电机与电机控制技术 课件 第7章 典型电气控制系统

第7章

典型电气控制系统学习目标知识目标能力目标素质目标◆

掌握机床电气原理图的识读方法；◆

了解典型机床的主要结构、运动形式及拖动控制要求；◆

掌握典型机床的电气控制电路的工作过程；◆

掌握典型机床常见故障的检修方法。◆

能识读和分析典型机床的电气控制线路；◆

能查找典型机床的电气故障；◆

能进行典型机床电气故障的维修。◆

培养学职业素养，安全操作的意识；◆

激发追求技术进步和精益求精的科学精神。引导案例CA6140普通车床——主轴停车后惯性转动时间过长故障现象：主轴断电后仍缓慢旋转，制动时间超过10秒（正常应≤3秒）。

检修流程：1.初步判断

观察制动摩擦片是否磨损（拆开主轴箱后盖检查）；检查制动电磁铁动作是否灵活（通电/断电时听“咔嗒”声）。

2.可能原因

制动摩擦片油污或磨损；制动电路延时继电器故障；电磁铁衔铁间隙过大（标准值1.5~2mm）。3.解决步骤

用汽油清洗摩擦片，若磨损严重则更换；调整衔铁间隙至1.8mm，测试制动响应；用万用表检测继电器触点，更换损坏元件。

7.1CA6140普通车床电气控制系统

1

CA6140普通车床的主要结构及运动形式7.1CA6140普通车床电气控制系统CA6140车床型号含义

车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，能够车削外圆、内圆、端面、螺纹、切断及割槽等，并可以装上钻头或铰刀进行钻孔和铰孔加工等。一、CA6140车床型号含义7.1CA6140普通车床电气控制系统方刀架卡盘主轴箱挂轮架进给箱床身左床座纵溜板横溜板右床座尾架小滑板溜板箱光杠丝杠二.CA6140车床的主要结构7.1CA6140普通车床电气控制系统主运动进给运动辅助运动主轴通过卡盘或顶尖带动工件的旋转运动溜板带动刀架的纵向或横向直线运动，其中纵向运动是指相对操作者向左或向右的运动，横向运动是指相对于操作者向前或向后的运动包括刀架的快速移动、工件的夹紧与松开三、CA6140普通车床的运动形式7.1CA6140普通车床电气控制系统主拖动电动机一般选用三相笼型异步电动机，不进行电气调速。采用齿轮箱进行机械有级调速。车床旋转的主运动及刀具的进给运动由一台三相鼠笼型异步电动机拖动。刀架快速移动电动机采用直接起动，无需正反转，点动控制。加工螺纹时，刀架移动和主轴转动有固定的比例关系。四、CA6140普通车床电力拖动及控制要求7.1CA6140普通车床电气控制系统配有冷却泵电动机，且要求在主拖动电动机起动后，方可决定冷却泵开动与否，而当主拖动电动机停止时，冷却泵应立即停止。必须有过载、短路、欠压、失压保护。具有安全的局部照明装置。7.1CA6140普通车床电气控制系统2CA6140普通车床的电气控制电路

7.1CA6140普通车床电气控制系统1机床电气原理图的识读阅读相关技术资料①设备的构造②电气传动方式③设备的操作方法④了解与机械、液压部分有直接关联的电器（如行程开关、电磁阀、传感器等）的安装位置、工作状态。7.1CA6140普通车床电气控制系统1机床电气原理图的识读电气原理图的分析方法①分析主电路②分析控制电路③分析辅助电路（照明及指示电路等）⑤分析联锁及保护环节7.1CA6140普通车床电气控制系统CA6140车床控制电路分析CA6140车床照明与信号电路分析CA6140车床主电路分析2CA6140普通车床电气原理图分析7.1CA6140普通车床电气控制系统1、电源开关是带有开关锁SA2的断路器QF。当需要合上电源时，先用开关钥匙将开关锁SA2右旋，再扳动断路器QF将其合上，此时电源送入主电路。2、在机床控制电气箱门上装有安全行程开关SQ2，当打开电气箱门时，行程开关触点SQ2闭合，将使QF线圈通电，QF断路器自动断开，切除机床电源，确保人身安全。3、在机床床头皮带罩处设有安全开关SQ1，当打开挂轮箱，SQ1断开，使接触器KM1、KM2、KM3线圈失电，电动机全部停转，确保人身安全。4保护环节7.1CA6140普通车床电气控制系统4、为满足打开机床电气箱门进行带电检修的需要，可将SQ2开关传动杆拉出，使触点SQ2（03-13）断开，此时QF线圈断电，QF开关仍可合上。当检修完毕，关上电气箱门后，SQ2开关传动杆复原，保护作用恢复。5、电动机M1、M2由热继电器FR1、FR2实现过载保护；熔断器FU、FU1～FU6实现各部分电路的短路保护。4保护环节7.1CA6140普通车床电气控制系统主轴电机M1由KM1控制，拖动主轴旋转，并通过进给机构实现车床的进给运动冷却泵电机M2由KM2控制，拖动冷却泵提供冷却液1.主电路分析快速电机M3由KM3控制，拖动溜板箱带动刀架实现快速移动7.1CA6140普通车床电气控制系统2.控制电路分析

