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項目一CA6140型普通車床電氣控制電路,電氣控制器件相關(guān)知識,基本控制相關(guān)知識,應用舉例,項目簡述,項目導入:,CA6140型車床是普通車床的一種，適用于加工各種軸類、套筒類和盤類零件上的回轉(zhuǎn)表面，例如車削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、環(huán)槽及成型回轉(zhuǎn)表面，加工端面及加工各種常用的公制、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制螺紋，還能進行鉆孔、鉸孔、滾花等工作它的加工范圍較廣，但自動化程度低，適于小批量生產(chǎn)及修配車間使用,（一）主要結(jié)構(gòu)及運動特點,普通車床主要由床身、主軸變速箱、進給箱、溜板箱、刀架、尾架、絲杠和光杠等部件組成。下圖是CA6140型普通車床外觀結(jié)構(gòu)圖1-1所示,（二）電氣控制要求,1．主拖動電動機一般選用三相鼠籠式異步電動機，并采用機械變速。2．為車削螺紋，主軸要求正、反轉(zhuǎn)，小型車床由電動機正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，CA6140型車床則靠摩擦離合器來實現(xiàn)，電動機只作單向旋轉(zhuǎn)。3．一般中、小型車床的主軸電動機均采用直接啟動。停車時為實現(xiàn)快速停車，一般采用機械制動或電氣制動。4．車削加工時，需用切削液對刀具和工件進行冷卻。為此，設(shè)有一臺冷卻泵電動機，拖動冷卻泵輸出冷卻液。5．冷卻泵電動機與主軸電動機有著聯(lián)鎖關(guān)系，即冷卻泵電動機應在主軸電動機啟動后才可選擇啟動與否；而當主軸電動機停止時，冷卻泵電動機立即停止。6．為實現(xiàn)溜板箱的快速移動，由單獨的快速移動電動機拖動，且采用點動控制。7．電路應有必要的保護環(huán)節(jié)、安全可靠的照明電路和信號電路,二、電氣控制器件相關(guān)知識,是指工作在直流1500V、交流1200V及以下的電路中，以實現(xiàn)對電路的控制、檢測、保護、變換、調(diào)節(jié)等作用的基本器件。,采用電磁原理構(gòu)成的低壓電器，稱為電磁式低壓電器；,利用集成電路或電子元件構(gòu)成的低壓電器，稱為電子式低壓電器；,利用現(xiàn)代控制原理構(gòu)成的低壓電器，稱為自動化電器、智能化電器或可通信電器等。,低壓電器的定義,低壓電器的分類,（一）按操作方式,（二）按用途,（三）按工作原理,,手動電器，如刀開關(guān)、按鈕和轉(zhuǎn)換開關(guān)等；,,自動電器，如低壓斷路器、接觸器和繼電器等；,低壓配電電器，如刀開關(guān)、低壓斷路器、轉(zhuǎn)換開關(guān)、熔斷器等；,低壓控制電器，如接觸器、繼電器、控制器、控制按鈕、主令控制器等；,電磁式電器，如交直流接觸器、電磁式繼電器等；,非電量控制電器，如刀開關(guān)、行程開關(guān)、按鈕、速度繼電器等；,低壓電器的發(fā)展方向,低壓電器的智能化和網(wǎng)絡(luò)化,設(shè)計與開發(fā)手段的現(xiàn)代化,環(huán)保材料的廣泛使用,結(jié)構(gòu)設(shè)計的模塊化和零部件通用化,1、按鈕按鈕開關(guān)是一種用人力（一般為手指或手掌）操作，并具有儲能（彈簧）復位的一種控制開關(guān)。