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第3章 典型设备电气控制电路分析,返回总目录,3.1 电气控制电路分析基础3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析3.3 T68型卧式镗床电气控制电路分析3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析3.5 交流桥式起重机电气控制电路分析3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,教学目的1.掌握电气控制电路的基本分析方法2.掌握典型机床设备的电气控制电路的分析方法和技巧,重点与难点（一）重点：电气控制电路的基本分析方法（二）难点：典型机床设备的电气控制电路的分析,3.1 电气控制电路分析基础,3.1.1 电气控制分析的依据依据：设备本身的基本结构、运行情况、加工工艺要求以及对电力拖动自动控制的要求；熟悉了解控制对象，掌握其控制要求等。依据来源：设备的技术资料，主要有设备说明书、电气原理图、电气接线图、电气元件一览表等。,3.1 电气控制电路分析基础,3.1.2 电气控制分析的内容一、设备说明书：由机械、液压、电气部分构成，重点掌握以下内容：1、设备的构造，主要技术指标，机械、液压、气动部分的传动方式与工作原理。2、电气传动方式，电机及执行电器的数目，规格型号、安装位置、用途与控制要求。,3.1 电气控制电路分析基础,3、了解设备的使用方法，操作手柄、开关、按钮、指示信号装置以及在控制电路中的作用。4、清楚了解与机械、液压部分直接关联的电器，如行程开关、电磁阀、传感器等的位置，工作状态以及与机械、液压部分的关系、在控制中的作用。,3.1 电气控制电路分析基础,二、电气控制原理图：由主电路、控制电路、辅助电路、保护与联锁环节以及特殊控制电路等部分组成。三、电气设备的总装接线图：了解系统的组成分布情况，各部分的连接方式，主要电气部件的布置、安装要求，导线和导线管的规格型号等。四、电器元件布置图与接线图：迅速方便地找到各电器元件的测试点，进行检测、调试和维修。,3.1 电气控制电路分析基础,电气原理图的阅读分析方法一、阅读分析原则1、先机后电 先了解设备的基本结构、运行情况、工艺要求，操作方法，以期对设备有总体了解，进而明确设备对电力拖动自动控制的要求，为阅读和分析电路做好前期准备。2、先主后辅 先阅读主电路，看设备有几台电动机拖动，各台电动机的作用。结合工艺要求弄清各台电动机的启动、转向、调速、制动等的控制要求及其保护环节。而主电路各控制要求是由控制电路来实现，因此需要运用化整为零去阅读分析控制电路，最后再分析辅助电路。,3.1 电气控制电路分析基础,3、化整为零 分析控制电路时，将控制电路功能分为若干个局部控制电路，从电源和主令信号开始，经过逻辑判断，写出控制流程，用简单明了的方式表达出电路的自动工作过程。然后分析辅助电路，辅助电路包括信号电路、检测电路与照明电路等。,3.1 电气控制电路分析基础,4、统观全局 经过化整为零后逐步分析每一个局部电路的工作原理后，还必须统观全局。弄清各局部电路之间的控制关系、联锁关系、机电液的配合情况，各种保护环节的设置等。5、总结特点 整机的电气控制各有特点，应予以总结。,3.1 电气控制电路分析基础,二、分析方法 查线分析法，即以某一电动机或电器元件线圈为对象，从电源开始，由上而下，自左至右，逐一分析其接通断开关系，并区分出主令信号、联锁条件、保护环节等。从而分析出各种控制条件与输出结果之间的因果关系。,3.1 电气控制电路分析基础,3.1.4 分析举例见图3-1(C650卧式车床),3.1 电气控制电路分析基础,一、主要结构和运动情况1、C650卧式车床属中型车床,加工工件回转半径最大可达1020mm,长度达3000mm。2、结构：床身、主轴变速箱、进给箱、溜伴箱、刀架、尾架、丝杆、光杆3、主要运动：工件的旋转运动（参见P82）,3.1 电气控制电路分析基础,二、C650车床对电气控制的要求 参见P82 本车床共有三台电机拖动，即主轴电动机M1、冷却泵电动机M2、刀架快速移动电动机M3。从车削加工工艺要求出发，对各电动机的控制要求是：,3.1 电气控制电路分析基础,1、主轴电动机M1 20KW采用全压空载直接启动，能实现正、反向连续运转，为便于对刀操作，要求M1能实现单向点动控制，同时定子串入电阻获得低速点动。