KM1辅助常开触点闭合，顺序起动M2电机做准备按下按钮SB2→KM1线圈得电→KM1辅助常开触点闭合自锁

→M1旋转KM1主触点闭合

7.1CA6140普通车床电气控制系统2.控制电路分析

KM2线圈得电

在M1运行时，合上SA1→

→M2旋转KM2主触点闭合

7.1CA6140普通车床电气控制系统2.控制电路分析

KM3线圈得电

在M1运行或不运行时，按住SB3→

→M3旋转KM3主触点闭合

7.1CA6140普通车床电气控制系统3.照明电路分析

由控制变压器TC的二次侧分别输出24V和6V，作为机床照明和指示的电源，照明电路经转换开关SA4控制照明指示灯EL。

7.1CA6140普通车床电气控制系统3CA6140普通车床常见电气故障分析

7.1CA6140普通车床电气控制系统主轴电动机不能起动故障分析：可能是配电箱或总开关中的FU熔丝已熔断；检查处理：

更换FU熔体；

按下手动复位按钮，复位热继电器；热继电器FR1已动作过，其常闭触点尚未复位；电源开关接通后，按下起动按钮，观察控制主轴的接触器有没有吸合；主轴电动机损坏。可能是FU6熔丝熔断、起动按钮或停止按钮内的触点接触不良、交流接触器KM的线圈烧毁或触点接触不良等，依次检测，查找断点。7.1CA6140普通车床电气控制系统按下起动按钮，电动机发出嗡嗡声不能正常起动故障分析：出现以上现象可能是电源断相，熔断器有一相熔体熔断或接触器有一对主触点没接触好。检查处理：首先应立即切断电源，否则易烧坏电动机；然后检测电源是否正常，若电源正常，检查熔体是否完好，否则应更换熔体；若熔体完好，应检测主电路接线，查找断点。7.1CA6140普通车床电气控制系统主轴电动机起动后不能自锁故障分析：当按下起动按钮SB2时，主轴电动机M1能够运转，但松开按钮后电动机M1立即停转，这是由接触器KM1的辅助动合触点接触不良或位置偏移，辅助动合触点的连接导线松脱或断裂等现象引起的故障。检查处理：将接触器KM1的辅助动合触点进行修整或更换即可排除故障。7.1CA6140普通车床电气控制系统按下停止按钮，主轴电动机不停止故障分析：出现此类故障的原因一方面是接触器主触点熔焊、主触点被杂物卡住或有剩磁，使它不能复位；另一方面是停止按钮动断触点被卡住，不能断开。检查处理：先断开电源，检查接触器，若主触点融焊，更换主触点后故障排除；若停止按钮动断触点被卡住，需进行修复或更换停止按钮。7.1CA6140普通车床电气控制系统照明灯不亮故障分析：这类故障原因可能是照明灯泡已坏、照明开关SA已损坏、熔断器FU5的熔丝已烧断、变压器原绕组或副绕组已烧毁。检查处理：若照明灯泡已坏或者灯座开关已损坏则需要更换照明灯泡或照明开关SA。若熔断器FU5熔丝已烧断，则需更换熔体；若变压器原绕组或副绕组已烧毁，需进行变压器修复。7.2X62W万能铣床电气控制系统1

