速上升，R1和R2的电流也会上升，C点电位同时按比例上升，由于发电机G的励磁绕组是感性的，不能突变，因此D点的电位也不能突变，这样C点电位高于D点电位，控制绕组WC1中就会有电流i1流过。由于WC1中i1产生的磁通对给定电压的磁通起去磁作用，从而抑制了UA的升高，这样就可以对UA的变化起到阻尼作用。UA变化越快，发电机的励磁绕组的自感作用就越大，阻尼作用也就越强。同理，当UA下降时，稳定环节也有阻尼作用。1-3 技能训练 电机扩大机的调整一、目的要求1、熟悉电机扩大机的结构以及工作原理。2、掌握电机扩大机的调整方法。二、工具、仪表及器材1、工具：螺钉旋具、活络扳手、尖嘴钳、电工刀、剥线钳。2、仪表：万用表、直流电流表（015A、01A各一只）、015V电压表一只、直流双臂电桥。3、器材：电机扩大机1台、直流电源、电位器3只、开关1只、铜导线若干。三、步骤及要求1、在教师的指导下，观察扩大机的结构、熟悉各绕组的结构与作用、并用电桥测量各绕组的直流电阻。2、判别扩大机控制绕组的同名端与极性（1）判别同名端 按照图1-16接线，将万用表调至微安档。合上开关SA，若万用表指针正偏，则电池正极所接的与万用表负极所接的线头为同名端，反之为异名端，用同样的方法逐个判别其它绕组，并做好标记。（2）判别极性 在控制绕组上加一直流信号，测量扩大机输出端的电压极性。若输出端电压的极性与铭牌标注的极性相同，则接信号正极的控制绕组的端子为正极。3、补偿度的调整 在自动控制系统中，不同类型的负载对扩大机补偿度的要求不同。当负载是直流电动机时，因电枢电流变化较大，扩大机的输出电压变化也较大，所以补偿度不能太大，一般在控制电流为额定值时，使额定负载时的电压为 图1-16扩大机控制绕组同名端判别 图1-17扩大机补偿度调整全补偿特性额定电压的90%左右。当负载是励磁绕组时，补偿度可强些，使扩大机处于微弱的欠补偿状态。补偿度的调整方法如下：（1）按照图1-17连接线路。（2）使扩大机按照规定方向旋转，调节电位器RP1使控制绕组电流为额定值并保持不变，记录交轴电流。（3）合上开关SA，调节负载电阻RP3，同时调节补偿度电位器RP2，使负载从空载到额定值时，电流表PA2的读数不变。（4）记录电压表PV的读数，再次调整电位器RP2，使扩大机在额定负载时的电压与全补偿时的额定电压之比值符合要求。（5）减小控制绕组电流使直轴空载电压为额定负载时直轴空载电压的一半，再逐步增加扩大机的负载到额定值，若特性曲线无上翘现象则符合要求。（6）若特性曲线有上翘，应减弱补偿程度，直至特性无上翘为止。 图 1-18交流去磁法去磁 图1-19剩磁电压USN与交流去磁电压UgN的关系4、电机扩大机剩磁电压法的去磁方法 运行中若发现扩大机的剩磁电压超过允许值时，应采取措施去磁。扩大机一般采用交流去磁方法。按图1-18所示接线，在任一控制绕组内或同时在几个绕组内通入小于该绕组额定电流值的交流值（交流去磁绕组的工作电压为15V，电流为35A），然后逐步减小电流至零，即可去除剩磁。四、注意事项1、进行补偿度调整时，注意不能使主回路电流超过额定值，以免扩大机烧坏。2、交流去磁法的去磁效果与去磁电压有关，电压过高或过低去磁效果都不会理想，如图1-19所示。一般去磁电压UgN=25V。五、评分标准评分标准见表1-1。