按鈕的觸點允許通過的電流較小，一般不超過5A，因此一般情況下不直接控制主電路，而是在控制電路中發(fā)出指令或信號去控制接觸器、繼電器等電器，再由它們?nèi)タ刂浦麟娐返耐〝?、功能轉(zhuǎn)換或電氣聯(lián)鎖等。,（一）按鈕、刀開關(guān),2、按鈕符號及結(jié)構(gòu),,按鈕結(jié)構(gòu)示意圖1-按鈕帽2-復位彈簧3-常閉靜觸頭4-動觸頭5-常開靜觸頭,2、刀開關(guān),1、刀開關(guān)又稱閘刀開關(guān)，是一種結(jié)構(gòu)最簡單、應用最廣泛的手動電器。在低壓電路中，作為不頻繁接通和分斷電路用，或用來將電路與電源隔離。,2、刀開關(guān)型號及結(jié)構(gòu),通常在電路中起通斷、隔離作用。不能倒裝或平裝；不能頻繁操作，只能通斷小負載。,3、分類：按刀的級數(shù)分:單極、雙極和三極按滅弧裝置分：帶滅弧裝置和不帶滅弧裝置按刀的轉(zhuǎn)換方向分為：單擲和雙擲按接線方式分為：板前接線和板后接線按操作方式分為：手柄操作和遠距離聯(lián)桿操作按有無熔斷器分：帶熔斷器和不帶熔斷器,（一）HD（單投）、HS（雙投）刀開關(guān),HD（單投）、HS（雙投）刀開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖,常用的刀開關(guān),HD、HS系列刀開關(guān)，主要用于交流380V、50Hz電力網(wǎng)中作電源隔離或電流轉(zhuǎn)換之用，常用于各種低壓配電柜、配電箱、照明箱中。,作用：不頻繁地手動接通、斷開電路和隔離電源用。結(jié)構(gòu)圖和符號：,,（二）HK系列開啟式負荷開關(guān),適用于交流50Hz，額定電壓單相220V、三相380V，額定電流至100A的電路中，作為不頻繁的接通和分斷有負載的電路與小容量線路的短路保護之用。,常用的有HK1和HK2系列。,由刀開關(guān)和熔斷器組合成。瓷底板上裝有進線座、靜觸頭、熔絲、出線座及刀片式動觸頭，工作部分用膠木蓋罩住，以防電弧灼傷人手。,,,（三）HH系列封閉式負荷開關(guān)（鐵殼開關(guān)）,作用：手動通斷電路及短路保護。,特點：鑄鐵或鑄鋼制成的全封閉外殼，防護能力較好。速動彈簧能快速熄滅電弧。,二、接觸器,接觸器是一種在電磁力的作用下，能夠自動地接通或斷開帶有負載的主電路（如電動機）的自動控制電器。1、工作原理：當按鈕撳下時，線圈通電，靜鐵心被磁化并把動鐵心（銜鐵）吸上，帶動轉(zhuǎn)軸使觸頭閉合，從而接通電路。當放開按鈕時，過程與上述相反，使電路斷開。,接觸器是一種用于中遠距離頻繁地接通與斷開交直流主電路及大容量控制電路的一種自動開關(guān)電器。,二電磁式接觸器,按操作方式分有：,●電磁接觸器、氣動接觸器和電磁氣動接觸器；,按滅弧介質(zhì)分有：,●空氣電磁式接觸器、油浸式接觸器和真空接觸器等；,按主觸頭控制的電流性質(zhì)分有：,●交流接觸器、直流接觸器；,按電磁機構(gòu)的勵磁方式分有：,●直流勵磁操作與交流勵磁操作兩種。,一、接觸器的結(jié)構(gòu)及工作原理,交流接觸器結(jié)構(gòu)示意圖1-動觸頭2-靜觸頭3-銜鐵4-彈簧5-線圈6-鐵心7-墊氈8-觸頭彈簧9-滅弧罩10-觸頭壓力彈簧,交流接觸器的結(jié)構(gòu),觸頭系統(tǒng),電磁系統(tǒng),滅弧系統(tǒng),交流接觸器結(jié)構(gòu)圖,滅弧裝置,線圈加額定電壓，銜鐵吸合，常閉觸頭斷開，常開觸頭閉合；線圈電壓消失，觸頭恢復常態(tài)。