电机与电气控制案例第5章典型生产设备的电气控制电路及常见故障分析

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1、电机与电气控制案例教程第五章典型生产设备的电气控制电路及常见故障分析5.1案例1：卧式车床的电气控制【案例说明】车床是机械加工中广泛使用的一种机床，可以用来加工各种回转表面、螺纹和端面。卧式车床通常由一台主电动机拖动，经由机械传动链，实现切削主运动和刀具进给运动的输出，其运动速度由变速齿轮箱通过手柄操作进行切换。刀具的快速移动、冷却泵和液压泵等，常采用单独电动机驱动。不同型号的卧式车床，其主电动机的工作要求不同，因而由不同的控制电路构成，但是由于卧式车床运动变速是由机械系统完成的，且机床运动形式比较简单，相应的控制电路也比较简单。以C650-2型卧式车床为例来说明

2、：C650-2型卧式车床的结构形式如图5-1所示。型号C650-2的含义为：C表示车床；6表示卧式；50表示车床的中心高为500mm，2表示第二次改进设计。图5-1卧式车床的结构示意图5.1.1【知识进阶】卧式车床的运动形式与控制要求1.车床的运动形式图5-2所示为车床加工示意图车床加工时，安装在床身上的主轴箱中的主轴转动，带动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线方向实现进给移动图5-2车床的加工示意图主要运动形式：主运动：主轴通过卡盘带动工件的旋转运动进给运动：溜板带动刀架的纵向和横向直线运动辅助运动：刀架的快速移动、工件的夹紧与

3、松开等2.电力拖动及控制要求C650-2型车床对电力拖动及控制的要求是：（1）正常加工时一般不需反转，但加工螺纹时需反转退刀，且工件旋转速度与刀具的进给速度要保持严格的比例关系，为此主轴的转动和溜板箱的移动由同一台电动机拖动。主电动机M1（功率为20kW），电动机采用直接起动的方式，可正反两个方向旋转，为加工调整方便，还具有点动功能。由于加工的工件比较大，加工时其转动惯量也比较大，需停车时不易立即停止转动，必须有停车制动的功能，C650-2车床的正反向停车采用速度继电器控制的电源反接制动方式。（2）电动机M2拖动冷却泵。车削加工时，刀具与工件的温度较高，需设一冷却

4、泵电动机，实现刀具与工件的冷却。冷却泵电动机M2单向旋转，采用直接起动、停止方式，且与主电动机有必要的联锁保护。（3）快速移动电动机M3。为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间，利用M3带动刀架和溜板箱快速移动。电动机可根据使用需要，随时手动控制起停。（4）采用电流表检测和监视电动机的负载情况。（5）车削加工时，因被加工的工件材料、性质、形状、大小及工艺要求不同，且刀具种类也不同，所以要求切削速度也不同，这就要求主轴有较大的调速范围。车床大多采用机械方法调速，变换主轴箱外的手柄位置，可以改变主轴的转速。5.1.2【知识进阶】卧式车床的电气控制原理1.电气控制电路原

5、理分析方法学习与分析机床电气控制电路时，应注意以下几个问题：（1）了解机床的基本结构、运动形式、加工工艺要求，明确控制要求。（2）了解机床机、电、液压等之间的配合关系（3）先分析主电路，了解整个电力拖动系统的组成，分析电动机的起动、运行、调速、制动等控制要求，分析电路或电动机的保护。接着分析控制电路，分析控制电路时将整个控制电路按功能不同分成若干局部控制电路，逐一分析，分析时应注意各局部电路之间的联锁与互锁关系，然后再统观整个电路，形成一个整体概念。最后分析电气原理图中的其他辅助电路。2.C650-2型普通车床的电气控制系统原理分析C650-2型普通车床的电气控制

6、系统原理如图5-3所示图5-3C650-2型普通车床的电气控制系统原理图（1）主电路分析主电路中有三台电动机，隔离开关QS将三相交流电源引入。电动机M1电路接线分为三部分，第一部分由KMl和KM2的两组主触点构成电动机的正反转接线；第二部分为一电流表经过电流互感器接在主电动机M1的电源进线上；第三部分为一串联电阻限流控制部分，KM3的主触点控制限流电阻的接入和切除。速度继电器KV的速度检测部分与电动机的主轴同轴相连，在停车制动过程中，当主电动机转速接近零时，其动合触点可将控制电路中反接制动相应电路切断，完成停车制动。电动机M2由KM4的主触点控制其三相交流电源的接

7、通与断开；电动机M3由KM5控制。为保证主电路的正常运行过载保护，主电路采用熔断器实现短路保护、采用热继电器对电动机进行过载保护(2)控制电路分析主电动机M1的点动调整控制：按下SB2→KMl线圈通电→KMl主触点闭合，电动机经限流电阻接通三相交流电源，在低速下起动→松开SB2→KMl断电，电动机断开电源，实现停车。主电动机M1的正、反转控制：正转控制：按下起动按钮SB3→KM3和KT线圈通电→KM3主触点动作使电阻被短接→KM3动合辅助触点闭合使KA通电→KA动合辅助触点闭合（5—7）使接触器KMl通电，电动机在全压下起动。KMl动合辅助触点（5—11）闭合、K

8、A的触点（