X62W万能铣床的主要结构及运动形式7.2X62W万能铣床电气控制系统加工运动示意图7.2X62W万能铣床电气控制系统铣床是一种用途十分广泛的金属切削机床，其使用范围仅次于车床。铣床可用于加工平面、斜面和沟槽；如果装上分度头，可以铣削直齿齿轮和螺旋面；如果装上圆工作台，还可以加工凸轮和弧形槽等。常用的万能铣床有X62W型卧式万能铣床和X53K型立式万能铣床卧式铣床立式铣床龙门铣床仿形铣床分类专用铣床7.2X62W万能铣床电气控制系统型号含义7.2X62W万能铣床电气控制系统主轴横梁刀杆支架床身底座工作台回转盘横溜板升降台一、X62W万能铣床的主要结构7.2X62W万能铣床电气控制系统二、万能铣床的运动形式及拖动控制要求主运动进给运动辅助运动主轴带动铣刀的旋转运动工作台带动工件在水平的纵、横方向及垂直方向三个方向的运动及圆工作台的旋转工作台的快速运动、主轴和进给的变速冲动、工作台的回转运动等7.2X62W万能铣床电气控制系统二、万能铣床的运动形式及拖动控制要求1．铣床的主运动由一台笼型异步电动机拖动，需要正反转，但方向的改变不频繁。2．铣刀的切削是一种不连续切削，容易使机械传动系统发生振动，为了避免这种现象，在主轴传动系统中装有惯性轮，但在高速切削后，停车很费时间，采用反接制动。3．工作台的进给运动和快速移动均由同一台笼型异步电动机拖动，能够正反转。7.2X62W万能铣床电气控制系统二、万能铣床的运动形式及拖动控制要求4．为防止刀具和机床的损坏，要求只有主轴旋转后，才允许有进给运动。为了减少加工件表面的粗糙度，只有进给停止后主轴才能停止或同时停止。本机床采用了主轴和进给同时停止。5．主轴运动和进给运动采用变速盘来进行速度选择，为保证变速齿轮能良好啮合状态，这两种运动都要求变速后作瞬时冲动（点动）。7.2X62W万能铣床电气控制系统2X62W万能铣床的电气控制电路分析

7.2.2X62W万能铣床的电气控制电路分析X62W铣床控制电路分析X62W铣床照明电路分析X62W铣床主电路分析1X62W万能铣床电气控制电路分析1.主电路分析

主轴电机M1由SA5与KM1实现正反转，KM2与R实现反接制动进给电机由KM3、KM4正反转控制，与SQ1～SQ4配合进行瞬时冲动、六个方向进给冷却泵电机M3单向旋转2.控制电路分析

（1）主轴电动机的控制SB1、SB2两地停止、SB3、SB4两地起动主轴起动前，先由SA5选择旋转方向按下起动按钮SB3或SB4主轴电机起动速度继电器常开触点闭合一对，为制动做准备停车时，按SB1或SB2主轴电机反接制动转速低于100r/min时变速冲动时，拉出变速手柄，转动变速盘，选择需要的转速，此时凸轮机构压下，使变速冲动行程开关SQ7的常闭触点先断开，使M1断电，SQ7的常开触点接通，KM2线圈得电，M1反接制动。当手柄继续向外拉至极限位置时，SQ7不受凸轮控制而复位，M1停转。接着把手柄推向原来的位置，凸轮又压下SQ7，KM2线圈得电，使M1反转一下。2.控制电路分析

（2）工作台进给电动机的控制M2电机在主轴电机M1起动后才能工作。SA3扳到断开SA3-1（17－18）和SA3-3（12－21）闭合，而SA3-2（19－21）断开

工作台向左运动：压下SQ2使SQ2-2断，SQ2-1通2.控制电路分析（2）工作台进给电动机的控制工作台向右运动：压下SQ1使SQ1-2断开，SQ1-1闭合2.控制电路分析工作台向前（或向下）运动：压下SQ3使SQ3-2断，SQ3-1通2.控制电路分析工作台向后（或向上）运动：压下SQ4使SQ4-2断，SQ4-1通2.控制电路分析进给电动机变速冲动控制

2.控制电路分析工作台快速进给控制：按SB5或SB6,KM5得电，牵引电磁铁YA,使工作台快速进给2.控制电路分析冷却泵电动机M3的起停由转换开关SA3控制3.照明电路分析

照明电路由开关SA4控制照明灯EL3X62W万能铣床的常见电气故障分析与检修7.2X62W万能铣床电气控制系统7.2X62W万能铣床电气控制系统主轴不能运转故障分析：主轴是由电动机M1驱动，若主轴不能运转，排除机械原因之外，要围绕主轴电动机是否能够正常起动和运转所在的电路进行检修。检查检修：按照正确的操作步骤进行操作，并观察故障现象，可按照图7-8主轴不能运转故障检修流程所示的流程步骤，进行故障点范围的确定，最后再运用电阻测量法或电压测量法查找具体的故障点。7.2X62W万能铣床电气控制系统主轴不能运转7.2X62W万能铣床电气控制系统主轴工作正常，工作台各个方向均不能进给故障分析：主轴工作正常，工作台各个方向均不能进给，进给运动是由进给电动机M2驱动，若进给电动机不能运转，排除机械原因之外，要围绕主轴电动机顺序控制到进给电动机控制的公共支路，即8-11的线路上进行检查。检查检修：按照正确的操作步骤进行操作，并观察故障现象，可按照图7-9工作台各个方向均不能进给故障检修流程所示的流程步骤，进行故障点范围的确定，最后再运用电阻测量法或电压测量法查找具体的故障点。7.2X62W万能铣床电气控制系统主轴工作正常，工作台各个方向均不能进给7.3Z3040摇臂钻床电气控制系统1

