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文檔簡介
2.1電氣控制線路圖形、文字符號(hào)及繪圖原則電氣控制線路:是指以各類電動(dòng)機(jī)或其他執(zhí)行電器為被控對(duì)象,以繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)、保護(hù)元件等器件組成的自動(dòng)控制線路。電氣控制線路是由許多電器元件按一定要求連接而成的,電氣圖有三種類型:電氣原理圖、電器布置圖、電氣安裝接線圖。1.圖形符號(hào)圖形符號(hào)通常用于圖樣或其他文件,用于表示一個(gè)設(shè)備或概念的圖形、標(biāo)記或字符。2.文字符號(hào)文字符號(hào)適用于電氣技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)文件的編制,可標(biāo)在電氣設(shè)備、裝置和元器件上或近旁,以表明電氣設(shè)備、裝置和元器件的名稱、功能、狀態(tài)和特征。
2.1.1電氣圖的圖形符號(hào)、文字符號(hào)及接線端子標(biāo)記
3.接線端子標(biāo)志電氣圖中各電氣端子用字母數(shù)字符號(hào)標(biāo)記。按國家標(biāo)準(zhǔn)GB4026—83《電器接線端子的識(shí)別和用字母數(shù)字符號(hào)表字接線端子的通則》規(guī)定:三相交流電源引入線用L1、L2、L3、N、PE標(biāo)記。直流系統(tǒng)的電源正、負(fù)及中間線分別用L+、L—與M標(biāo)記。三相動(dòng)力電器引出線分別用U、V、W順序標(biāo)記。三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的繞組首端分別用U1、V1、W1標(biāo)記,繞組尾端分別用U2、V2、W2標(biāo)記,電動(dòng)機(jī)中間抽頭分別用U3、V3、W3標(biāo)記。
3.接線端子標(biāo)志
對(duì)于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的引出線,應(yīng)在字母前冠以數(shù)字來區(qū)別,如對(duì)M1電動(dòng)機(jī)用1U、1V、1W標(biāo)記,對(duì)M1電動(dòng)機(jī)用2U、2V、2W標(biāo)記??刂齐娐犯骶€號(hào)采用數(shù)字標(biāo)記,其順序一般為從左到右、從上到下,凡是被線圈、觸點(diǎn)、電阻、電容等元件所間隔的接線端子,都應(yīng)標(biāo)以不同的線號(hào)。
2.1.2電氣圖
1、系統(tǒng)圖或框圖系統(tǒng)圖(systemdiagram)或框圖(llockdiagram)是用符號(hào)或帶注釋的框概略地表示系統(tǒng)或分系統(tǒng)的基本組成、相互關(guān)系及其主要特征的一種電器圖。國家標(biāo)準(zhǔn)GB6988.3—86《電氣制圖系統(tǒng)和框圖》具體規(guī)定了系統(tǒng)圖和框圖的繪制方法,并且闡述了它的用途。
系統(tǒng)圖或框圖可為編制更為詳細(xì)的電氣圖,如電路圖,邏輯圖等提供基礎(chǔ)。
2、電氣圖電路圖(circuitdiagram)是用圖形符號(hào)和項(xiàng)目代號(hào)表示電路各個(gè)電器元件的連接關(guān)系和電路工作原理的圖。
電路圖的繪制規(guī)則是(1)電路圖在布局上采用功能布局法。即把電路分成若干功能組,按照因果關(guān)系從左到右或從上到下布置,并盡可能的按工作順序排列。(2)電路圖中個(gè)各電氣元器件,一律采用國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)標(biāo)記。對(duì)于繼電器、接觸器、制動(dòng)器和離合器等按處在非激勵(lì)狀態(tài)繪制;機(jī)械控制的行程開關(guān)應(yīng)按其未受機(jī)械壓合的狀態(tài)繪制。(3)電路圖應(yīng)按主電路、照明電路及信號(hào)電路分開繪制。主電路中三相電路導(dǎo)線按相序從上到下或從左到右排列,中性線應(yīng)排在相線的下方或右方。并用L1、L2、L3及N標(biāo)記。電路可采用水平布置或垂直布置。當(dāng)電路水平布置時(shí),相似元件宜縱向?qū)R;當(dāng)電路垂直布置時(shí),相似元件宜橫向?qū)R。圖2-1為CW6132型車床電路圖。電氣原理圖畫法規(guī)定:1)電氣原理圖一般分主電路和輔助電路兩部分;2)電氣原理圖中所有電器元件應(yīng)采用國家標(biāo)準(zhǔn)中統(tǒng)一規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào);
3)主電路安排在圖面左側(cè)或上方,輔助電路安排在右側(cè)或下方;4)同一電器元件的不同部件應(yīng)標(biāo)注統(tǒng)一的文字符號(hào);5)所有電器狀態(tài)按其不通電、不受外力作用狀態(tài)畫出;6)應(yīng)盡量減少線條,避免線條交叉,各導(dǎo)線之間有電聯(lián)系時(shí),在導(dǎo)線交點(diǎn)處畫實(shí)心圓點(diǎn),圖形符號(hào)可旋轉(zhuǎn)給制,一般逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn),文字不轉(zhuǎn)。圖2-1CW6132型車床電氣原理圖
3、位置圖位置圖(Locationdiagram)是表示成套裝置、設(shè)備或裝置中各個(gè)項(xiàng)目位置的一種圖。電器位置圖詳細(xì)繪出了電氣設(shè)備中各電器的相對(duì)位置,圖中各電器文字代號(hào)應(yīng)與有關(guān)電路圖中電器元件代號(hào)相同。圖2-2為CW6132型車床電器位置圖。
·4、接線圖接線圖是按電氣設(shè)備各電器的實(shí)際安裝位置,用各電器規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)繪制的實(shí)際接線圖。根據(jù)表達(dá)對(duì)象和用途的不同,接線圖有單元接線圖,互連接線圖和端子接線圖等。圖2-3為CW6132型車床電氣互連接線圖。
·2.2三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的基本控制線路
2.2.1單向旋轉(zhuǎn)控制電路圖2-4為電動(dòng)機(jī)單向旋轉(zhuǎn)接觸器控制電路。
工作原理:按啟動(dòng)按鈕SB2→接觸器KM線圈得電吸合→主觸點(diǎn)閉合→主回路電機(jī)繞組得電→電機(jī)全壓啟動(dòng)工作。停止時(shí)按SB1,線圈KM失電釋放,電機(jī)停止??刂苹芈稫M觸點(diǎn)的作用是自鎖(依靠接觸器本身輔助觸點(diǎn)使其線圈保持通電的現(xiàn)象稱為自鎖)??刂凭€路的保護(hù)環(huán)節(jié)
短路保護(hù):元件FU1為主回路,F(xiàn)U2為控制回路;過載保護(hù):元件FR,F(xiàn)R的熱元件串在主回路中,其動(dòng)作觸點(diǎn)在控制回路中,當(dāng)出現(xiàn)過載時(shí),觸點(diǎn)FR斷開;欠壓和失壓保護(hù):靠接觸器本身實(shí)現(xiàn)欠壓及失壓保護(hù),當(dāng)沒有電壓或電壓過低時(shí),接觸器線圈釋放,主觸點(diǎn)斷開。2.2.2點(diǎn)動(dòng)控制電路生產(chǎn)機(jī)械不僅需要連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí)還需要點(diǎn)動(dòng)(cnchiny)控制,如機(jī)床工作臺(tái)的快速移動(dòng)、電梯檢修、電動(dòng)葫蘆的控制等。圖2-6為電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制電路其中圖a為點(diǎn)動(dòng)控制電路的基本型,圖b為既可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)又可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制的電路,并由手動(dòng)開關(guān)SA選擇。圖c為采用兩個(gè)按鈕分別實(shí)現(xiàn)連續(xù)與點(diǎn)動(dòng)的控制電路,
2.2.3