停止时，由于工件转动惯量大，采用反接制动。,3.1 电气控制电路分析基础,2、冷却泵电动机M2 用以车削加工时提供冷却液，采用直接启动，单向旋转，连续工作。3、快速移动电动机M3 单向点动、短时运转。4、电路应有必要的保护和联锁，有安全可靠的照明电路。,3.1 电气控制电路分析基础,三、C650车床的电气控制电路分析图3-2,3.1 电气控制电路分析基础,1、主电路分析 三相总电源由带脱扣器的低压断路器QS引入，FU1为主轴电动机M1短路保护用熔断器，FR1为M1的过载保护热继电器。R为限流电阻，用于限制反接制动时的电流冲击、防止点动时连续起动电流造成电动机过载。KM1、KM2为主轴电动机正、反转接触器，KM3为制动限流接触器。,3.1 电气控制电路分析基础,M2由接触器KM4控制单向旋转，FU2为短路保护熔断器，FR2为过载保护用热继电器。M3由KM5控制单向旋转点动控制，FU3为短路保护用熔断器。,3.1 电气控制电路分析基础,2、控制电路分析图3-21）主电动机的点动调整控制 M1的点动控制是由点动按钮SB2控制，按下SB2，接触器KM1线圈通电吸合，KM1主触头闭合，M1定子绕组经限流电阻R与电源接通，电动机在低速下正向启动。当转速达到继电器KS的动作值时，KS正转触头KS-1闭合，为点动停止反接制动作准备。松开SB2，KM1线圈断电，KM1触头复原，因KS-1仍闭合，使KM2线圈接电，M1被反接串入电阻进行反接制动停车，当转速达到KS释放转速时，KS-1触头断开，反接制动结束。,3.1 电气控制电路分析基础,2）主电动机的正反转控制 主电动机正转由正向启动按钮SB3控制，按下SB3，接触器KM3首先通电吸合，其主触头闭合将限流电阻R短接，KM3常开辅助触头闭合，使中间继电器KA通电吸合，触头KA（13-9）闭合时接触器KM1通电吸合，电动机M1在全电压下直接启动。由于KM1的常开触头（15-13）闭合，KA（7-15）闭合，将KM1和KM3自锁，获得正向连续运转。主电动机的反转由反向启动按钮SB4控制，控制过程与正转控制类同，KM1、KM2的常闭辅助触头串接在对方线圈电路中起互锁作用。,3.1 电气控制电路分析基础,3）主电动机的反接制动控制 主电动机正、反转停车时均有反接制动，制动时电动机串入限流电阻。图纸KS-1为速度继电器正转闭合触头，KS-2位反转闭合触头。以主电动机正转为例。接触器KM1、KM3、中间继电器KA已经通电吸合且KS-1闭合。当正转停车，按下停止按钮SB1，KM3、KM1、KA线圈同时断电释放。KM3主触头断开，电阻R串入电机定子电路，KA常闭触头KA（7-17）复原闭合，KM1主触头断开，断开电动机正相序三相交流电源。此时电动机以惯性高速旋转，速度继电器KS-1（17-23）仍闭合，放松开停止按钮SB1时，反转接触器KM2线圈经1-3-5-7-23-25-4-2线路通电吸合，电动机接入反向序三相电源，传入电阻进行反接制动，使转速迅速下降，当n100r/min时，KS-1触头断开，KM2线圈断电，反接制动结束，自然停车至零。,3.1 电气控制电路分析基础,4）刀架的快速移动和冷却泵控制 刀架的快速移动是转动刀架手柄压动行程开关SQ，使接触器KM5通电吸合，控制电动机M3来实现。冷却泵电动机M2的启动和停止是通过按钮SB5、SB6控制。,3.1 电气控制电路分析基础,5）辅助电路 监视主回路负载的电流表示通过电流互感器TA接入的。为防止电动机起动、点动和制动电流对电流表的冲击，线路中接入一个时间继电器KT，且KT线圈与KM3线圈并联。当启动时，KT线圈通电吸合，但KT的延时断开的常闭触头尚未动作，将电流表短路，启动后，KT延时断开的常闭触头才断开，电流表内才有电流流过。,3.1 电气控制电路分析基础,6）联锁与保护电路 主电动机正反转有互锁。熔断器FU1-FU6实现短路保护。热继电器FR1、FR2实现M1、M2的过载保护。接触器KM1、KM2、KM4采用按钮与自锁控制方式，使M1与M2具有欠压与零压保护。,3.1 电气控制电路分析基础,三、电路特点1、采用三台电动机拖动，尤其是车床溜板箱的快速移动由一台电动机拖动。2、主轴电动机不但有正、反转，还有单向低速运动的点动调节控制、正、反向停车时均具有反接制动控制。3、设有检测主轴电机工作电路的环节。4、具有完善的保护和联锁。