為防止鐵心振動，需加短路環(huán)。,工作原理,接觸器的主要技術(shù)參數(shù),接觸器的主要技術(shù)參數(shù)有極數(shù)和電流種類，額定工作電壓、額定工作電流（或額定控制功率），額定通斷能力，線圈額定電壓，允許操作頻率，機械壽命和電壽命，接觸器線圈的起動功率和吸持功率，使用類別等。,接觸器常見使用類別和典型用途,常用典型接觸器簡介,（一）空氣電磁式交流接觸器,典型產(chǎn)品有：CJ20、CJ21、CJ26、CJ35、CJ40、NC、B、LC1-D、3TB、STF系列交流接觸器等。,CJ20系列型號含義：,B系列型號含義：,（二）切換電容器接觸器,（三）真空交流接觸器,專用于低壓無功補償設(shè)備中投入或切除并聯(lián)電容器組，以調(diào)整用電系統(tǒng)的功率因素。,常用產(chǎn)品有：CJ16、CJ19、CJ41、CJX2A、LC1-D、6C系列等。,以真空為滅弧介質(zhì)，其主觸頭密封在真空開關(guān)管內(nèi)。適用于條件惡劣的危險環(huán)境中。,常用的真空交流接觸器有：CKJ和EVS系列等。,（四）直流接觸器,應用于直流電力線路中，供遠距離接通與分斷電路及直流電動機的頻繁起動、停止、反轉(zhuǎn)或反接制動控制，以及CD系列電磁操作機構(gòu)合閘線圈或頻繁接通和斷開電磁鐵、電磁閥、離合器和電磁線圈等。,常用直流接觸器有：CZ18、CZ21、CZ22和CZ0系列等。,CZ18系列接觸器型號含義：,接觸器的符號,接觸器的選用,1．根據(jù)電路中負載電流的種類選擇接觸器的類型；,2．接觸器的額定電壓應大于或等于負載回路的額定電壓,3．吸引線圈的額定電壓應與所接控制電路的額定電壓等級一致,4．額定電流應大于或等于被控主回路的額定電流。,交流接觸器常見故障：,1）觸頭過熱原因：接觸壓力不足，觸點表面氧化，觸點容量不夠等。2）觸頭磨損原因：電氣磨損或機械磨損3）線圈失電后觸頭不能復位原因：觸頭被電弧焊在一起了，鐵心剩磁太大，彈簧彈力不足，活動部分被卡住。4）鐵心噪聲太大5）線圈過熱或燒毀,（三）中間繼電器,本質(zhì)上是電壓繼電器，但還具有觸頭多，觸頭承受電流大（5－10A）、動作靈敏（動作時間小于0.05S）用途：用作中間傳遞信號。用作同時控制多條線路。,2、中間繼電器型號及結(jié)構(gòu),（四）熱繼電器,熱繼電器是電流通過發(fā)熱元件加熱使雙金屬片彎曲，推動執(zhí)行機構(gòu)動作的電器。主要用來保護電動機或其它負載免于過載以及作為三相電動機的斷相保護,一、電氣控制對熱繼電器性能的要求,熱繼電器保護特性與電動機過載特性的配合1-電動機的過載特性2-熱繼電器的保護特性,１．應具有合理可靠的保護特性,２．具有一定的溫度補償,４．具有手動復位與自動復位功能,３．熱繼電器動作電流可以方便地調(diào)節(jié),二、雙金屬片熱繼電器的結(jié)構(gòu)及工作原理,雙金屬片式熱繼電器結(jié)構(gòu)原理圖1-主雙金屬片2-電阻絲3-導板4--補償雙金屬片5-螺釘6-推桿7-靜觸頭8-動觸頭9-復位按鈕10-調(diào)節(jié)凸輪11-彈簧,三、熱繼電器典型產(chǎn)品及主要技術(shù)參數(shù),常用的熱繼電器有：JR20、JRS1、JR36、JR21、3UA5、3UA6、LR1-D、T系列等,JR20系列熱繼電器技術(shù)數(shù)據(jù),JR20系列熱繼電器技術(shù)數(shù)據(jù)(續(xù)),JR20系列型號含義:,作用：短路和嚴重過載保護應用：串接于被保護電路的首端優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，維護方便，價格便宜，體小量輕分類：,（五）熔斷器,熔斷器是一種當電流超過規(guī)定值一定時間后,以它本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化而分斷電路的電器.