Z3040摇臂钻床的主要结构及型号含义7.3Z3040摇臂钻床电气控制系统钻床是一种用途广泛的孔加工机床。它主要是用钻头钻削精度要求不太高的孔，另外还可用来扩孔、铰孔、镗孔，以及刮平面、攻螺纹等。分类立式钻床台式钻床深孔钻床摇臂钻床7.3Z3040摇臂钻床电气控制系统型号含义Z3040最大钻孔直径为40mm摇臂钻床型摇臂钻床组钻床7.3Z3040摇臂钻床电气控制系统二、主要结构及运动形式主轴箱具有主轴及主轴传动机构和进给的全部变速和操纵机构摇臂与外立柱一起绕内立柱回转摇臂绕外立柱上下移动7.3Z3040摇臂钻床电气控制系统二、Z3040摇臂钻床的运动形式和拖动控制要求主运动进给运动辅助运动主轴带动钻头的旋转运动主轴的垂直移动（上下运动）摇臂在外立柱上的升降运动、摇臂与外立柱一起沿内立柱的回转及主轴箱在摇臂上的水平移动（左右运动）7.3Z3040摇臂钻床电气控制系统1．摇臂钻床的主运动和进给运动由一台笼型异步电动机拖动，需要正、反转，用机械方式变换，主轴电动机只作单方向旋转。2．摇臂升降是由摇臂升降电动机拖动，按照摇臂松开

移动（上升或下降）

摇臂夹紧的过程进行。

3．三个夹紧与放松机构分别是由液压泵电动机拖动液压

泵送出压力油，经电磁阀控制压力油进入不同的夹紧

放松机构，推动液压机构的活塞移动，活塞杆会压动

相应的行程开关，实现相应机构的夹紧或放松。7.3Z3040摇臂钻床电气控制系统机床有两套液压系统：①装在主轴箱由主轴电动机拖动齿轮泵的主轴操纵机构液压系统。②由液压泵电动机拖动液压泵YB的液压夹紧系统。

三、Z3040摇臂钻床的液压系统夹紧机构液压系统工作情况：1）YA不通电时：HF的1—4、2—3相通，压力油供给主轴箱、立柱夹紧机构。若这时M3正转，则液压使两个夹紧机构都夹紧(压下微动开关SQ4)；否则，夹紧机构放松(SQ4释放）。夹紧机构液压系统工作简图7.3Z3040摇臂钻床电气控制系统2）YA通电时：HF的1—6、2—5相通，压力油供给摇臂夹紧机构。如这时M3正转，则夹紧机构夹紧，弹簧片压下微动开关SQ3，而SQ2释放；若M3反转，则夹紧机构放松，弹簧片压下微动开关SQ2，而SQ3释放。可见，操纵哪一个夹紧机构松开或夹紧，既取决于YA是否通电，又取决于M3的转向。夹紧机构液压系统工作简图7.3Z3040摇臂钻床电气控制系统2Z3040摇臂钻床的电气控制电路分析

7.3Z3040摇臂钻床电气控制系统Z3040钻床控制电路分析Z3040钻床照明电路分析Z3040钻床主电路分析Z3040摇臂钻床电气控制电路分析17.3Z3040摇臂钻床电气控制系统1.主电路分析M1为冷却泵电动机，由KM6控制直接起动M2为主电动机，由接触器KM1控制单方向旋转M4为摇臂升降电动机，由KM4、KM5控制正反转M3为立柱夹紧和松开电动机，由KM2和KM3控制正反转7.3Z3040摇臂钻床电气控制系统2.控制电路分析按下总起动按钮SB3（1）开车前的准备7.3Z3040摇臂钻床电气控制系统手柄位置实物位置接通微动开关的触点控制电路工作情况中都不通控制线路断电左

无

无右SA1aKM1得电，主轴运转上SA1bKM4得电，摇臂上升下SA1CKM5得电，摇臂下降十字开关2.控制电路分析将十字开关SA1扳到右边位置（2）主电动机的控制7.3Z3040摇臂钻床电气控制系统2.控制电路分析将十字开关SA1扳到向上位置（3）摇臂升降电动机的控制将十字开关SA1扳到中间位置7.3Z3040摇臂钻床电气控制系统2.控制电路分析当按住立柱松开按钮SB2（4）立柱夹紧与松开电动机的控制当按住立柱夹紧按钮SB17.3Z3040摇