,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,机床结构与运动形式 钻床按结构型式分类：立式钻床、卧式钻床、摇臂钻床、深孔钻床、台式钻床 本节以Z3040摇臂钻床为例分析。结构型式，见课本第85页图3-3。摇臂钻床一般由底座、内外立柱、摇臂、主轴箱和工作台等部件组成。,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,3.2.2 电力拖动特点与控制要求一、电力拖动特点1、摇臂钻运动部件多，为简化传动装置，采用多电机拖动，分别是主轴电动机、摇臂升降电动机、液压泵电动机、冷却泵电动机2、摇臂钻床的主运动与进给运动皆为主轴的运动，由一台电动机拖动，分别经主轴传动机构、进给传动机构来实现主轴的旋转与进给,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,二、控制要求1、4台电动机容量均较小，采用直接起动方式，主轴要求正反转，但采用机械方法实现，主轴电动机单向旋转。2、升降电动机要求正反转。液压泵电动机用来驱动液压泵送出不同流向的压力油，推动活塞、带动菱形块动作来实现内外立柱的夹紧与放松以及主轴箱和摇臂的夹紧与放松，故液压泵电动机要求正反转。3、摇臂的移动严格按照“摇臂松开摇臂移动（移动到位）摇臂夹紧”的程序进行。因此，摇臂的夹紧与升降应按上述程序自动进行。4、钻削加工时，应由冷却泵电动机拖动冷却泵，供出冷却液进行钻头冷却。5、有必要的联锁与保护环节6、具有机床安全照明电路与信号指示电路。,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,3.2.3 电气控制电路分析图3-4,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,一、主电路分析1、三相电源由低压断路器QS控制。M1为单向旋转，由KM1控制，由FR1作过载保护2、M2由正反转接触器KM2、KM3控制实现正、反转，因M2仅为短时工作，故不设保护元件3、M3由接触器KM4、KM5控制实现正反转，FR2作为过载保护元件4、M4容量小（0.125KW），采用开关SA1控制其启动停止,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,二、控制电路分析图3-41、主轴电动机控制 由按钮SB2、SB1与接触器KM1构成主轴电动机启动停止控制电路，M1启动后，指示灯HL3亮，表示主轴电动机在旋转。,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,2、摇臂升降及夹紧、放松控制 摇臂钻床在工作时摇臂应该夹紧在外立柱上，发出摇臂移动信号后，须先松开夹紧装置，当摇臂移动到位后，夹紧装置再将摇臂夹紧。具体动作过程参看课本88页。,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,3、主轴箱与立柱的夹紧、放松控制 立柱与主轴箱均采用液压操纵夹紧与放松，两者同时进行，工作时要求二位六通阀YV不通电。松开与夹紧分别由松开按钮SB5和夹紧按钮SB6控制。指示灯HL1、HL2指示其动作。,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,按下松开按钮SB5时，KM4线圈通电吸合，M3电机正转，拖动液压泵送出压力油，此时电磁阀线圈YV不通电，其提供的高压油经二位六通电磁阀到另一油路，进入立柱与主轴箱松开油腔，推动活塞和菱形块使立柱和主轴箱同时松开。当立柱与主轴箱松开后，行程开关SQ4不受压复位，触头SQ4（101-102）闭合，指示灯HL1辆。表明立柱与主轴箱已松开。,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,于是可是手动操作主轴箱在摇臂的水平轨道上移动。当移动到位，按下夹紧按钮SB6，KM5线圈通电吸合，M3电机反转，拖动液压泵送出压力油至夹紧油腔，使立柱与主轴箱同时夹紧。当确认夹紧，压下SQ4，触头SQ4（101-102）断开，HL1灯灭，触头SQ4（101-103）闭合，HL2灯亮，指示立柱与主轴箱已经夹紧，可以进行钻削加工。