表1-1 评 分 标 准项 目配 分评分标准扣 分绕组直流电阻测量20（1）不会使用电桥 扣10分（2）测量方法错误 扣10分（3）测量结果错误 扣5分极性及异名端判别20（1）仪表使用方法错误 扣5分（2）判别方法错误 扣10分（3）判别结果错误 扣10分补偿度调整40（1）接线有错 扣20分（2）调整方法错误 扣10分（3）不会调整 扣30分（4）仪表读数错误每次 扣5分交流法去磁20（1）接线有错 扣10分（2）不会去磁 扣15分（3）去磁步骤有错 扣10分安全文明生产违犯安全文明生产规程 扣540分定额工时2h每超过10 min以扣5分计算备注除定额工时外，各项最高扣分不得超过配分数成绩开始时间结束时间实际时间第二节 A系列龙门刨床电气设备2-1 交流控制电路一、A系列龙门刨床的主要电气设备图 2-1 A系列龙门刨床的主要电气设备示意图A系列龙门刨床的主要电气设备的示意图如图2-1所示。拖动工作台往复直线运动的主拖动系统包括两台交流电动机和四台直流电机。横梁夹紧放松与移动，刀架的快速移动与自动进给等辅助运动则由7台交流电动机完成。二、电机组启动控制电机组启动控制电路如图2-2所示。当总开关QS1合上后，电源指示灯HL2亮，表示电源接通。按下控制柜上的启动按钮SB2，KM线圈通电，与此同时，KT1线圈通电，KMY线圈经由触点KT2（705717），KT1（705717）两路供电，因而交流电动机M接成Y形启动。随着电动机M速度升高，励磁机G1电压升高，当电压上升到一定数值后（一般小于励磁机额定电压的75%），KT2线圈产生的磁力吸引衔铁，其常闭触点KT2（705717）瞬时断开，KMY线圈单独由KT1（705717）供电，KT2（705723）瞬时闭合为KM1线圈通电作好准备，KT1延时完毕，KT1（705717）断开，KMY线圈断电，电动机M以惯性旋转，这时，KT1（723725）闭合，KM1线圈得电，其常闭触点KM1（H1-L51）断开，使KT2线圈断电，经过一段延时，其延时触点KT2（705717）闭合，KM线圈通电，使电动机M接成运行。由于KM（702704）断开，KT1线圈断电，KT1（705717）闭合，KM线圈触点KT2（705717），KT1（705717）两路供电，至此机组启动完毕。KT1的延时时间调节在34秒，KT2延时时间为1秒。 一般使电动机M在Y形启动到稳定转速后，立即断开Y形，余有接触器换接时间，即刻转成运行，这时KT1、KT2的延时时间是调节得最合适的。图 2-2 电机组启动控制电路若因故电动机M不能从Y转换成，即使操作者一时疏忽没有注意，由于在工作台控制电路中设置了（101103），也不会使工作台开动。三、刀架控制电路刀架控制电路去实现刀架的进给运动。刀架的进给分为机械进刀，液压进刀，电气进刀等几种方法。A系列龙门刨床采用交流电动机拖动的机械进刀方法，这种方法在电气上比较简单，机械装置比较复杂，进刀精度不高，其控制电路如图2-3所示。（一）刀架控制电路刀架的控制由机械与电器共同完成，因而必须了解一些机械操作手柄与电器的关系，才能更好地了解刀架的控制。图 2-3 刀架控制电路以垂直刀架控制为例。垂直刀架有两个，每个刀架有快速移动、自动进给两种工作状态，每种工作状态有水平进刀（左右）、垂直进刀（上下）四个方向的动作，这些都由一个垂直刀架电动机M4来完成的。当调整时，KA3的触点（101345）是闭合的，装在进刀箱上的快速移动与自动进给转换手柄放在快速移动位置，开关SQC的常闭触点（301303）接通，常开触点（101305）断开，选择刀架运动方向后，操纵SB3就使KM3线圈通电，垂直刀架电动机按所需的方向快速移动。当自动工作时，快速移动与自动进给转换手柄放在自动进给位置，SQC的常闭触点（301303）断开，常开触点（101305）接通，同时自动工作触点KA3的触点（101345）也断开，保证了工作台自动工作时不能进行快速移动。