正反轉(zhuǎn)控制線路電機(jī)需要有兩方向運(yùn)行時(shí),要采用正反轉(zhuǎn)控制線路。由電機(jī)原理可知,三相異步電動(dòng)機(jī)的三相電源線中任意兩相對(duì)調(diào),電動(dòng)機(jī)即可反向運(yùn)行。
[注意]在電機(jī)需要可逆進(jìn)行的電路中,一定要采取互鎖的保護(hù)措施,以防止兩接觸器同時(shí)工作而發(fā)生兩相短路的故障。
互鎖方式有:接觸器互鎖,按鈕互鎖,機(jī)械互鎖。
1、按鈕控制的可逆旋轉(zhuǎn)控制電路圖2-7為按鈕控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路3、具有自動(dòng)返的可逆旋轉(zhuǎn)電路圖2-9為電動(dòng)機(jī)自動(dòng)往返可逆旋轉(zhuǎn)電路,圖中SQ1為反向變正向行程開關(guān),SQ2為正向變反向行程開關(guān),SQ3、SQ4分別為正向、反向極限保護(hù)限位開關(guān)。當(dāng)按下正向(或反向)起動(dòng)按鈕SQ2(或SQ3)時(shí),電動(dòng)機(jī)正向(或反向)起動(dòng)旋轉(zhuǎn),拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件前進(jìn)(或后退),當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件上的撞塊壓下?lián)Q向行程開關(guān)時(shí),使電動(dòng)機(jī)改變轉(zhuǎn)向,運(yùn)動(dòng)部件反向。當(dāng)反向撞塊壓下反向行程開關(guān)時(shí),使電動(dòng)機(jī)再反向,如此循環(huán)往復(fù),實(shí)現(xiàn)了電動(dòng)機(jī)可逆旋轉(zhuǎn)控制,拖動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)。當(dāng)按下停止按鈕SB1時(shí),電動(dòng)機(jī)便停止旋轉(zhuǎn)。
2.2.4聯(lián)鎖控制及遠(yuǎn)動(dòng)控制為了實(shí)現(xiàn)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的相互聯(lián)系又相互制約關(guān)系,引出這種聯(lián)鎖控制電路。1.要求KM1通電后不允許KM2通電,如圖2-10(a)所示。2.要求KM1通電后才允許KM2通電,如圖2-10(b)所示。
2.3三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制電路
2.3.1自耦變壓器減壓起動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)經(jīng)自耦變壓器減壓起動(dòng)(acto-tronsformerstarting)時(shí),定子繞組得到的電壓是自耦變壓器的二次側(cè)電壓U2,自耦變壓器的電壓變比為K=U1/U2>1。由電機(jī)原理可知:用自耦變壓器減壓起動(dòng)時(shí)的電壓為額定電壓的1/K,電網(wǎng)供給的起動(dòng)電流減小到1/K2,由于T∝U2,此時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)距TST也降為直接起動(dòng)的1/K2。所以,自耦變壓器減壓起動(dòng)常用于空載或輕載起動(dòng)。自耦變壓器減壓起動(dòng)有手動(dòng)與自動(dòng)控制兩種。
自動(dòng)控制的自耦減壓起動(dòng)器由交流接觸器、熱繼電器、時(shí)間繼電器、按鈕和自耦變壓器等元件組成。圖2-12為兩個(gè)接觸器控制的自耦減壓起動(dòng)控制電路。圖中KM1為減壓起動(dòng)接觸器,KM2為正常運(yùn)轉(zhuǎn)接觸器,KA為起動(dòng)中間繼電器,KT為減壓起動(dòng)時(shí)間繼電器,HL1為電源指示燈,HL2為減壓起動(dòng)指示燈,HL3為正常運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈。
電路工作情況:合上電源開關(guān)Q,HL1燈亮,表明電源電壓正常。按下起動(dòng)按鈕SB2,KM1、KT線圈同時(shí)通電并自保,將自耦變壓器T接入,電動(dòng)機(jī)定子繞組經(jīng)自耦變壓器供電作減壓起動(dòng),同時(shí)指示燈HL1滅,HL2亮,顯示電動(dòng)機(jī)正作減壓起動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí),時(shí)間繼電器KT動(dòng)作,其觸點(diǎn)KT(2-7)閉合,使KA線圈通電并自保,觸點(diǎn)KA(3-4)斷開,使KM1線圈斷電釋放;觸點(diǎn)KA(10-11)斷開,使HL2斷電熄滅;而觸點(diǎn)KA(2-8)閉合,使KM2線圈通電吸合,將自耦變壓器切除,電動(dòng)機(jī)在定額電壓下正常運(yùn)轉(zhuǎn),同時(shí)HL3指示燈亮,表明電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。由于流過自耦變壓器公共部分電流為一、二次電流之差,因此允許輔助觸點(diǎn)KM2接入。
圖2-13為三個(gè)接觸器控制自耦減壓起動(dòng)控制電路。與圖2-12相比,增加了一個(gè)接觸器和一個(gè)選擇開關(guān)SA,具有手動(dòng)與自動(dòng)兩種控制方式。當(dāng)SA置于“M”位時(shí),按下起動(dòng)按鈕SB2后,進(jìn)行減壓起動(dòng),待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí),需再按下正常運(yùn)行按鈕SB3,方可由減壓起動(dòng)換接成全壓運(yùn)行。又由于該電路控制電動(dòng)機(jī)容量較大,故采用電流互感器TA后使用小容量熱繼電器實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。電路工作情況讀者可自行分析。
2.3.2星-三角減壓起動(dòng)控制電路星形—三角形減壓啟動(dòng)簡稱星三角形減壓啟動(dòng),這種方法適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī),定子繞組接成三角形時(shí),每相繞組承受電源線電壓(380V),起動(dòng)時(shí),將定子繞組先Y型聯(lián)結(jié),接入三相交流電源。由于每相繞組的電壓下降到正常工作電壓的,即(220V),故起動(dòng)電流則下降到全壓起動(dòng)時(shí)的1/3,對(duì)于Y系列電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流為(5.5~7)IN。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn),當(dāng)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí),將電動(dòng)機(jī)定子繞組改成D聯(lián)結(jié),電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常動(dòng)行。這種減壓起動(dòng)方法簡便、經(jīng)濟(jì),可用在操作較頻繁的場(chǎng)合,但其起動(dòng)轉(zhuǎn)矩只有全壓起動(dòng)時(shí)的1/3。Y系列電動(dòng)機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的1.4~2.2倍,所以Y系列電動(dòng)機(jī)Y-D起動(dòng)不僅適用于輕載起動(dòng),也適用于較重負(fù)載下的起動(dòng)。
圖2-14用于13kW以上電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電路為用三個(gè)接觸器和一個(gè)時(shí)間繼電器控制電動(dòng)機(jī)Y-D起動(dòng)的控制電路
