项目一CA6140型普通车床电气控制电路.ppt

项目一CA6140型普通车床电气控制电路,电气控制器件相关知识,基本控制相关知识,应用举例,项目简述,项目导入:,CA6140型车床是普通车床的一种，适用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面，例如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成型回转表面，加工端面及加工各种常用的公制、英制、模数制和径节制螺纹，还能进行钻孔、铰孔、滚花等工作它的加工范围较广，但自动化程度低，适于小批量生产及修配车间使用,（一）主要结构及运动特点,普通车床主要由床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杠和光杠等部件组成。下图是CA6140型普通车床外观结构图1-1所示,（二）电气控制要求,1主拖动电动机一般选用三相鼠笼式异步电动机，并采用机械变速。2为车削螺纹，主轴要求正、反转，小型车床由电动机正、反转来实现，CA6140型车床则靠摩擦离合器来实现，电动机只作单向旋转。3一般中、小型车床的主轴电动机均采用直接启动。停车时为实现快速停车，一般采用机械制动或电气制动。4车削加工时，需用切削液对刀具和工件进行冷却。为此，设有一台冷却泵电动机，拖动冷却泵输出冷却液。5冷却泵电动机与主轴电动机有着联锁关系，即冷却泵电动机应在主轴电动机启动后才可选择启动与否；而当主轴电动机停止时，冷却泵电动机立即停止。6为实现溜板箱的快速移动，由单独的快速移动电动机拖动，且采用点动控制。7电路应有必要的保护环节、安全可靠的照明电路和信号电路,二、电气控制器件相关知识,是指工作在直流1500V、交流1200V及以下的电路中，以实现对电路的控制、检测、保护、变换、调节等作用的基本器件。,采用电磁原理构成的低压电器，称为电磁式低压电器；,利用集成电路或电子元件构成的低压电器，称为电子式低压电器；,利用现代控制原理构成的低压电器，称为自动化电器、智能化电器或可通信电器等。,低压电器的定义,低压电器的分类,（一）按操作方式,（二）按用途,（三）按工作原理,手动电器，如刀开关、按钮和转换开关等；,自动电器，如低压断路器、接触器和继电器等；,低压配电电器，如刀开关、低压断路器、转换开关、熔断器等；,低压控制电器，如接触器、继电器、控制器、控制按钮、主令控制器等；,电磁式电器，如交直流接触器、电磁式继电器等；,非电量控制电器，如刀开关、行程开关、按钮、速度继电器等；,低压电器的发展方向,低压电器的智能化和网络化,设计与开发手段的现代化,环保材料的广泛使用,结构设计的模块化和零部件通用化,1、按钮按钮开关是一种用人力（一般为手指或手掌）操作，并具有储能（弹簧）复位的一种控制开关。按钮的触点允许通过的电流较小，一般不超过5A，因此一般情况下不直接控制主电路，而是在控制电路中发出指令或信号去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路的通断、功能转换或电气联锁等。,（一）按钮、刀开关,2、按钮符号及结构,按钮结构示意图1-按钮帽2-复位弹簧3-常闭静触头4-动触头5-常开静触头,2、刀开关,1、刀开关又称闸刀开关，是一种结构最简单、应用最广泛的手动电器。在低压电路中，作为不频繁接通和分断电路用，或用来将电路与电源隔离。,2、刀开关型号及结构,通常在电路中起通断、隔离作用。不能倒装或平装；不能频繁操作，只能通断小负载。,3、分类：按刀的级数分:单极、双极和三极按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置按刀的转换方向分为：单掷和双掷按接线方式分为：板前接线和板后接线按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器,（一）HD（单投）、HS（双投）刀开关,HD（单投）、HS（双投）刀开关结构示意图,常用的刀开关,HD、HS系列刀开关，主要用于交流380V、50Hz电力网中作电源隔离或电流转换之用，常用于各种低压配电柜、配电箱、照明箱中。,作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。结构图和符号：,（二）HK系列开启式负荷开关,适用于交流50Hz，额定电压单相220V、三相380V，额定电流至100A的电路中，作为不频繁的接通和分断有负载的电路与小容量线路的短路保护之用。