,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,4、冷却泵电动机M4的控制 M4电动机由开关SA1手动控制，单向选转。,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,5、联锁与保护环节 SQ1行程开关实现摇臂上升与下降的限位保护。SQ2行程开关实现摇臂松开到位，开始升降的联锁。SQ3行程开关实现摇臂完全夹紧，液压泵电动机M3停止运转的联锁。KT时间继电器实现升降电动机M2断开电源，待M2停止后再进行夹紧的联锁。M2电动机正反转具有双重互锁，M3电动机正反转具有电气互锁。,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,SB5、SB6立柱与主轴箱松开、夹紧按钮的常闭触头串接在电磁阀YV线圈电路中，实现立柱与主轴箱松开、夹紧操作时，压力油只进入立柱与主轴箱夹紧油腔而不进入摇臂夹紧油腔的联锁。熔断器FU1-FU3实现电流的短路保护。热继电器FR1、FR2为电动机M1、M3的过载保护。,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,三、照明与信号指示电路1、HL1：主轴箱与立柱松开指示灯2、HL2：主轴箱与立柱夹紧指示灯3、HL3：主轴旋转工作指示灯4、EL：机床局部照明灯,3.2 Z3040型摇臂钻床电气控制电路分析,四、Z3040型摇臂钻床电气控制特点1、是机、电、液的综合控制2、摇臂的升降控制与摇臂夹紧放松的控制有严格的程序要求，以确保先松开，再移动，移动到位后自动夹紧。所以对M3、M2电动机的控制有严格程序要求，这些由电气控制电路控制，液压、机械配合来实现。3、电路有完善的保护和联锁，有明显的信号指示,3.3 T68型卧式镗床电气控制电路分析,1、镗床分类：卧式镗床、立式镗床、坐标镗床、金刚镗床、专门化镗床2、本节以T68卧式镗床为例叙述3、T68镗床作用：镗孔、钻孔、铰孔、加工端面、车削螺纹，装上平旋盘刀架后还可加工大的孔径、端面和外圆,3.3 T68型卧式镗床电气控制电路分析,机床的主要结构和运动形式,图3-5，T68卧式镗床主要由床身、前立柱、镗头架、后立柱、尾座、下溜板、上溜板、工作台等部分组成。,3.3 T68型卧式镗床电气控制电路分析,3.3.2 电力拖动方式和控制要求一、T68卧式镗床的运动形式有1、主运动：镗轴和平旋盘的旋转运动。2、进给运动：镗轴的轴向进给，平旋盘刀具溜板的径向进给，镗头架的垂直进给，工作台的纵向进给和横向进给。3、辅助运动：工作台的回转，后立柱的轴向移动，尾座的垂直移动及各部分的快速移动等。,3.3 T68型卧式镗床电气控制电路分析,二、T68卧式镗床控制要求主要是1、主轴旋转与进给量都有较大的调速范围，主运动与进给运动由一台电动机拖动，为简化传动机构采用双速笼型异步电动机。2、由于各种进给运动都有正反不同方向的运转，故主电动机要求正、反转。3、为满足调整工作需要，主电动机应能实现正、反转的点动控制。4、保证主轴停车迅速、准确，主电动机应有制动停车环节。,3.3 T68型卧式镗床电气控制电路分析,5、主轴变速与进给变速可在主电动机停车或运转时进行。为便于变速时齿轮啮合，应有变速低速冲动过程。6、为缩短辅助时间，各进给方向均能快速移动，配有快速移动电动机拖动，采用快速电动机正、反转的点动控制方式。7、主电动机为双速电机，有高、低两种速度供选择，高速运转时应先经低速起动。8、由于运动部件多，应设有必要的联锁与保护环节。,3.3 T68型卧式镗床电气控制电路分析,电气控制电路分析图3-6,3.3 T68型卧式镗床电气控制电路分析,一、主电路分析1、电源开关：QS2、主电动机M1：KM1、KM2控制其正反转，KM6控制其低速运转，KM7、KM8控制其高速运转，KM3控制其反接制动限流电阻3、快速移动电动机M2：KM4、KM5控制起正反转4、热继电器FR：M1的过载保护元件5、M2短时运行，不需过载保护元件,3.3 T68型卧式镗床电气控制电路分析,二、控制电路分析 由控制变压器TC供给110V控制电压，36V照明电压及6.3V指示电压1、M1主电动机的点动控制2、M1主电动机正反转控制3、M1主电动机高低速的转换控制4、M1主电动机的停车制动控制5、主轴及进给变速控制1）停车变速 2）运行中变速控制,3.3 T68型卧式镗床电气控制电路分析,6、快速移动控制7、联锁保护环节分析 1）主轴箱或工作台与主轴机动进给联锁 2）M1正反转、高低速控制，M2正反转控制的互锁 3）熔断器FU1-FU4实现短路保护，热继电器FR实现M1过载保护，用按钮、接触器或继电器构成自锁环节实现欠压与零电压保护,3.3 T68型卧式镗床电气控制电路分析,三、辅助电路分析1、本机床设有36V安全电压局部照明灯EL，由开关SA手动控制2、电源指示灯HL，由6.3V电压供电,3.3 T68型卧式镗床电气控制电路分析,四、电气控制电路特点1、主轴与进给电动机M1为双速笼型异步电动机。