当工作台后退换向时，触点KA5（303305）闭合，KM3线圈通电，电动机使刀架进刀，前进换向时，触点KA6（305307）闭合，KM4线圈通电，电动机使进刀机构复位，准备下一次进刀。左、右刀架的工作情况和垂直刀架基本相似，所不同点是左、右刀架只有上、下两个方向移动。另一个不同点是，控制左、右刀架进给的交流接触器一端电源不是直接接在102号处，而是经过SQ4（604602）、SQ5（602102）后再接到102号的。其目的是防止刀架与横梁碰撞。（二）超越离合器简介刀架的进给运动是进给电动机驱动经过进给变速箱和光杠、丝杠等传动件来实现的。A系列龙门刨床是在进给变速箱内装有拨叉式双向超越离合器。其工作原理图如图2-4所示。图 2-4 双向超越离合器原理图进刀运动动作循环是：原位进刀复位。原位时，拨叉盘上的碰撞爪与可调定子1相撞，这时拨叉盘上的长拨爪将星轮1上的滚柱推离楔缝，而其短拨爪则让开星轮2上的滚柱，滚柱在弹簧的推动下滚入楔缝，作好进刀准备。进刀时，电动机正传，通过蜗杆1、蜗轮1带动外环如图所示方向旋转，转动的外环给星轮2上已滚入楔缝的滚柱以摩擦力，使滚柱进一步楔入楔缝，并立即卡紧，于是外环、星轮2及空套在一起的星轮1、星轮3和拨叉盘一起转动，星轮再通过其上的滚柱将转动传给进刀齿轮，开始进刀；当转到拨叉盘的碰撞爪与固定定子2相撞时，拨叉盘上的长、短拨叉与原位时作用相反，星轮2上的滚柱被短拨爪推离楔缝，外环与星轮2脱离进刀结束；星轮1上的滚柱在弹簧推动下滚入楔缝，作好复位准备。复位时，进刀电动机反转，通过蜗杆1、蜗轮1带动外环反转，翻转的外环将星轮1上的滚柱推向楔缝并立即卡紧，于是外环、星轮2及空套在一起的星轮1、星轮3和拨叉盘一起反转，星轮反转时不能将转动传给进刀齿轮，所以复位时不会进刀，当反转到拨爪盘的碰撞爪再次与可调定子1相撞时，复位结束。星轮1、星轮2上的滚柱在长、短拨爪作用下，又恢复到原位时的位置，作好再次进刀准备。 进刀量的大小可转动蜗杆2涡轮2，改变拨叉盘上的转子与可调定子1的夹角。夹角大时，进刀量大，夹角小时进刀量小。刀架快速移动时，需将端面锯齿形离合器合上，进刀电动机的转动不通过双向超越离合器，直接经过蜗杆1、蜗轮1和断面锯齿形离合器传动给进刀齿轮，实现到家快速移动。四、横梁控制电路横梁有放松、夹紧以及上、下移动等动作，横梁放松夹紧的动力有电动机、液压及压缩空气等几种方式，A系列龙门刨床是采用电动机M8来实现的，横梁升降由电动机M7来完成的，横梁控制电路图如图25所示。只有在工作台停止工作时，KA3（101345）触点闭合，才能操作横梁电路。如果需要横梁升降时，电路会自动地放松横梁。如横梁上升，按下按钮SB7，KA1线圈通电，其触点KA1（625627）闭合，KM12线圈通电，使横梁夹紧放松电动机M8工作，横梁逐渐放松。横梁放松时，控制位置开关SQ6的制子往横梁方向移动，移动到一定程度，使SQ6动作，SQ6-2（101625）断开，KM12线圈断电，横梁放松完毕。SQ6动作情况如图26所示。 此时，SQ6-1（101601）接通，由于KA1（605607）已经闭合，所以，KM9线圈通电，横梁升降电动机M7运转，横梁上升，这时横梁运行指示灯HL3亮，横梁升到所需的位置时松开SB7，KA1、KM9线圈失电，横梁升降电动机M7停止运转，横梁停止上升。SQ3是横梁上升到极限位置时避免与龙门顶相碰的保护开关。