電路工作情況:合上電源開關(guān)Q,按下起動(dòng)按鈕SB2,KM1、KT、KM3線圈同時(shí)通電并自保,電動(dòng)機(jī)成Y聯(lián)結(jié),接入三相電源進(jìn)行減壓起動(dòng),當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí),通電延時(shí)型時(shí)間繼電器KT動(dòng)作,觸點(diǎn)KT(6-7)斷開,KT(8-9)閉合,前者使KM3線圈斷電釋放,后者使KM2線圈經(jīng)觸點(diǎn)KM3(3-8)通電吸合,電動(dòng)機(jī)早Y聯(lián)結(jié)改為D聯(lián)結(jié),進(jìn)入正常運(yùn)行。而觸點(diǎn)KM2(3-6)使KT線圈斷電釋放,使KT在電動(dòng)機(jī)Y-D起動(dòng)完成后斷電,并實(shí)現(xiàn)KM2與KM3的電氣互鎖。
2.4三相繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)控制電路2.4.1轉(zhuǎn)子繞組串電阻起動(dòng)電路串接在三相轉(zhuǎn)子繞組中的起動(dòng)電阻,一般都聯(lián)結(jié)成星形,起動(dòng)時(shí),將全部起動(dòng)電阻接入,隨著起動(dòng)的進(jìn)行,起動(dòng)電阻依次被短接,在起動(dòng)結(jié)束時(shí),轉(zhuǎn)子電阻全部被短接。圖2-15為轉(zhuǎn)子串入三級(jí)電阻按時(shí)間原則控制的起動(dòng)電路。圖中KM1為線路接觸器,KM2、KM3、KM4為短接電阻接觸器,KT1、KT2、KT3為起動(dòng)時(shí)間繼電器,該電路工作情況:啟動(dòng)時(shí),合上刀開關(guān)Q,按下啟動(dòng)按鈕SB2,接觸器KM1通電,電機(jī)串接全部電阻啟動(dòng),電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后進(jìn)入正常運(yùn)行時(shí),只有KM1、KM4線圈長期通電,而KT1、KT2、KT3與KM2、KM3線圈的通電時(shí)間,均壓縮到最低限度。一方面是電路工作時(shí),這些電器沒有必要都處于通電狀態(tài),另一方面為節(jié)省電能,延長電器壽命,更為重要的是減少電路故障,保證電路可靠安全的工作。電路也存在下列問題:一旦時(shí)間繼電器損壞,電路將無法實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的正常起動(dòng)和運(yùn)行。另一方面,在電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)過程中,由于逐級(jí)短接電阻,將使電動(dòng)機(jī)電流及轉(zhuǎn)矩突然增大,產(chǎn)生較大的機(jī)械沖擊。2.4.2轉(zhuǎn)子繞組串接頻敏變阻器起動(dòng)電路1.頻敏變阻器結(jié)構(gòu)及的工作原理頻敏變阻器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)鐵心損耗非常大的三相電抗器。它有數(shù)片E型鋼板疊成,具有鐵心、線圈兩個(gè)部分,制成開啟式,并采用星形接線,將其串接在轉(zhuǎn)子回路中相當(dāng)于轉(zhuǎn)子繞組接入一個(gè)鐵損較大的電抗器,而且阻抗隨轉(zhuǎn)子頻率是變化的。剛起動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)速n等于零,轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)頻率f2最高(f2=f1=50Hz),此時(shí)頻敏變阻器的感抗與電阻均為最大,因此,轉(zhuǎn)子電流相應(yīng)受到了抑制,由于定子電流取決于轉(zhuǎn)子電流,從而使定子電流不致很大;隨著轉(zhuǎn)速的升高,轉(zhuǎn)子電動(dòng)勢(shì)的頻率逐漸減小,頻敏變阻器的阻抗減小,電流受到了抑制作用也減小。又由于起動(dòng)中,串入轉(zhuǎn)子電路中的頻敏變阻器的等效電阻和等效電抗是同步變化的,因而其轉(zhuǎn)子電路的功率因數(shù)基本不變,從而保證有足夠的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,這時(shí)采用頻敏變阻器的另一優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)速逐漸上升時(shí),轉(zhuǎn)子頻率逐漸減小,當(dāng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行正常時(shí),f2很低,(為5%~10%f1),又由于其阻抗與f2平方成正比,所以其阻抗變得很小。由以上分析可見,在起動(dòng)過程中,轉(zhuǎn)子等效阻抗及轉(zhuǎn)子回路感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)都是由大到小,從而實(shí)現(xiàn)了近似恒轉(zhuǎn)矩的起動(dòng)特性。這種起動(dòng)方式在空氣壓縮機(jī)等設(shè)備中獲得了廣泛應(yīng)用。頻敏變阻器有各種結(jié)構(gòu)型式。RF系列各種型號(hào)的頻敏變阻器可以應(yīng)用于繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)的偶然起動(dòng)和重復(fù)起動(dòng)。重復(fù)短時(shí)工作時(shí),常采用串接方式,不必用接觸器等短接設(shè)備。在偶然起動(dòng)時(shí),一般用一只接觸器,起動(dòng)結(jié)束時(shí),將頻敏變阻器短接。2.采用頻敏變阻器的起動(dòng)控制線路圖2-16為電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子串接頻敏變阻器的起動(dòng)控制線路,該線路可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)控制,自動(dòng)控制時(shí)將開關(guān)SA扳向“自動(dòng)”位置,當(dāng)按下起動(dòng)按鈕SB2,利用時(shí)間繼電器KT,控制中間繼電器KA和接觸器KM2的動(dòng)作,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間將頻敏變阻器短接。開關(guān)SA扳到“手動(dòng)”位置時(shí),時(shí)間繼電器KT不起作用,利用按鈕SB3手動(dòng)控制中間繼電器KA和接觸器KM2的動(dòng)作。起動(dòng)過程中,KA的常閉觸頭將熱繼電器的發(fā)熱元件FR短接,以免因起動(dòng)時(shí)間過長而使熱繼電器誤動(dòng)作。3.頻敏變阻器的調(diào)整頻敏變阻器每相繞組上備有四個(gè)接線端頭,對(duì)應(yīng)100%、85%、71%的匝數(shù),且上下鐵芯間的氣隙可調(diào)。在使用過程中,如遇到下列情況,應(yīng)調(diào)整頻敏變阻器的匝數(shù)和氣隙。(1)當(dāng)起動(dòng)電流過大,起動(dòng)太快,應(yīng)增加匝數(shù),換接抽頭,使用100%匝數(shù)。匝數(shù)增加使起動(dòng)電流減小,但起動(dòng)力矩也同時(shí)減小。(2)當(dāng)起動(dòng)電流過小,起動(dòng)力矩過小,起動(dòng)太慢時(shí),應(yīng)減少匝數(shù),使用85%或71%匝的抽頭。匝數(shù)減小使起動(dòng)電流增大,但起動(dòng)力矩也同時(shí)增大。(3)如果剛起動(dòng)時(shí),起動(dòng)力矩過大,有機(jī)械沖擊,而起動(dòng)完畢時(shí)的穩(wěn)定轉(zhuǎn)速又偏低,短接時(shí)沖擊電流較大,可增加上下鐵心間的氣隙,以使起動(dòng)電流略微增加,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩略微減小,但起動(dòng)完畢時(shí)轉(zhuǎn)矩增大,穩(wěn)定轉(zhuǎn)速可以得到提高。