廣泛應用于低壓配電系統(tǒng)及用電設(shè)備中作短路和過電流保護.,按結(jié)構(gòu)分有：半封閉瓷插式、螺旋式、無填料封閉管式和有填料封閉管式熔斷器。,瓷插式熔斷器,螺旋式熔斷器,有填料封閉管式熔斷器,二、熔斷器典型產(chǎn)品,按用途分：工業(yè)用熔斷器、半導體保護用熔斷器、快速熔斷器和特殊熔斷器。,,典型產(chǎn)品有：RL6、RL7、RL96、RLS2系列螺旋式熔斷器，RL1B系列帶斷相保護螺旋式熔斷器，RT18、RT18-□X系列熔斷器以及RT14系列有填料密封管式熔斷器。還有國外引進技術(shù)生產(chǎn)的NT系列有填料密閉式刀型觸頭熔斷器與NGT系列半導體器件保護用熔斷器等。,RL系列型號含義：,螺旋式熔斷器結(jié)構(gòu)示意圖1-瓷帽2-金屬螺管3-指示器4-熔管5-瓷套6-下接線端7-上接線端8-瓷座,RL6、RL7螺旋式熔斷器結(jié)構(gòu)示意圖：,快速熔斷器,自恢復熔斷器,熔斷器的保護特性與主要技術(shù)參數(shù),熔斷器的保護特性,（一）熔斷器的保護特性,（二）熔斷器的主要技術(shù)參數(shù),1．額定電壓,2．額定電流,3．極限分斷能力,4．熔斷電流,熔斷器的選用,1）熔斷器類型的選擇,2）熔斷器額定電壓的選擇,3）熔體、熔斷器額定電流的選擇,4）熔斷器額定電流的校驗,三、基本控制相關(guān)知識,一、電工識圖的基本要求：1、從簡單到復雜，循序漸進識圖。2、應具有電工、電子基本理論知識。3、要熟記會用電氣圖形符號和文字符號。4、要熟各類電氣典型基本電路。5、掌握各類電氣圖的繪制特點。6、把電氣圖與土建圖結(jié)合起來看。7、了解電氣圖的有關(guān)標準和規(guī)程。二、識圖的步驟1、詳讀圖紙說明。2、識讀概略圖和框圖。3、讀識電氣原理圖4、讀識電氣接線圖和安裝圖,（一）電氣圖識圖及制圖標準,,,三、電氣識圖基本方法1、先機后電2、先主后輔3、化整為零4、集零為整5、統(tǒng)觀全局6、總結(jié)特點四、機床電氣控制系統(tǒng)分析的一般方法步驟：1、了解機械設(shè)備的機械動作及工步圖。分析傳動系統(tǒng)的驅(qū)動方式，含電動、液壓、氣動驅(qū)動原理。2、了解電器元件的安裝位置及作用。3、分析機械部件與電器元件的關(guān)聯(lián)，含操縱手柄，行程控制的檔鐵、撞塊、離合器、電磁鐵等的狀態(tài)及安裝位置。4、分析電氣控制原理。,,,五、分析電氣控制原理圖方法——跟蹤法1、主電路的讀圖法第一步：分清主電路中的用電設(shè)備。第二步：搞清楚用什么電器元件控制用電設(shè)備第三步：了解主電路中其它電器元件的作用。第四步：看電源（交流、直流）2、識讀輔助電路的步驟第一步：看電源（交流、直流）第二步：看輔助電路是如何控制主電路的第三步：看電氣元件之間的關(guān)系分析具體電路、不斷總結(jié)、不斷提高,（二）三相異步電動機單相啟?？