,常用的有HK1和HK2系列。,由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。,（三）HH系列封闭式负荷开关（铁壳开关）,作用：手动通断电路及短路保护。,特点：铸铁或铸钢制成的全封闭外壳，防护能力较好。速动弹簧能快速熄灭电弧。,二、接触器,接触器是一种在电磁力的作用下，能够自动地接通或断开带有负载的主电路（如电动机）的自动控制电器。1、工作原理：当按钮揿下时，线圈通电，静铁心被磁化并把动铁心（衔铁）吸上，带动转轴使触头闭合，从而接通电路。当放开按钮时，过程与上述相反，使电路断开。,接触器是一种用于中远距离频繁地接通与断开交直流主电路及大容量控制电路的一种自动开关电器。,二电磁式接触器,按操作方式分有：,电磁接触器、气动接触器和电磁气动接触器；,按灭弧介质分有：,空气电磁式接触器、油浸式接触器和真空接触器等；,按主触头控制的电流性质分有：,交流接触器、直流接触器；,按电磁机构的励磁方式分有：,直流励磁操作与交流励磁操作两种。,一、接触器的结构及工作原理,交流接触器结构示意图1-动触头2-静触头3-衔铁4-弹簧5-线圈6-铁心7-垫毡8-触头弹簧9-灭弧罩10-触头压力弹簧,交流接触器的结构,触头系统,电磁系统,灭弧系统,交流接触器结构图,灭弧装置,线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头断开，常开触头闭合；线圈电压消失，触头恢复常态。为防止铁心振动，需加短路环。,工作原理,接触器的主要技术参数,接触器的主要技术参数有极数和电流种类，额定工作电压、额定工作电流（或额定控制功率），额定通断能力，线圈额定电压，允许操作频率，机械寿命和电寿命，接触器线圈的起动功率和吸持功率，使用类别等。,接触器常见使用类别和典型用途,常用典型接触器简介,（一）空气电磁式交流接触器,典型产品有：CJ20、CJ21、CJ26、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、STF系列交流接触器等。,CJ20系列型号含义：,B系列型号含义：,（二）切换电容器接触器,（三）真空交流接触器,专用于低压无功补偿设备中投入或切除并联电容器组，以调整用电系统的功率因素。,常用产品有：CJ16、CJ19、CJ41、CJX2A、LC1-D、6C系列等。,以真空为灭弧介质，其主触头密封在真空开关管内。适用于条件恶劣的危险环境中。,常用的真空交流接触器有：CKJ和EVS系列等。,（四）直流接触器,应用于直流电力线路中，供远距离接通与分断电路及直流电动机的频繁起动、停止、反转或反接制动控制，以及CD系列电磁操作机构合闸线圈或频繁接通和断开电磁铁、电磁阀、离合器和电磁线圈等。,常用直流接触器有：CZ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。,CZ18系列接触器型号含义：,接触器的符号,接触器的选用,1根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型；,2接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压,3吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电压等级一致,4额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。,交流接触器常见故障：,1）触头过热原因：接触压力不足，触点表面氧化，触点容量不够等。2）触头磨损原因：电气磨损或机械磨损3）线圈失电后触头不能复位原因：触头被电弧焊在一起了，铁心剩磁太大，弹簧弹力不足，活动部分被卡住。4）铁心噪声太大5）线圈过热或烧毁,（三）中间继电器,本质上是电压继电器，但还具有触头多，触头承受电流大（510A）、动作灵敏（动作时间小于0.05S）用途：用作中间传递信号。用作同时控制多条线路。,2、中间继电器型号及结构,（四）热继电器,热继电器是电流通过发热元件加热使双金属片弯曲，推动执行机构动作的电器。