2.5三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制電路2.5.1能耗制動(dòng)控制線路所謂能耗制動(dòng),就是在電動(dòng)機(jī)脫離三相交流電源之后,給定子繞組上加一個(gè)直流電壓,即通入直流電流,產(chǎn)生一個(gè)靜止磁場(chǎng),利用轉(zhuǎn)子感應(yīng)電流與靜止磁場(chǎng)的作用以達(dá)到制動(dòng)的目的。能耗制動(dòng)分為單向能耗制動(dòng)、雙向能耗制動(dòng)及單管能耗制動(dòng),可以按時(shí)間原則和速度原則進(jìn)行控制。下面分別針對(duì)兩種進(jìn)行討論。圖2-17為電動(dòng)機(jī)按時(shí)間原則控制可逆運(yùn)行的能耗制動(dòng)控制線路。圖中KM1、KM2為正反轉(zhuǎn)接觸器,KM3為制動(dòng)接觸器,KT為制動(dòng)時(shí)間繼電器。在電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,當(dāng)需要停車時(shí),可按下停止按鈕SB1,KM1斷電,KM3和KT線圈通電并自鎖,KM3常閉觸頭斷開,鎖住電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電路;KM3常開主觸頭閉合,使直流電壓加至定子繞組,電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正向能耗制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)速迅速下降,當(dāng)速度接近零時(shí),時(shí)間繼電器KT的延時(shí)打開觸頭斷開,接觸器KM3線圈斷電。由于KM3常開輔助觸頭的復(fù)位,時(shí)間繼電器KT線圈也隨之失電,電動(dòng)機(jī)正向能耗制動(dòng)結(jié)束。反向起動(dòng)與反向能耗制動(dòng)過程與上述正向情況基本相同。
這種電路的缺點(diǎn):在能耗制動(dòng)過程中,一旦因主觸頭粘連或機(jī)械卡住而無法釋放,電動(dòng)機(jī)定子繞組會(huì)長期通過能耗制動(dòng)的直流電流,對(duì)此,要選擇合理接觸器和加強(qiáng)電器維修。同時(shí)按時(shí)間原則控制的能耗制動(dòng),一般適用于負(fù)載轉(zhuǎn)速比較穩(wěn)定的生產(chǎn)機(jī)械上。對(duì)于那些能夠通過傳動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)負(fù)載速度變換或者加工零件經(jīng)常更換的生產(chǎn)機(jī)械來說,采用速度原則控制的能耗制動(dòng)則較為合適。圖2-18為電動(dòng)機(jī)按速度原則控制可逆運(yùn)行的能耗制動(dòng)控制線路,圖中KM1、KM2為正反轉(zhuǎn)接觸器,KM3為制動(dòng)接觸器,KV為速度繼電器。這里以反向啟動(dòng)和反向制動(dòng)的工作情況為例說明其工作原理。在反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),若需要停車,按下SB1,KM2失電釋放,電機(jī)的三相交流電源被切除,同時(shí)KM3線圈通電,直流電通入電機(jī)的定子繞組進(jìn)行能耗制動(dòng),當(dāng)電機(jī)速度接近零時(shí),KA2打開,接觸器KM3線圈釋電,直流電被切除,制動(dòng)結(jié)束。
2.5.2反接制動(dòng)控制線路圖2-19為電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行的反接制動(dòng)的控制線路。圖中KM1、KM2為正反轉(zhuǎn)接觸器,KM3為短接反接制動(dòng)電阻接觸器,KA1-KA3為中間繼電器,KS為速度繼電器,其中KS1為正轉(zhuǎn)觸點(diǎn),KS2為反轉(zhuǎn)觸點(diǎn),R為反接制動(dòng)電阻。電路工作情況:當(dāng)電動(dòng)機(jī)需要正向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),按下啟動(dòng)按鈕SB2,KM1線圈通電并自保,電動(dòng)機(jī)串入電阻正向啟動(dòng),當(dāng)電機(jī)速度升高到一定值時(shí),速度繼電器KS的正轉(zhuǎn)常開觸頭KS1閉合,KM3線圈通電,短接電阻。電動(dòng)機(jī)在全壓下啟動(dòng)并進(jìn)入正常運(yùn)行。當(dāng)需停車時(shí),按下停止按鈕SB1,使KM1、KM3相繼斷電釋放,電動(dòng)機(jī)脫離正相序電源并接入電阻,同時(shí)KA3線圈通電,其觸點(diǎn)KA3(15-16)再次切斷KM3電路,確保反接制動(dòng)電阻R接入定子電路,由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子慣性轉(zhuǎn)速仍很高,KS1仍保持閉合,使KA1通電,觸點(diǎn)KA1(3-12)閉合使KM2通電,電動(dòng)機(jī)串電阻接上反序電源,實(shí)現(xiàn)反接制動(dòng);另一對(duì)觸點(diǎn)KA1(3-19)閉合,使KA3仍通電,確保KM3始終處于斷電狀態(tài),R始終串入。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降到100r/min時(shí),KV1斷電,KM2、KA3同時(shí)斷電,反接制動(dòng)結(jié)束,電動(dòng)機(jī)停止。電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)和制動(dòng)停車過程與正轉(zhuǎn)時(shí)相同,故此處不再復(fù)述。電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)的效果與速度繼電器動(dòng)觸點(diǎn)反力彈簧調(diào)整的松緊程度有關(guān)。當(dāng)反力彈簧調(diào)得過緊時(shí),電動(dòng)機(jī)的速度仍很高時(shí),動(dòng)觸點(diǎn)在反力彈簧的作用下斷開,切斷制動(dòng)控制電路,使反接制動(dòng)效果明顯減弱。若反力彈簧調(diào)得過松時(shí),則動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作過于遲緩,使電動(dòng)機(jī)制動(dòng)停止后將出現(xiàn)短時(shí)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。下面是能耗制動(dòng)和反接制動(dòng)的性能比較表
:表2-2能耗制動(dòng)與反接制動(dòng)的比較制動(dòng)方式能耗制動(dòng)反接制動(dòng)制動(dòng)特點(diǎn)制動(dòng)平穩(wěn),準(zhǔn)確,能量消耗小。制動(dòng)力弱,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成比例的減小。需直流電源制動(dòng)力強(qiáng),效果顯著。制動(dòng)過程有沖擊,易損壞運(yùn)動(dòng)部件,能量消耗大,不易停在準(zhǔn)確位置適用場(chǎng)合要求制動(dòng)平穩(wěn)、準(zhǔn)確的設(shè)備不經(jīng)常起動(dòng)的設(shè)備2.6三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)調(diào)速控制電路2.6.1變更磁極對(duì)數(shù)調(diào)速的控制電路改變磁極對(duì)數(shù),可以改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速,也就改變了電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。一般三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī),其磁極對(duì)數(shù)是不能隨意改變的,為此,必須選用“雙速”或“多速”電動(dòng)機(jī)來進(jìn)行。由于電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)是整數(shù),所以用這種調(diào)速是跳躍式的、有級(jí)的調(diào)速。采用變極調(diào)速,原則上對(duì)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)與繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)都適用,但對(duì)繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī),要改變轉(zhuǎn)子磁極對(duì)數(shù)以與定子磁極一致,其結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜,故一般不采用。而籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)具有自動(dòng)與定子極對(duì)數(shù)相等的能力,只要改變定子極對(duì)數(shù)就可以了,所以變極調(diào)速僅適用于三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)?;\型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)往往采用以下兩種方法來變更定子繞組的極對(duì)數(shù):一是改變定子繞組的聯(lián)結(jié),即改變定子繞組的半相繞組電流方向;二是在定子上設(shè)置具有不同極對(duì)數(shù)的兩套相互獨(dú)立的繞組。單繞組雙速電動(dòng)機(jī)的接線方法常用Y-YY與△-YY變換,它們都是改變各相的一半繞組的電流方向來實(shí)現(xiàn)變極的。圖2-20為△-YY變換時(shí)的三相繞組接線圖。將三相繞組的首尾端依次相接,構(gòu)成一個(gè)封閉三角形,從首端引出接電源,中間抽頭空著,如圖a所示,構(gòu)成D型聯(lián)結(jié)。若將三個(gè)首尾端相接構(gòu)成一個(gè)中性點(diǎn)N,而將各繞組中間抽頭接電源,如圖b所示,構(gòu)成YY聯(lián)結(jié)。后者使每相的兩個(gè)半相繞組并聯(lián),從而使其中一個(gè)半相繞組電流方向反向,使電動(dòng)極對(duì)數(shù)減小一半。這種變換具有近似恒功率調(diào)速性質(zhì)。注意:為保證變極調(diào)速前后,電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向不變,在改變?nèi)喈惒诫妱?dòng)機(jī)定子繞組接線的同時(shí),必須將V、W兩相出線端對(duì)調(diào),使電動(dòng)機(jī)接入電源的相序改變。
圖2-21為4/2極雙速電動(dòng)機(jī)控制電路。當(dāng)按下起動(dòng)按鈕SB2后,電動(dòng)機(jī)按△形聯(lián)結(jié)4極起動(dòng),經(jīng)一定時(shí)間延時(shí)后改接成YY形聯(lián)結(jié),進(jìn)入2極起動(dòng)運(yùn)行。2.7典型機(jī)床電氣控制線路分析2.7.1電氣控制線路分析基礎(chǔ)1.電氣控制線路分析的內(nèi)容電氣控制線路是電氣控制系統(tǒng)各種技術(shù)資料的核心文件。在學(xué)習(xí)與分析機(jī)床電氣控制時(shí),應(yīng)從以下幾方面入手:(1)設(shè)備說明書設(shè)備說明書由機(jī)械與電氣兩部分組成。在分析時(shí)首先要閱讀這兩部分說明書,了解以下內(nèi)容:①設(shè)備的構(gòu)造,主要技術(shù)指標(biāo),機(jī)械、液壓和氣動(dòng)部分的工作原理。②電氣傳動(dòng)方式,電動(dòng)機(jī)和執(zhí)行電器的數(shù)目、型號(hào)規(guī)格、安裝位置、用途及控制要求。③設(shè)備的使用方法,各操作手柄、開關(guān)、旋鈕和指示裝置的布置以及作用。④同機(jī)械和液壓部分直接關(guān)聯(lián)的電器(行程開關(guān)、電磁閥、電磁離合器和壓力繼電器等)的位置、工作狀態(tài)以及作用。(2)電氣控制原理圖原理圖主要由主電路、控制電路和輔助電路等部分組成。在分析電氣原理圖時(shí),必須與閱讀其他技術(shù)資料結(jié)合起來。例如,各種電動(dòng)機(jī)和電磁閥等的控制方式、位置及作用,各種與機(jī)械有關(guān)的位置開關(guān)和主令電器的狀態(tài)等,只有通過閱讀說明書才能了解.(3)電氣設(shè)備總裝接線圖
閱讀分析總裝接線圖,可以了解系統(tǒng)的組成分布狀況,各部分的連接方式,主要電氣部件的布置和安裝要求,導(dǎo)線和穿線管的型號(hào)規(guī)格。這是安裝設(shè)備不可缺少的資料.(4)電氣元件布置圖與接線圖這是制造、安裝、調(diào)制和維護(hù)電氣設(shè)備必須具備的技術(shù)資料。在調(diào)制和檢修中可通過布置圖和接線圖方便地找到各種電氣元件和測(cè)試點(diǎn),進(jìn)行必要的調(diào)試、檢修和維修保養(yǎng)。2.原理圖閱讀分析的方法與步驟
(1)分析主電路從主電路入手,根據(jù)每臺(tái)電動(dòng)機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器的控制要求去分析它們的控制內(nèi)容,控制內(nèi)容包括起動(dòng)、方向控制、調(diào)速和制動(dòng)等。
(2)分析控制電路根據(jù)主電路中各電動(dòng)機(jī)和電磁閥等執(zhí)行電器元件的控制要求,逐一找出控制電路中的控制環(huán)節(jié),利用前面學(xué)過的基本環(huán)節(jié)的知識(shí),按功能不同劃分成若干個(gè)局部控制線路來進(jìn)行分析。分析控制電路的最基本方法是查線讀圖法
。
(3)分析輔助電路輔助電路包括電源顯示、工作狀態(tài)顯示、照明和故障報(bào)警等部分,它們大多由控制電路中的元件來控制的,所以在分析時(shí),還要回過頭來對(duì)照控制電路進(jìn)行分析。
(4)分析聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)機(jī)床對(duì)于安全性和可靠性有很高的要求,實(shí)現(xiàn)這些要求,除了合理地選擇拖動(dòng)和控制方案以外,在控制線路中還設(shè)置了一系列電氣保護(hù)和必要的電氣聯(lián)鎖。
(5)總體檢查經(jīng)過“化整為零”,逐步分析了每一個(gè)局部電路的工作原理以及各部分之間的控制關(guān)系之后,還必須用“集零為整”的方法,檢查整個(gè)控制線路,看是否有遺漏。特別要從整體角度去進(jìn)一步檢查和理解各控制環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系,理解電路中每個(gè)元件所起的作用。2.7.2X62W臥式萬能銑床的電氣控制在金屬切削機(jī)床中,銑床在數(shù)量上占第二位,僅次于車床。銑床可用來加工各種形式的表面:平面、成形面、各種形式的溝槽等,裝上分度頭后還可以銑切直齒齒輪和螺旋面,如果裝上圓工作臺(tái)還可以銑切凸輪和弧形槽。銑床的種類很多,有臥銑、立銑、龍門銑、仿形銑及各種專用銑床等?,F(xiàn)以應(yīng)用廣泛的X62W臥式萬能銑床為例進(jìn)行分析。1.主要結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式、電力拖動(dòng)形式及控制要求X62W臥式萬能銑床具有主軸轉(zhuǎn)速高、調(diào)速范圍寬、操作方便和加工范圍廣等特點(diǎn),其結(jié)構(gòu)如圖2-22所示:2.主電路分析圖2-23為X62W萬能銑床的電氣控制原理圖,圖中M1為主電動(dòng)機(jī),為了能順銑和逆銑加工,需在加工前預(yù)選主軸旋轉(zhuǎn)方向,加工過程不需改變方向,因此,為了簡化控制電路,M1旋轉(zhuǎn)方向由組合開關(guān)SA5預(yù)先選擇。銑床的主傳動(dòng)系統(tǒng)是在空載下起動(dòng),起動(dòng)迅速,采用全壓起動(dòng),由KM3控制。停車時(shí),慣性大,由KM2串電阻反接制動(dòng),還可進(jìn)行變速?zèng)_動(dòng)。M2為工作臺(tái)電動(dòng)機(jī),由正反轉(zhuǎn)接觸器KM4、KM5主觸點(diǎn)控制,YA為快速移動(dòng)電磁鐵,由KM6控制。M3為冷卻泵電動(dòng)機(jī),由KM1控制。3.控制電路分析(1)主電動(dòng)機(jī)的起停控制在非變速狀態(tài),同主軸變速手柄關(guān)聯(lián)的主軸變速?zèng)_動(dòng)限位開關(guān)SQ7(8、9)不受壓。根據(jù)所用的銑刀,由SA5選擇方向,合上QS,按下SB1或SB2兩地操作可以使KM3通電,主電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)運(yùn)行。由于本機(jī)床較大,為方便操作和提高安全性,可在兩處起停M1。停車時(shí),按下SB3或SB4,KM3隨即斷電,但由于速度繼電器KS的正向觸點(diǎn)和反向觸點(diǎn)總有一個(gè)閉合著,故KM3斷電后,制動(dòng)接觸器KM2就立即通電,進(jìn)行串電阻反接制動(dòng)。