刂?1、三相籠型異步電動機的啟動控制線路,啟動方式：直接啟動(或全壓啟動)（一）單向直接啟動控制線路（二）電動機的點動控制線路降壓啟動電動機啟動電流Ist為額定電流IN的4～7倍,,,2、線路的保護設(shè)置（1）短路保護FU1FU2（2）欠壓和失壓保護優(yōu)點：第一，防止電源電壓嚴重下降時電動機欠壓運行。第二，防止電源電壓恢復時，電動機白行啟動造成設(shè)備和人身事故。第三，避免多臺電動機同時啟動造成電網(wǎng)電壓的嚴重下降。,,,,基本的點動圖a帶轉(zhuǎn)換開關(guān)圖b點動和連續(xù)圖c利用中間繼電器圖d,（三）三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制線路,1、異步電動機的正反轉(zhuǎn)控制線路（1）電動機“正-停-反”控制（2）電動機“正-反-停”控制線路(3)具有自動往返的正反轉(zhuǎn)控制線路,互鎖控制：在電動機控制線路中，一條電路接通，而保證另一條電路斷開的控制。作用：在正反轉(zhuǎn)控制線路中引入互鎖控制是為了防止電源短接。,,電氣互鎖：利用接觸器常閉觸點，在控制線路中一條電路接通，而保證另一條電路斷開的控制。機械互鎖控制：利用機械按鈕，在控制線路中一條電路接通，而保證另一條電路斷開的控制。如圖2-7c.既有“電氣互鎖”，又有“機械互鎖”，故稱為“雙重互鎖”，此種控制線路工作可靠性高，操作方便，為電力拖動系統(tǒng)所常用。,,,,四、應用舉例,（一）三相異步電動機帶按鈕互鎖的正反轉(zhuǎn)控制的安裝調(diào)試試車1．工作任務(wù)①能分析交流電動機聯(lián)鎖控制原理。②能正確識讀電路圖、裝配圖。③會按照工藝要求正確安裝交流電動機聯(lián)鎖控制電路。④能根據(jù)故障現(xiàn)象檢修交流電動機聯(lián)鎖控制電路,2．工作圖,3、工作過程分析,①正轉(zhuǎn)控制：常閉先打開→對KM2線圈聯(lián)鎖按下SB2KM1常閉觸點打開→對KM2線圈聯(lián)鎖常開后閉合→KM1線圈得電→KM1主觸點閉合→電動機M正轉(zhuǎn)KM1常開觸點閉合→自鎖②由正轉(zhuǎn)直接到反轉(zhuǎn)控制：KM1常閉觸點閉合→解除對KM2線圈的聯(lián)鎖先常閉打開→KM1線圈失電→KM1主觸點打開→電動機M停止正轉(zhuǎn)KM1常開觸點打開→解除自鎖按下SB3KM2常閉觸點閉合→解除對KM1線圈的聯(lián)鎖后常開閉合→KM2線圈得電→KM2主觸點閉合→電動機M反轉(zhuǎn)KM2常開觸點閉合→自鎖③停止：KM2常閉觸點閉合→解除對KM1線圈的聯(lián)鎖按下SB1→KM2線圈失電→KM2主觸點打開→電動機M停轉(zhuǎn)KM2常開觸點打開→解除自鎖v,（二）CA6140型普通車床電氣控制,1．主要結(jié)構(gòu)及運動特點,3、CA6140型車床的控制線路,CA6140型車床的電氣原理圖如圖8—2所示，圖中M1為主軸及進給電動機，拖動主軸和工件旋轉(zhuǎn)，并通過進給機構(gòu)實現(xiàn)車床的進給運動；M2為冷卻泵電動機，拖動冷卻泵輸出冷卻液；M3為溜板快速移動電動機，拖動溜板實現(xiàn)快速移動。1、主軸及進給電動機M1的控制由啟動按鈕SBl、停止按鈕SB2和接觸器KM1構(gòu)成電動機單向連續(xù)運轉(zhuǎn)啟動一停止電路。按下SB1線圈通電并自鎖M1單向全壓啟動，通過磨擦離合器及傳動機構(gòu)拖動主軸正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以及刀架的直線進給。停止時，按下SB2KM1斷電M1自動停車。2、冷卻泵電動機M2的控制M2的控制由KM2電路實現(xiàn)。