这时KM11线圈通电，横梁放松夹紧电动机M8工作，开始横梁夹紧，到SQ6复位后，SQ6-1断开，SQ6-2闭合，为以后横梁放松做准备，此时KM11线圈经过FA1（101623）以及KM11（623601）继续供电，横梁继续夹紧，因而电动机M8中电流增大，通图 2-5 横梁控制电路图过FA1线圈的电流亦增大。当电流增加到整定值时，FA1动作，触点FA1（101623）断开，KM11线圈断电，横梁夹紧完成HL3熄灭。由于KM12（625627）的存在，即使横梁没有放松完毕，松开按钮，也能保证横梁放松完毕后再自动夹紧。当按下横梁下降按钮SB6时，也是先放松，后下降，下降到所需要的位置时，松开按钮SB6，这时除了夹紧电动机工作外，还有消除丝杠与丝母间隙的横梁稍微 图 2-6 SQ6动作情况回升的动作，这个动作过程是由时间继电器KT3完成的。当横梁下降时，接触器触点KM10（101109）闭合，时间继电器KT3线圈通电，其触点KT3（605607）闭合，由于接触器KM11（603605）触点断开，所以KM9线圈不通电，当横梁下降完毕，开始横梁夹紧时，接触器KM11（603605）触点闭合，而KT3的触点是延时释放，所以KT3线圈断电后，其常开触点还是接通的，这时KM9线圈通电，横梁回升，由于KT3延时很短，KT3（605607）断开，KM9线圈断电，横梁回升完毕，继续夹紧到FA1动作为止。如果横梁回升比较多，是时间继电器KT3延时太长，可适当缩短延时时间。五、工作台控制电路工作台的工作方式比较多，有步进、步退、前进、后退、减速、换向等。这些工作方式的自动控制大都由控制电路来实现的。（一）控制工作台的位置开关龙门刨床的自动工作是由安装在床身侧的六个位置开关来控制的。为了熟悉工作台的控制电路以及试车、故障检修的方便，有必要熟悉位置开关的零位以及动作情况。位置开关零位图如图2-7所示。图 2-7 位置开关零位图在自动控制过程中各个制子碰撞各自的位置开关，前进末了时，制子A碰撞前进减速开关SQ-QJ，然后制子B碰撞前进换向开关SQ-QX，工作台经过一段越位后开始后退，后退开始时，制子B使SQ-QX复位，然后制子A使SQ-QJ复位。在后退末了时，制子C碰撞后退减速开关SQ-HJ，然后制子D碰撞后退换向开关SQ-HX，亦是经过一段越位后换成前进，制子D将SQ-HX复位，然后制子C使SQ-HJ复位。位置开关SQ1、SQ2是前进以及后退终端越位保护。由于不熟悉或不注意位置开关零位，损坏位置开关的现象比较多。所以，在安装或故障检修完毕试车时，应先将位置开关拨在零位，制子放在位置开关两侧，然后开步进步退试验，正常后方可开启自动工作。制子A、B、C、D间的距离是可调的，在高速档工作时间距应该大些，一般减速制子A、C的提前量为换向制子B、D的250300毫米左右，低速档工作时间距小一些，避免低速行程太长，降低生产效率。（二）步进、步退与润滑泵控制电路在图2-8中，触点KM（101103）在拖动电动机正常运行时是接通的，所以按下步进按钮SB8时，KA2线圈通电，使直流发电机发出步进需要的电压，直流电动机以图 2-8 工作台控制电路图步进速度带动工作台前进。按下步退按钮SB12时，KA4线圈通电，使直流发电机发出步退需要的电压，直流电动机以步退速度带动工作台后退。在操作时，如果位置开关SQ-QX、SQ-HX没有复位，则接不通电路。步进、步退速度是可调的，一般低速档为34米/分，高速档为68米/分。润滑泵控制开关SA7有两个工作位置，工作台不工作而需要润滑泵时，将开关SA7拨在连续位置。工作台自动工作时，SA7拨在自