(2)主軸變速?zèng)_動(dòng)控制主軸變速時(shí),首先將主軸變速手柄微微壓下,使它從第一道槽內(nèi)拔出,然后拉向第二道槽,當(dāng)落入第二道槽內(nèi)后,再旋轉(zhuǎn)主軸變速盤,選好速度,將手柄以較快速度推回原位。若推不上時(shí),再一次拉回來、推過去,直到手炳推回原位,變速操作才完成。(3)工作臺(tái)移動(dòng)控制圖2-23中SQ1、SQ2為與縱向機(jī)械操作手柄有機(jī)械聯(lián)系的行程開關(guān),SQ3、SQ4為與橫向和垂直方向操作手柄有機(jī)械聯(lián)系的行程開關(guān)。當(dāng)這兩個(gè)機(jī)械手柄處在中間位置時(shí),SQ1~SQ4都處在未被壓下的原始狀態(tài),當(dāng)扳動(dòng)操作手柄時(shí),將壓下對(duì)應(yīng)行程開關(guān)。圖中SA1為圓工作臺(tái)選擇開關(guān),設(shè)有“接通”與兩個(gè)“斷開”位置,三對(duì)觸點(diǎn),當(dāng)不需要圓工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí),將SA1置于“斷開”位置,此時(shí)觸點(diǎn)SA1─1、SA1─3閉合,SA1─2斷開。當(dāng)需要圓工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí),將SA1置于“接通”位置,此時(shí)觸點(diǎn)SA1─1、SA1─3斷開,SA1─2閉合。圖2-23中,SQ6為進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)開關(guān)。①工作臺(tái)縱向左右運(yùn)動(dòng)的控制
工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)由工作臺(tái)縱向操作手柄控制,其有三個(gè)位置:左、中、右,當(dāng)操作手柄扳在向右位置時(shí),通過其聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)將縱向進(jìn)給機(jī)械離合器掛上,同時(shí)壓下向右進(jìn)給的行程開關(guān)SQ1,KM4通電,M2正轉(zhuǎn),拖動(dòng)工作臺(tái)向右進(jìn)給,KM4通電的電流通路為:
13(回路標(biāo)號(hào))→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SA1-1→SQ1-1→KM4線圈→KM5常閉互鎖觸點(diǎn)→20(回路標(biāo)號(hào))。當(dāng)需要停止時(shí),將手柄板回中間位置,于是縱向進(jìn)給離合器脫開,同時(shí)SQ1不在受壓,觸點(diǎn)SQ1─1斷開,KM4斷電,電動(dòng)機(jī)M2停止旋轉(zhuǎn),工作臺(tái)停止運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)的行程長短,由安裝在工作臺(tái)前方操作手柄兩側(cè)的擋鐵來決定。當(dāng)工作臺(tái)左右運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置時(shí),擋鐵撞動(dòng)縱向操作手柄,使它返回中間位置,使工作臺(tái)停止,實(shí)現(xiàn)終端保護(hù)。②工作臺(tái)垂直上下運(yùn)動(dòng)和橫向前后運(yùn)動(dòng)的控制由工作臺(tái)升降與橫向操縱手柄控制,該手柄共有五個(gè)位置:上、下、前、后和中間位置。在扳動(dòng)操縱手柄的同時(shí),將有關(guān)機(jī)械離合器掛上,同時(shí)壓合行程開關(guān)SQ3或SQ4。其中SQ4在操作手柄向上或向后板動(dòng)時(shí)壓下,而SQ3在手柄向下或向前扳動(dòng)時(shí)壓下?,F(xiàn)以工作臺(tái)向上運(yùn)動(dòng)為例分析電路工作情況。將手柄板到向上位置,將垂直運(yùn)動(dòng)的離合器掛上,同時(shí)壓下SQ4開關(guān),反轉(zhuǎn)接觸器KM5通電,M2反轉(zhuǎn),拖動(dòng)升降臺(tái)連同工作臺(tái)一起向上運(yùn)動(dòng)。KM5通電的電流通路為:
13(回路標(biāo)號(hào))→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SA1-1→SQ4-1→KM5線圈→KM4常閉互鎖觸點(diǎn)→20(回路標(biāo)號(hào))
當(dāng)需停止時(shí),將操作手柄板回中間位置,此時(shí)離合器脫開,同時(shí)SQ4不再受壓而復(fù)位,電動(dòng)機(jī)M2停止旋轉(zhuǎn),工作臺(tái)停止。
在銑床床身導(dǎo)軌旁設(shè)置了上、下兩塊擋鐵,當(dāng)升降臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)到一定位置時(shí),擋鐵撞動(dòng)操作手柄,使其回到中間位置,從而實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)垂直運(yùn)動(dòng)的終端保護(hù)。操作手柄如板在向前位置,則橫向運(yùn)動(dòng)機(jī)械離合器掛上,同時(shí)壓下SQ3,KM4通電,M2電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn),拖動(dòng)工作臺(tái)在升降臺(tái)上向前運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)橫向運(yùn)動(dòng)的終端保護(hù),由安裝在工作臺(tái)左側(cè)底部的擋鐵撞動(dòng)操作手柄返回中間位置來實(shí)現(xiàn)。③工作臺(tái)的快速移動(dòng)工作臺(tái)三個(gè)方向的快速移動(dòng)也是由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的,當(dāng)工作臺(tái)已經(jīng)進(jìn)行工作時(shí),若此時(shí)要快速移動(dòng),則要按動(dòng)SB5或SB6,使得KM6以“點(diǎn)動(dòng)方式”通電,接通快速移動(dòng)電磁鐵YA,銜鐵吸上,經(jīng)杠桿將進(jìn)給傳動(dòng)鏈中的摩擦離合器合上,減少中間傳動(dòng)裝置,工作臺(tái)按原運(yùn)動(dòng)方向?qū)崿F(xiàn)快速移動(dòng)。SB5或SB6松開時(shí),KM6、YA相繼斷電,銜鐵釋放,摩擦離合器脫開,快速移動(dòng)結(jié)束,工作臺(tái)仍按原進(jìn)給速度原方向繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。工作臺(tái)也可在主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)情況下進(jìn)行快速移動(dòng),這時(shí)應(yīng)將主軸換向開關(guān)SA5板在“停止”位置,然后按下SB1或SB2,使KM3通電并自鎖,操作工作臺(tái)手柄,使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)旋轉(zhuǎn),再按下快速移動(dòng)按鈕SB5或SB6,工作臺(tái)便可獲得主軸不轉(zhuǎn)下的快速移動(dòng)④進(jìn)給變速時(shí)的“沖動(dòng)”控制在進(jìn)給變速時(shí),為使齒輪易于嚙合,電路中設(shè)有變速“沖動(dòng)”控制環(huán)節(jié)。進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)是由進(jìn)給變速手柄配合進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)開關(guān)SQ6實(shí)現(xiàn)的。操作順序是:將蘑菇形進(jìn)給變速手柄向外拉出,轉(zhuǎn)動(dòng)蘑菇手柄,速度轉(zhuǎn)盤隨之轉(zhuǎn)動(dòng),將所需進(jìn)給速度對(duì)箭頭;然后再把變速手柄繼續(xù)向外拉至極限位置,隨即推回原位,若能推回原位則變速完成。就在將蘑菇手柄拉到極限位置的瞬間,其聯(lián)動(dòng)杠桿壓合行程開關(guān)SQ6,使KM4通電,M2正轉(zhuǎn)起動(dòng)。KM4通電的電流通路為:13(回路標(biāo)號(hào))→SA1-3→SQ2-2→SQ1-2→SQ3-2→SQ4-2→SQ6-1→KM4(線圈)→KM5常閉互鎖觸點(diǎn)