主要用来保护电动机或其它负载免于过载以及作为三相电动机的断相保护,一、电气控制对热继电器性能的要求,热继电器保护特性与电动机过载特性的配合1-电动机的过载特性2-热继电器的保护特性,应具有合理可靠的保护特性,具有一定的温度补偿,具有手动复位与自动复位功能,热继电器动作电流可以方便地调节,二、双金属片热继电器的结构及工作原理,双金属片式热继电器结构原理图1-主双金属片2-电阻丝3-导板4-补偿双金属片5-螺钉6-推杆7-静触头8-动触头9-复位按钮10-调节凸轮11-弹簧,三、热继电器典型产品及主要技术参数,常用的热继电器有：JR20、JRS1、JR36、JR21、3UA5、3UA6、LR1-D、T系列等,JR20系列热继电器技术数据,JR20系列热继电器技术数据(续),JR20系列型号含义:,作用：短路和严重过载保护应用：串接于被保护电路的首端优点：结构简单，维护方便，价格便宜，体小量轻分类：,（五）熔断器,熔断器是一种当电流超过规定值一定时间后,以它本身产生的热量使熔体熔化而分断电路的电器.广泛应用于低压配电系统及用电设备中作短路和过电流保护.,按结构分有：半封闭瓷插式、螺旋式、无填料封闭管式和有填料封闭管式熔断器。,瓷插式熔断器,螺旋式熔断器,有填料封闭管式熔断器,二、熔断器典型产品,按用途分：工业用熔断器、半导体保护用熔断器、快速熔断器和特殊熔断器。,典型产品有：RL6、RL7、RL96、RLS2系列螺旋式熔断器，RL1B系列带断相保护螺旋式熔断器，RT18、RT18-X系列熔断器以及RT14系列有填料密封管式熔断器。还有国外引进技术生产的NT系列有填料密闭式刀型触头熔断器与NGT系列半导体器件保护用熔断器等。,RL系列型号含义：,螺旋式熔断器结构示意图1-瓷帽2-金属螺管3-指示器4-熔管5-瓷套6-下接线端7-上接线端8-瓷座,RL6、RL7螺旋式熔断器结构示意图：,快速熔断器,自恢复熔断器,熔断器的保护特性与主要技术参数,熔断器的保护特性,（一）熔断器的保护特性,（二）熔断器的主要技术参数,1额定电压,2额定电流,3极限分断能力,4熔断电流,熔断器的选用,1）熔断器类型的选择,2）熔断器额定电压的选择,3）熔体、熔断器额定电流的选择,4）熔断器额定电流的校验,三、基本控制相关知识,一、电工识图的基本要求：1、从简单到复杂，循序渐进识图。2、应具有电工、电子基本理论知识。3、要熟记会用电气图形符号和文字符号。4、要熟各类电气典型基本电路。5、掌握各类电气图的绘制特点。6、把电气图与土建图结合起来看。7、了解电气图的有关标准和规程。二、识图的步骤1、详读图纸说明。2、识读概略图和框图。3、读识电气原理图4、读识电气接线图和安装图,（一）电气图识图及制图标准,三、电气识图基本方法1、先机后电2、先主后辅3、化整为零4、集零为整5、统观全局6、总结特点四、机床电气控制系统分析的一般方法步骤：1、了解机械设备的机械动作及工步图。分析传动系统的驱动方式，含电动、液压、气动驱动原理。2、了解电器元件的安装位置及作用。3、分析机械部件与电器元件的关联，含操纵手柄，行程控制的档铁、撞块、离合器、电磁铁等的状态及安装位置。4、分析电气控制原理。,五、分析电气控制原理图方法跟踪法1、主电路的读图法第一步：分清主电路中的用电设备。第二步：搞清楚用什么电器元件控制用电设备第三步：了解主电路中其它电器元件的作用。第四步：看电源（交流、直流）2、识读辅助电路的步骤第一步：看电源（交流、直流）第二步：看辅助电路是如何控制主电路的第三步：看电气元件之间的关系分析具体电路、不断总结、不断提高,（二）三相异步电动机单相启停控制,1、三相笼型异步电动机的启动控制线路,启动方式：直接启动(或全压启动)（一）单向直接启动控制线路（二）电动机的点动控制线路降压启动电动机启动电流Ist为额定电流IN的47倍,2、线路的保护设置（1）短路保护FU1FU2（2）欠压和失压保护优点：第一，防止电源电压严重下降时电动机欠压运行。第二，防止电源电压恢复时，电动机白行启动造成设备和人身事故。第三，避免多台电动机同时启动造成电网电压的严重下降。,基本的点动图a带转换开关图b点动和连续图c利用中间继电器图d,（三）三相异步电动机正反转控制线路,1、异步电动机的正反转控制线路（1）电动机“正-停-反”控制（2）电动机“正-反-停”控制线路(3)具有自动往返的正反转控制线路,互锁控制：在电动机控制线路中，一条电路接通，而保证另一条电路断开的控制。作用：在正反转控制线路中引入互锁控制是为了防止电源短接。,电气互锁：利用接触器常闭触点，在控制线路中一条电路接通，而保证另一条电路断开的控制。机械互锁控制：利用机械按钮，在控制线路中一条电路接通，而保证另一条电路断开的控制。如图2-7c.既有“电气互锁”，又有“机械互锁”，故称为“双重互锁”，此种控制线路工作可靠性高，操作方便，为电力拖动系统所常用。