第6章 电气控制系统

1、第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统第第6章章 电气控制系统电气控制系统 本章将从常用机床的电气控制入手，对生产本章将从常用机床的电气控制入手，对生产机械的电器控制进行分析和研究，机械的电器控制进行分析和研究，学会阅读、学会阅读、分析生产机械电气控制线路的方法分析生产机械电气控制线路的方法 ，加深，加深对典型控制环节的理解和应用。对典型控制环节的理解和应用。第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统 电气控制线路分析基本电气控制线路分析基本通常生产机械的运转是由电动机、控制电器、保护通常生产机械的运转是由电动机、控制电器、保护电器与生产机械的传动装置组成。电器与生产机械的传动装置组成。 电气

2、控制系统是机床的主要组成部分，它又是由电气控制系统是机床的主要组成部分，它又是由各基本控制环节结合而成。各基本控制环节结合而成。 电气控制系统不仅能单独完成起动、调速、反向和电气控制系统不仅能单独完成起动、调速、反向和制动等基本操作，而且还要保证各运动的准确与协制动等基本操作，而且还要保证各运动的准确与协调，满足生产工艺要求，控制系统要作到控制可靠、调，满足生产工艺要求，控制系统要作到控制可靠、操作自动化。操作自动化。 第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统电气控制分析的内容与要求电气控制分析的内容与要求在学习与分析机床电气控制电路时，应通过对各在学习与分析机床电气控制电路时，应通过对各种技

3、术资料的分析，掌握电气控制线路的工作原种技术资料的分析，掌握电气控制线路的工作原理、技术指标、使用方法、维护要求等。理、技术指标、使用方法、维护要求等。 一方面，进一步学习电气控制线路的组成以及基一方面，进一步学习电气控制线路的组成以及基本控制电路在机床中的应用；本控制电路在机床中的应用；另一方面，掌握分析电气控制线路的方法和步骤，另一方面，掌握分析电气控制线路的方法和步骤，培养阅读能力。培养阅读能力。 第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统（1） 机械设备概貌机械设备概貌了解机械设备的基本结构、运动情况、加工工艺。了解机械设备的基本结构、运动情况、加工工艺。（2） 电气传动方式电气传动方式

4、弄清各电动机和执行电器的数目、规格、型号、安装位置、作弄清各电动机和执行电器的数目、规格、型号、安装位置、作用和控制要求。用和控制要求。（3） 设备使用方法设备使用方法掌握各操纵手柄、开关、控制按钮和指示装置的功能、操纵方掌握各操纵手柄、开关、控制按钮和指示装置的功能、操纵方法，弄清它们的布置以及在控制线路中的作用。法，弄清它们的布置以及在控制线路中的作用。（4） 机械、液压系统与电气控制的关系机械、液压系统与电气控制的关系机械操作手柄、液压部分与直接相关的电器开关元件（行程开机械操作手柄、液压部分与直接相关的电器开关元件（行程开关、电磁阀、电磁离合器和传感器等）的逻辑关系，设备在开关、电磁阀

5、、电磁离合器和传感器等）的逻辑关系，设备在开动前后各电器开关元件触点状态的变化情况。动前后各电器开关元件触点状态的变化情况。第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统电气控制原理图电气控制原理图电气控制原理图：是控制线路分析的中心内容。电气控制原理图：是控制线路分析的中心内容。电气控制原理图电气控制原理图由主电路、控制电路、辅助由主电路、控制电路、辅助电路、保护和互锁环节以及特殊控制电路组成。电路、保护和互锁环节以及特殊控制电路组成。 第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统利用基本控制环节分析利用基本控制环节分析在分析电气控制电路时，在分析电气控制电路时，结合说明书或有关的技术资料将整个控制电

6、路按功结合说明书或有关的技术资料将整个控制电路按功能不同分成若干局部控制电路；能不同分成若干局部控制电路；利用基本控制环节（如各电动机的起动、停止、变利用基本控制环节（如各电动机的起动、停止、变速、制动、保护及相互间的互锁等）逐一进行分析；速、制动、保护及相互间的互锁等）逐一进行分析；了解各种电动机及执行元件的控制方式、位置及作了解各种电动机及执行元件的控制方式、位置及作用；用；了解各种与机械有关的位置开关、主令电器的状态了解各种与机械有关的位置开关、主令电器的状态等。等。 第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统分析时：分析时：重点分析线路的主要功能并注意各局部电路之间的重点分析线路的主要功