→20(回路標(biāo)號(hào))
由于在操作時(shí)只使SQ6瞬時(shí)壓合,所以電動(dòng)機(jī)只瞬動(dòng)一下,拖動(dòng)進(jìn)給變速機(jī)構(gòu)瞬動(dòng),利于變速齒輪嚙合??梢?,若左右操作手柄和十字手柄中只要有一個(gè)不在中間停止位置,此電流通路便被切斷。但是,在這種工作臺(tái)朝某一方向運(yùn)動(dòng)的情況進(jìn)行變速操作,由于沒有使進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2停轉(zhuǎn)的電氣措施,因而在轉(zhuǎn)動(dòng)手輪改變齒輪傳動(dòng)比時(shí)可能會(huì)損壞齒輪,故這種誤操作必須嚴(yán)格禁止
。⑤圓工作臺(tái)進(jìn)給拖動(dòng)的控制為加工螺旋槽、弧形槽等,X62W型萬能銑床附有圓形工作臺(tái)及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。使用時(shí),將附件安裝在工作臺(tái)和縱向進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上,由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)回轉(zhuǎn)。圓工作臺(tái)時(shí),首先將開關(guān)SA1板到“接通”位置,這時(shí)觸點(diǎn)SA1-2閉合、SA1-1與SA1-3斷開;接著,將工作臺(tái)兩個(gè)進(jìn)給操作手柄置于中間位置。按下主軸起動(dòng)按鈕SB1或SB2,主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn),M2也起動(dòng)旋轉(zhuǎn),并經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使圓工作臺(tái)回轉(zhuǎn)。KM4通電的電流通路為:
13(回路標(biāo)號(hào))→SQ6-2→SQ4-2→SQ3-2→SQ1-2→SQ2-2→SA1-2→KM4(線圈)→KM5常閉互鎖觸點(diǎn)→20(回路標(biāo)號(hào))由此可知,圓工作臺(tái)只能作單方向回轉(zhuǎn),不能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。另外,圓工作控制電路是經(jīng)行程開關(guān)SQ1~SQ4的四對(duì)常閉觸點(diǎn)成閉合回路的,所以操作任何一個(gè)長工作臺(tái)進(jìn)給手柄,都將切斷圓工作臺(tái)控制電路,這就實(shí)現(xiàn)了圓形工作臺(tái)和長方形工作臺(tái)的聯(lián)鎖關(guān)系。圓工作臺(tái)要停止工作,只要安下主軸停止按鈕SB3或SB4,此時(shí)KM1、KM4相繼斷電,圓工作臺(tái)停止回轉(zhuǎn)。⑥冷卻泵電動(dòng)機(jī)的控制
冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3的起停由轉(zhuǎn)換開關(guān)SA3直接控制,無失壓保護(hù)功能,不影響安全操作。2.7.3控制電路的聯(lián)鎖與保護(hù)1.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)與主運(yùn)動(dòng)的順序聯(lián)鎖
進(jìn)給電氣控制電路接在主電動(dòng)機(jī)接觸器KM3之后。這就保證了主軸電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后,才可起動(dòng)進(jìn)給電動(dòng)機(jī)。而主軸停止時(shí),則進(jìn)給立即停下。
2.工作臺(tái)六個(gè)運(yùn)動(dòng)方向間的聯(lián)鎖銑床工作時(shí),只允許一個(gè)方向運(yùn)動(dòng),為此工作臺(tái)上下、左右、前后六個(gè)運(yùn)動(dòng)方向間都應(yīng)有聯(lián)鎖。工作臺(tái)有縱向操作手柄與橫向、垂直操作手柄,這就具有了左與右方向間的聯(lián)鎖和上下、前后四個(gè)方向間的聯(lián)鎖。通過兩條支路,一條由SQ3、SQ4常閉觸點(diǎn)串聯(lián)組成,另一條由SQ1、SQ2常閉觸點(diǎn)串聯(lián)組成,構(gòu)成進(jìn)給的聯(lián)鎖控制,這就保證了不允許同時(shí)操作兩個(gè)進(jìn)給手柄,從而實(shí)現(xiàn)了工作臺(tái)六個(gè)運(yùn)動(dòng)方向間的聯(lián)鎖。
3.長工作臺(tái)與圓工作臺(tái)間的聯(lián)鎖一方面由開關(guān)SA1來實(shí)現(xiàn);另一方面控制電路要求SQ1~SQ4行程開關(guān)均處于閉合狀態(tài),圓工作臺(tái)才可開動(dòng),進(jìn)而保證了這一聯(lián)鎖。
4.具有完善的保護(hù)環(huán)節(jié)
該電路具有短路保護(hù)、長期過載保護(hù)、工作臺(tái)六個(gè)方向的限位保護(hù)等。2.7.4X62W銑床電氣控制常見故障分析X62W萬能銑床主軸電動(dòng)機(jī)采用反接制動(dòng),進(jìn)給電動(dòng)機(jī)采用電氣與機(jī)械聯(lián)合控制,主軸及進(jìn)給變速均有“沖動(dòng)”,控制電路聯(lián)鎖較多。下面就幾個(gè)方面來分析銑床電氣控制常見故障。1.主軸停車制動(dòng)效果不明顯或無制動(dòng)該故障主要原因在于速度繼電器KV出現(xiàn)故障。速度繼電器的兩對(duì)常開觸點(diǎn)是用膠木擺桿推動(dòng)動(dòng)作的,有時(shí)膠木擺桿發(fā)生斷裂,這將使KV失去作用,主軸停車將無電氣制動(dòng)。另外,速度繼電器聯(lián)動(dòng)裝置出現(xiàn)故障,如KV軸伸圓銷扭彎、磨損或彈性連接件損壞、螺釘、銷釘松動(dòng)或打滑,都會(huì)使速度繼電器轉(zhuǎn)子不能正常運(yùn)轉(zhuǎn),使觸點(diǎn)不能正常動(dòng)作,使主軸制動(dòng)不起作用。此外,若速度繼電器觸點(diǎn)復(fù)位彈簧調(diào)得過緊,制動(dòng)過程中過早切斷反接制動(dòng)電路,將使制動(dòng)效果不明顯。2.主軸停車后產(chǎn)生短時(shí)反向旋轉(zhuǎn)由于速度繼電器觸點(diǎn)復(fù)位彈簧調(diào)得過松,使觸點(diǎn)復(fù)位過遲,以致使得在反接的慣性作用下主軸電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)短時(shí)反向旋轉(zhuǎn)。3.主軸變速時(shí)無瞬時(shí)沖動(dòng)由于主軸變速?zèng)_動(dòng)開關(guān)SQ7在頻繁壓合下,開關(guān)位置改變以致壓不上,甚至開關(guān)底座被撞碎或SQ7觸點(diǎn)接觸不良,無法接通KM2,都將造成主軸變速無瞬時(shí)沖動(dòng)。4.工作臺(tái)不能快速移動(dòng)
由于快速電磁鐵YA發(fā)生故障,如線圈燒毀,線圈接線松動(dòng),接觸不良,YA不起作用等,致使無法獲得快速傳動(dòng)鏈。此外,造成接觸器KM6線圈電路斷電的各種原因都會(huì)導(dǎo)致無快速移動(dòng);有時(shí)還應(yīng)考慮電磁鐵傳動(dòng)系統(tǒng)的故障。5.工作臺(tái)控制電路的故障這一部分電路故障較多,現(xiàn)僅舉一例如下:工作臺(tái)能夠左右運(yùn)動(dòng),但無垂直、橫向運(yùn)動(dòng)。既然能左右運(yùn)動(dòng)則說明進(jìn)給電動(dòng)機(jī)及KM4、KM5都運(yùn)行正常,操作橫向垂直操縱手柄無運(yùn)動(dòng),這可能是由該手柄壓合的行程開關(guān)SQ3或SQ4壓合不上;也可能是SQ1或SQ2在縱向操縱手柄板回中間位置后不能復(fù)位,致使支路被切斷,無法接通進(jìn)給控制電路。有時(shí),進(jìn)給變速?zèng)_動(dòng)開關(guān)SQ6損壞,也會(huì)出現(xiàn)上述故障。2.8電液控制2.8.1液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的圖形符號(hào)