主軸電動機啟動之后，KM1輔助觸點(9—11)閉合，此時合上開關(guān)SA1KM2線圈通電M2全壓啟動。停止時，斷開SA1或使主軸電動機M1停止，則KM2斷電，使M2自由停車。,3、快速移動電動機M3的控制由按鈕SB3來控制接觸器KM3，進而實現(xiàn)M3的點動。操作時，先將快、慢速進給手柄扳到所需移動方向，即可接通相關(guān)的傳動機構(gòu)，再按下SB3，即可實現(xiàn)該方向的快速移動。4、保護環(huán)節(jié)(1)電路電源開關(guān)是帶有開關(guān)鎖SA2的斷路器QS。機床接通電源時需用鑰匙開關(guān)操作，再合上QS，增加了安全性。當需合上電源時，先用開關(guān)鑰匙插入SA2開關(guān)鎖中并右旋，使QS線圈斷電，再扳動斷路器QS將其合上，機床電源接通。若將開關(guān)鎖SA2左旋，則觸頭SA2(03—13)閉合，QS線圈通電，斷路器跳開，機床斷電。(2)打開機床控制配電盤壁龕門，自動切除機床電源的保護。在配電盤壁龕門上裝有安全行程開關(guān)SQ。，當打開配電盤壁龕門時，安全開關(guān)的觸頭SQ2(03—13)閉合，使斷路器線圈通電而自動跳閘，斷開電源，確保人身安全。,（3）機床床頭皮帶罩處設(shè)有安全開關(guān)SQ1，當打開皮帶罩時，安全開關(guān)觸頭SQ1（03—1）斷開，將接觸器KM1、KM2、KM3線圈電路切斷，電動機將將全部停止旋轉(zhuǎn)，確保了人身安全。（4）為滿足打開機床控制配電盤壁龕門進行帶電檢修的需要，可將SQ2安全開關(guān)傳動桿拉出，使觸頭（03—13）斷開，此時QS線圈斷電，QS開關(guān)仍可合上。帶電檢修完畢，關(guān)上壁龕門后，將SQ2開關(guān)傳動桿復位，SQ2保護作用照常起作用。（5）電動機M1、M2由FU熱繼電器FR1、FR2實現(xiàn)實現(xiàn)電動機長期過載保護；斷路器QS實現(xiàn)電路的過流、欠壓保護；熔斷器FU、FU1至FU6實現(xiàn)各各部分電路的短路保護。此外，還設(shè)有EL機床照明燈和HL信號燈進行刻度照明。,附:CA6140型車床的控制線路,項目小結(jié),本項目通過電動機正反轉(zhuǎn)控制線路引出常用電氣控制器件，講述了項目中用到的按鈕、開關(guān)、接觸器、中間繼電器和熔斷器，介紹了這些低壓電器的結(jié)構(gòu)、動作原理、常用型號、符號及選擇方法。接著講述了電氣識圖基本知識、電動機單相啟動和正反轉(zhuǎn)控制線路，講述了三相異步電動機的點動、長車及正反轉(zhuǎn)等基本控制環(huán)節(jié)。這些是在實際當中經(jīng)過驗證的電路。熟練掌握這些電路是閱讀、分析、設(shè)計較復雜生產(chǎn)機械控制線路的基礎(chǔ)。同時，在繪制電路圖時，必須嚴格按照國家標準規(guī)定使用各種符號、單位、名詞術(shù)語和繪制原則。電氣控制系統(tǒng)圖主要有電氣原理圖、電器布置圖和電氣安裝接線圖。重點應掌握電氣原理圖的規(guī)定畫法及國家標準。生產(chǎn)機械要正常、安全、可靠地工作，必須有必要的保護環(huán)節(jié)。控制線路的常用保護有短路保護、過載保護、失壓保護、欠壓保護，分別用不同的電器來實現(xiàn)。本項目中，還通過應用舉例學習了三相異步電動機互鎖控制的正反轉(zhuǎn)控制的安裝調(diào)試試車，CA6140型普通車床的電氣控制，講述了線路的組成、工作原理、安裝調(diào)試和常見故障排除。,