7、能并注意各局部电路之间的关系（互锁）。关系（互锁）。然后分析照明、显示和保护等电路。然后分析照明、显示和保护等电路。再统观整个电路，形成一个整体观念。再统观整个电路，形成一个整体观念。最后归纳总结出生产机械电气控制规律。最后归纳总结出生产机械电气控制规律。 第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统结合基础理论分析结合基础理论分析电机的正反转、调速等与电机学相关联；电机的正反转、调速等与电机学相关联；交直流电源、电气元件以及电子线路与所学的电交直流电源、电气元件以及电子线路与所学的电路理论和电子技术相关联。路理论和电子技术相关联。要学会应用所学的基础理论和所选的电器元件的要学会应用所学的基础理论

8、和所选的电器元件的技术参数，分析出控制线路的工作原理、主要参技术参数，分析出控制线路的工作原理、主要参数和技术指标；数和技术指标；还能估计出各部分的电流、电压值，以便在调试还能估计出各部分的电流、电压值，以便在调试或检修中合理地使用仪表。或检修中合理地使用仪表。 第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统电气原理图的阅读分析方法电气原理图的阅读分析方法阅读电气原理图以前阅读电气原理图以前必须了解控制对象；必须了解控制对象；弄清楚机、电、液（或气）配合紧密的生产机械，弄清楚机、电、液（或气）配合紧密的生产机械，以及全部传动过程；以及全部传动过程；按照按照“从左到右、自上而下从左到右、自上而下”的顺

9、序进行分析。的顺序进行分析。 第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统电气原理图的分析方法与步骤电气原理图的分析方法与步骤任何一台设备的电气控制线路，总是由主电路和控任何一台设备的电气控制线路，总是由主电路和控制电路两大部分组成。制电路两大部分组成。控制电路可分为若干个基本控制线路或环节控制电路可分为若干个基本控制线路或环节（如，点动、正反转、减压起动、调速、制动等）。（如，点动、正反转、减压起动、调速、制动等）。分析电路通常从主电路入手。分析电路通常从主电路入手。 第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统分析主电路分析主电路主电路的作用：保证整机拖动要求的实现。主电路的作用：保证整机拖动要求

10、的实现。分析主电路时分析主电路时首先应了解设备各运动部件和机构采用了几台电动首先应了解设备各运动部件和机构采用了几台电动机拖动。机拖动。然后按照顺序，从每台电动机的主电路中使用的接然后按照顺序，从每台电动机的主电路中使用的接触器的主触头的联接方式分析判断出主电路的控制触器的主触头的联接方式分析判断出主电路的控制方式。方式。如，电动机是否有正反转控制？如，电动机是否有正反转控制？ 是否采用减压起动？是否采用减压起动？ 是否有调速控制？是否有调速控制？ 是否有制动控制？是否有制动控制？ 第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统分析控制电路分析控制电路从主电路中寻找接触器主触头的文字符号；从主电路中

11、寻找接触器主触头的文字符号；然后在控制电路中找到相对应的控制环节（接触器然后在控制电路中找到相对应的控制环节（接触器的线圈）；的线圈）；根据设备对控制电路的要求和前面所学的各种基本根据设备对控制电路的要求和前面所学的各种基本线路知识，按照顺序逐步地深入了解各个具体的电线路知识，按照顺序逐步地深入了解各个具体的电路由哪些电器组成，它们相互间的联系及动作的过路由哪些电器组成，它们相互间的联系及动作的过程等。程等。 从电源和主令信号开始，经过逻辑判断，写出控从电源和主令信号开始，经过逻辑判断，写出控制流程，以简便明了的方式表达出电路的自动工制流程，以简便明了的方式表达出电路的自动工作过程。作过程。

12、第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统分析辅助电路分析辅助电路辅助电路主要包括电源显示、工作状态显示、照辅助电路主要包括电源显示、工作状态显示、照明和故障报警等部分。明和故障报警等部分。 这部分电路具有相对独立性，它们大多由控制电这部分电路具有相对独立性，它们大多由控制电路中的元件控制，所以在分析时，要对照控制电路中的元件控制，所以在分析时，要对照控制电路进行分析。路进行分析。 第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统分析联锁与保护环节分析联锁与保护环节任何机械生产设备对安全性和可靠性都提出了任何机械生产设备对安全性和可靠性都提出了很高的要求，因此控制线路设置了一系列电气很高的要求，因此控制

13、线路设置了一系列电气保护部分和必要的电气联锁。保护部分和必要的电气联锁。分析联锁和保护环节可结合机械设备生产过程分析联锁和保护环节可结合机械设备生产过程的实际需要及主电路各电动机的相互配合过程的实际需要及主电路各电动机的相互配合过程进行。进行。 第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统分析特殊控制环节分析特殊控制环节在某些控制线路中，还设置了一些相对独立的特殊在某些控制线路中，还设置了一些相对独立的特殊控制环节，如产品计数装置、晶闸管触发电路、自控制环节，如产品计数装置、晶闸管触发电路、自动调温装置等。动调温装置等。 总体检查总体检查从整体角度进一步检查和理解各电动机的相互配从整体角度进一步检