液壓傳動(dòng)系統(tǒng)是由動(dòng)力裝置(液壓泵)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(液壓缸或液壓馬達(dá))控制閥(壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥)和輔助裝置(油箱、油管、濾油器、壓力表等)四部分組成。其中方向控制閥在液壓系統(tǒng)中用來接通或關(guān)斷油路,改變工作液的流動(dòng)方向?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)換向的。在電液控制系統(tǒng)中,常用由電磁鐵推動(dòng)閥芯移動(dòng)的電磁換向閥來控制工作液的流動(dòng)方向。在液壓系統(tǒng)圖中,液壓元件要按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB786-93所規(guī)定的圖形符號(hào)繪制。這些符號(hào)只表示元件的職能,不表示元件的結(jié)構(gòu)和參數(shù),故稱為液壓元件的職能符號(hào)。圖2-23a)用內(nèi)接尖頂向外實(shí)心三角形的圓表示液壓泵,圖中沒有箭頭的為定量泵,有箭頭的表示變量泵。圖2-23b)為壓力閥的職能符號(hào),方格相當(dāng)于閥芯,箭頭表示工作液通道,兩側(cè)直線表示進(jìn)出管路,虛線表示控制油路。當(dāng)控制油路液壓力超過彈簧力時(shí),閥芯移動(dòng),使閥芯上的通道和進(jìn)出管路接通。多余工作液溢回油箱,并能控制系統(tǒng)的液壓力,故稱溢流閥。圖2-23c)為節(jié)流閥的職能符號(hào),方格中的兩圓弧所形成的縫隙表示節(jié)流孔道,傾斜的箭頭表示節(jié)流孔大小可以調(diào)節(jié),即通過節(jié)流閥的流量可以調(diào)節(jié)。圖2-23d)為換向閥的職能符號(hào),為了改變工作液的流動(dòng)方向,換向閥的閥芯位置要變換,它一般有2─3個(gè)工作位置,圖中用方格表示,有幾個(gè)方格就表示幾位閥。方格內(nèi)的符號(hào)“↑”表示工作液通道,符號(hào)“⊥”表示閥內(nèi)通道堵塞。這些符號(hào)在一個(gè)方格內(nèi)和方格的交點(diǎn)數(shù),表示閥的通路數(shù)。換向閥的控制形式有手動(dòng)、電動(dòng)和液動(dòng)等,它表示在閥的兩端,圖中兩位閥為電磁換向閥,三位閥為手動(dòng)換向閥。當(dāng)電磁鐵斷電時(shí),閥芯被彈簧推向左邊,閥口P與B通,A與T通。當(dāng)電磁鐵得電時(shí),閥芯被推向右邊,P與A,B與T通。其中閥口P為壓力油口(進(jìn)油口),A與B為工作油口,T為回油口(流回油箱)。
2.8.2液壓動(dòng)力滑臺(tái)液壓系統(tǒng)分析液壓動(dòng)力滑臺(tái)是一種他驅(qū)式動(dòng)力部件,由滑臺(tái)、滑座和液壓缸三部分組成,由于它自身不帶油泵、油箱等裝置,需設(shè)置專門的液壓站及其配套,它是由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)油泵送出一定壓力的壓力油,經(jīng)電氣、液壓元件的控制,推動(dòng)油缸中的活塞來帶動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。圖2-24中為液壓動(dòng)力滑臺(tái)二次進(jìn)給液壓系統(tǒng)圖。該液壓系統(tǒng)由限壓式變量泵Ⅰ,油缸Ⅱ,三位五通液壓閥Ⅲ,三位五通電磁閥Ⅳ,調(diào)速閥Ⅴ、Ⅵ,二位二通電磁閥Ⅶ,二位二通行程閥Ⅷ,單向閥Ⅸ、ⅩⅢ、ⅩⅣ、ⅩⅤ、ⅩⅥ,壓力繼電器Ⅹ,順序閥Ⅺ,背壓閥Ⅻ等組成?;_(tái)在各個(gè)工作順序時(shí),液壓系統(tǒng)的工作情況如下:1.快速趨近油泵電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后,壓力油沿著管1,輔助油路11,進(jìn)入閥Ⅳ,管7,單向閥ⅩⅤ,管8,閥Ⅲ的左腔,把三位五通閥推向右端,右端的回油沿管10,節(jié)流閥ⅩⅥ,管9,閥Ⅳ流回油箱。于是,接通了工作油路,液壓泵的壓力油經(jīng)單向閥ⅩⅣ,閥Ⅲ,管2,行程閥Ⅷ,管3進(jìn)入液壓缸的左腔,液壓缸帶動(dòng)滑臺(tái)向左運(yùn)動(dòng)。液壓缸右腔的回油,經(jīng)管5,閥Ⅲ,管6,單向閥ⅩⅢ(因快速趨近時(shí)負(fù)載小,油壓低,順序閥Ⅺ不通),管2、管3又進(jìn)入液壓缸左腔。同時(shí),由于快速趨近油壓低,變量泵的輸出流量最大,滑臺(tái)獲得最大速度快速趨近。2.一次工作進(jìn)給當(dāng)快速趨近終了時(shí),滑臺(tái)上的擋鐵壓下行程閥Ⅷ,切斷管2與管3之間的通道。來自液壓泵的壓力油緊管1,單向閥ⅩⅣ,管2,調(diào)速閥Ⅴ,管4,閥Ⅶ,管3進(jìn)入液壓缸的左腔,滑臺(tái)由快速趨近轉(zhuǎn)入一次工作進(jìn)給,進(jìn)給速度由閥Ⅴ來控制。液壓缸右腔的回油經(jīng)管5,閥Ⅲ,順序閥Ⅺ(因工作進(jìn)給時(shí)負(fù)載大,油壓升,順序閥被打開)和背壓閥Ⅻ流回油箱.3.二次工作進(jìn)給
當(dāng)滑臺(tái)一次進(jìn)給終了,擋鐵壓下SQ2,電磁閥YV3通電,將管4和管3之間的通道切斷,使液壓泵的壓力油經(jīng)由調(diào)速閥Ⅴ、Ⅵ,管3進(jìn)入油缸的左腔,滑臺(tái)由一次工作進(jìn)給轉(zhuǎn)為二次工作進(jìn)給。因調(diào)速閥Ⅵ的通油截面比閥Ⅴ小,所以,二次工作進(jìn)給速度較一次工作進(jìn)給速度慢。4.死擋鐵停留當(dāng)工作進(jìn)給終了時(shí),滑臺(tái)碰上死擋鐵,停止前進(jìn),油路的工作狀態(tài)與二次工作進(jìn)給時(shí)相同。于是,管3的油壓升高,壓力繼電器KP動(dòng)作。但閥Ⅲ、閥Ⅴ仍保持原來位置,即進(jìn)給狀態(tài)。所謂“死擋鐵停留”就是當(dāng)加工至終點(diǎn)時(shí),原動(dòng)力繼續(xù)作用在運(yùn)動(dòng)部件上,即壓力油繼續(xù)注入前進(jìn)油腔中,此時(shí),滑臺(tái)或動(dòng)力頭在死擋鐵限制下停止前進(jìn),經(jīng)過一定延時(shí)后,在退回原位,以實(shí)現(xiàn)某些加工工藝要求的工作狀態(tài),如鏜孔后刮平端面的加工。5.快速退回滑臺(tái)死擋鐵停留一段時(shí)間后,管3的壓力升高,壓力繼電器KP動(dòng)作,發(fā)出信號(hào)使閥Ⅳ、閥Ⅲ均改變狀態(tài),此時(shí)液壓泵的壓力油從管1、單向閥ⅩⅣ,閥Ⅲ,管5進(jìn)入液壓缸右腔,液壓缸帶動(dòng)滑臺(tái)向右移動(dòng)。液壓缸左腔的油經(jīng)單向閥Ⅸ,管2,閥Ⅲ流回油箱。這個(gè)過程由于進(jìn)油管路、回油管路均未經(jīng)過調(diào)速閥,且滑臺(tái)退回時(shí)負(fù)載小,油壓低,變量泵輸出流量最大,滑臺(tái)獲得快速退回。6.原位停止滑臺(tái)快速退回原位時(shí),擋鐵壓下原位開關(guān)SQ1,閥Ⅳ的電磁鐵斷電,在其兩邊彈簧力平衡狀態(tài)下,回到中間位置,滑臺(tái)停在原位。同時(shí),閥Ⅲ兩端失去油壓作用,也回到中間位置。其它閥也回復(fù)到工作前的狀態(tài)。這時(shí)變量泵的油流不出去,油壓憋高,便自動(dòng)地使油泵偏心調(diào)節(jié)到零,流量降至零,液壓泵卸荷,滑臺(tái)便停在原位。2.8.3液壓動(dòng)力滑臺(tái)電液配合的控制電路1.一次工作進(jìn)給、死擋鐵停留控制電路
具有一次工作進(jìn)給及死擋鐵停留的工作循環(huán)是組組合機(jī)床比較常用的工作循環(huán)之一。液壓系統(tǒng)工作時(shí),各種閥的動(dòng)作情況見表2-3??刂齐娐啡鐖D2-25所示
:元件工步Y(jié)V1YV2行程閥KP原位快進(jìn)工進(jìn)死擋鐵停留快退―+++―
――――+――+++/―――――/+―表2.3元件動(dòng)作表注:“+”表示受外力作用動(dòng)作;“―”表示無外力作用。(1)滑臺(tái)快進(jìn)在液壓泵電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后,液壓泵輸出高壓油。按下SB1,KA1通電并自保,同時(shí)電磁閥YV1通電,液壓控制閥Ⅲ動(dòng)作
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