,四、应用举例,（一）三相异步电动机带按钮互锁的正反转控制的安装调试试车1工作任务能分析交流电动机联锁控制原理。能正确识读电路图、装配图。会按照工艺要求正确安装交流电动机联锁控制电路。能根据故障现象检修交流电动机联锁控制电路,2工作图,3、工作过程分析,正转控制：常闭先打开对KM2线圈联锁按下SB2KM1常闭触点打开对KM2线圈联锁常开后闭合KM1线圈得电KM1主触点闭合电动机M正转KM1常开触点闭合自锁由正转直接到反转控制：KM1常闭触点闭合解除对KM2线圈的联锁先常闭打开KM1线圈失电KM1主触点打开电动机M停止正转KM1常开触点打开解除自锁按下SB3KM2常闭触点闭合解除对KM1线圈的联锁后常开闭合KM2线圈得电KM2主触点闭合电动机M反转KM2常开触点闭合自锁停止：KM2常闭触点闭合解除对KM1线圈的联锁按下SB1KM2线圈失电KM2主触点打开电动机M停转KM2常开触点打开解除自锁v,（二）CA6140型普通车床电气控制,1主要结构及运动特点,3、CA6140型车床的控制线路,CA6140型车床的电气原理图如图82所示，图中M1为主轴及进给电动机，拖动主轴和工件旋转，并通过进给机构实现车床的进给运动；M2为冷却泵电动机，拖动冷却泵输出冷却液；M3为溜板快速移动电动机，拖动溜板实现快速移动。1、主轴及进给电动机M1的控制由启动按钮SBl、停止按钮SB2和接触器KM1构成电动机单向连续运转启动一停止电路。按下SB1线圈通电并自锁M1单向全压启动，通过磨擦离合器及传动机构拖动主轴正转或反转，以及刀架的直线进给。停止时，按下SB2KM1断电M1自动停车。2、冷却泵电动机M2的控制M2的控制由KM2电路实现。主轴电动机启动之后，KM1辅助触点(911)闭合，此时合上开关SA1KM2线圈通电M2全压启动。停止时，断开SA1或使主轴电动机M1停止，则KM2断电，使M2自由停车。,3、快速移动电动机M3的控制由按钮SB3来控制接触器KM3，进而实现M3的点动。操作时，先将快、慢速进给手柄扳到所需移动方向，即可接通相关的传动机构，再按下SB3，即可实现该方向的快速移动。4、保护环节(1)电路电源开关是带有开关锁SA2的断路器QS。机床接通电源时需用钥匙开关操作，再合上QS，增加了安全性。当需合上电源时，先用开关钥匙插入SA2开关锁中并右旋，使QS线圈断电，再扳动断路器QS将其合上，机床电源接通。若将开关锁SA2左旋，则触头SA2(0313)闭合，QS线圈通电，断路器跳开，机床断电。(2)打开机床控制配电盘壁龛门，自动切除机床电源的保护。在配电盘壁龛门上装有安全行程开关SQ。，当打开配电盘壁龛门时，安全开关的触头SQ2(0313)闭合，使断路器线圈通电而自动跳闸，断开电源，确保人身安全。,（3）机床床头皮带罩处设有安全开关SQ1，当打开皮带罩时，安全开关触头SQ1（031）断开，将接触器KM1、KM2、KM3线圈电路切断，电动机将将全部停止旋转，确保了人身安全。（4）为满足打开机床控制配电盘壁龛门进行带电检修的需要，可将SQ2安全开关传动杆拉出，使触头（0313）断开，此时QS线圈断电，QS开关仍可合上。带电检修完毕，关上壁龛门后，将SQ2开关传动杆复位，SQ2保护作用照常起作用。（5）电动机M1、M2由FU热继电器FR1、FR2实现实现电动机长期过载保护；断路器QS实现电路的过流、欠压保护；熔断器FU、FU1至FU6实现各各部分电路的短路保护。此外，还设有EL机床照明灯和HL信号灯进行刻度照明。,附:CA6140型车床的控制线路,项目小结,本项目通过电动机正反转控制线路引出常用电气控制器件，讲述了项目中用到的按钮、开关、接触器、中间继电器和熔断器，介绍了这些低压电器的结构、动作原理、常用型号、符号及选择方法。接着讲述了电气识图基本知识、电动机单相启动和正反转控制线路，讲述了三相异步电动机的点动、长车及正反转等基本控制环节。这些是在实际当中经过验证的电路。熟练掌握这些电路是阅读、分析、设计较复杂生产机械控制线路的基础。同时，在绘制电路图时，必须严格按照国家标准规定使用各种符号、单位、名词术语和绘制原则。电气控制系统图主要有电气原理图、电器布置图和电气安装接线图。重点应掌握电气原理图的规定画法及国家标准。生产机械要正常、安全、可靠地工作，必须有必要的保护环节。控制线路的常用保护有短路保护、过载保护、失压保护、欠压保护，分别用不同的电器来实现。本项目中，还通过应用举例学习了三相异步电动机互锁控制的正反转控制的安装调试试车，CA6140型普通车床的电气控制，讲述了线路的组成、工作原理、安装调试和常见故障排除。,