14、查和理解各电动机的相互配合过程。合过程。原理图的阅读分析的基本原则是：化整为零、顺藤原理图的阅读分析的基本原则是：化整为零、顺藤摸瓜、集零为整、安全保护、全面检查。摸瓜、集零为整、安全保护、全面检查。第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统6.1 车床电气控制系统车床电气控制系统车床是机械加工业中应用最为广泛的一种机床约车床是机械加工业中应用最为广泛的一种机床约占机床总数的占机床总数的2550。车床可以用来车床可以用来切削切削各种的外圆、内孔、螺纹和端各种的外圆、内孔、螺纹和端面，还可以安装钻头或绞刀等进行钻孔和绞孔等面，还可以安装钻头或绞刀等进行钻孔和绞孔等项加工。项加工。第第6 6章章 电

15、气控制系统电气控制系统车床型号含义车床型号含义 C6改进次数改进次数中心高度（中心高度（mm）卧式卧式车床车床第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统1. 车床结构和工作要求车床结构和工作要求目前中小型车床目前中小型车床采用一台不变速的异步电动机拖动，实现切削主采用一台不变速的异步电动机拖动，实现切削主运动和刀具进给运动，其变速由变速齿轮箱通过运动和刀具进给运动，其变速由变速齿轮箱通过手柄操作进行切换来实现的有级调速。手柄操作进行切换来实现的有级调速。采用一台电动机单独驱动刀架的快速移动；采用一台电动机单独驱动刀架的快速移动；采用一台电动机单独驱动冷却泵和液压泵。采用一台电动机单独驱动冷却泵和

16、液压泵。第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统机床的结构机床的结构 主轴变速箱主轴变速箱 溜板与刀架溜板与刀架 尾座尾座 车身车身 丝杠丝杠 光杠光杠 溜板箱溜板箱 进给箱进给箱 挂轮箱挂轮箱 主轴主轴 第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统主运动：主运动：是工件作旋转运动，也就是产生车削的运是工件作旋转运动，也就是产生车削的运动；动；进给运动：进给运动：是刀具作直线运动，也就是使切削能连是刀具作直线运动，也就是使切削能连续进行下去的运动。续进行下去的运动。主轴转动带动装夹在其端头的工件转动；主轴转动带动装夹在其端头的工件转动；刀具安装在刀架上，与滑板一起随溜板箱沿主轴轴刀具安装在刀架上，

17、与滑板一起随溜板箱沿主轴轴线方向实现进给移动。线方向实现进给移动。主轴的传动和溜板箱的移动均由主电动机驱动，并主轴的传动和溜板箱的移动均由主电动机驱动，并通过各自的变速箱调节主轴转速或进给速度。通过各自的变速箱调节主轴转速或进给速度。第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统当加工的工件比较大时其转动惯量也比较大，停当加工的工件比较大时其转动惯量也比较大，停车时不易立即停止转动，必须有停车制动的功能，车时不易立即停止转动，必须有停车制动的功能，较好的停车制动是采用电气制动。较好的停车制动是采用电气制动。在加工的过程中，还需提供切削液（冷却液）。在加工的过程中，还需提供切削液（冷却液）。为减轻工人

18、的劳动强度和节省辅助工作时间，要为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间，要求带动刀架移动的溜板箱能够快速移动（辅助运求带动刀架移动的溜板箱能够快速移动（辅助运动）。动）。第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统2. 电力拖动及控制要求电力拖动及控制要求（1） 主电动机主电动机M1，完成主轴主运动和刀具进给运动的驱动，完成主轴主运动和刀具进给运动的驱动，电动机采用直接起动，可正反两个方向旋转（反转控制主要电动机采用直接起动，可正反两个方向旋转（反转控制主要用于加工螺纹时，要求反转退刀），并可进行正反两个旋转用于加工螺纹时，要求反转退刀），并可进行正反两个旋转方向的电气停车制动。为加工调整方便，还

19、具有正向点动功方向的电气停车制动。为加工调整方便，还具有正向点动功能。能。（2） 电动机电动机M2拖动冷却泵拖动冷却泵，在加工时提供切削液，采用直，在加工时提供切削液，采用直接起动停止方式，并且为连续工作状态。接起动停止方式，并且为连续工作状态。（3） 快速移动电动机快速移动电动机M3，电动机可根据使用需要，随时手，电动机可根据使用需要，随时手动控制起、停。动控制起、停。（4） 要求有局部照明和必要的电气保护和联锁。要求有局部照明和必要的电气保护和联锁。第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统3. 电气控制线路的分析电气控制线路的分析第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统冷却泵电机和快速移动电动机控制冷却泵电机和快速移动电动机控制第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统机床局部照明机床局部照明 第第6 6章章 电气控制系统电气控制系统主电动机主电动机（1）主电路）主电路KM1控制