低速时由接触器KM6控制，将定子绕组接成三角形；高速时由接触器KM7、KM8控制，将定子绕组接成双星形。高、低速转换由主轴孔盘变速机构内的行程开关SQ控制。低速时，可直接起动。高速时，先低速起动，而后自动转换为高速运行的二级起动控制，以减小起动电流。2、电动机M1能正反转运行、正反向点动及反接制动。在点动、制动以及变速中的脉动慢转时，在定子电路中均串入限流电阻R，以减少起动和制动电流。3、主轴变速和进给变速均可在停车情况或在运行中进行。只要进行变速，M1电动机就脉动缓慢转动，以利于齿轮啮合，使变速过程顺利进行。4、主轴箱、工作台与主轴由快速移动电动机M2拖动实现其快速移动。它们之间的机动进给有机械和电气联锁保护,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,3.4.1 卧式万能铣床主要结构及运动情况1、主要结构：底座、床身、悬梁、刀杆支架、工作台、溜板、升降台2、主要运动：主运动、进给运动、辅助运动,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,3、铣床外形图图3-7,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,万能卧式铣床的电力拖动特点与控制要求1、XA6132万能卧式铣床，主轴传动系统在床身内部，进给系统在升降台内，而且主运动与进给运动之间没有速度比例协调的要求。故采用单独传动，即主轴和工作台分别由主轴电动机，进给电动机拖动。而工作台工作进给与快速移动由进给电动机拖动；经电磁离合器传动来获得。2、主轴电动机处于空载下起动，为能进行顺铣和逆铣加工，要求主轴能移实现正、反轨但旋转 方向不需经常改变。仅在加工前预选主轴转动方向而在加工过程中不变换。,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,3、铣削加工是多刀多刃不连续切削，负载波动。为减轻负载波动的影响，往往在主轴传动系统中加入飞轮，使转动惯量加大，但为实现主轴快速停车，主轴电动机应设有停车制动。同时，主轴在上刀时，也应使主轴制动。为此本铣床采用电磁离合器控制主轴停车制动和主轴上刀制动。4、工作台的垂直，横向和纵向三个方向的运动由一台进给电动机拖动，而三个方向的选择是由操纵手柄改变传动链来实现的。每个方向又有正反向的运动，这就要求进给电动机能正、反转。而且，同一时间只允许工作台只有一个方向的移动，故应有联锁保护。,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,5、使用圆工作台时，工作台不得移动，即圆工作台的旋转运动与工作台上下，左右，前后六个方向的运动之间有联锁控制。6、为适应铣削加工需要，主轴转速与进给速度应有较宽的调节范围。XA6132万能铣床采用机械变速，改变变速箱 的传动比来实现，为保证变速时齿轮易于啮合，减少齿轮端面的冲击，要求变速时电动机有冲动控制。7、根据工艺要求。主轴旋转和工作台进给应有先后顺序控制，即进给运动要在铣刀旋转之后进行，加工结束必须在铣刀停转前停止进给运动。,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,8、为供给铣削加工时冷却液，应有冷却泵电动机拖动冷却泵，供给冷却液。9、为适应铣削加工时操作者的正面与侧面操作要求，机床应对主轴电动机的起动与停止及工作台的快速移动控制，具有两地操作。10、工作台上下，左右、前后六个方向的运动应具有限位保护11、应有局部照明电路,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,电磁离合器 电磁离合器又称电磁联轴节。它是利用表面磨擦和电磁感应原理，在两个作旋转运动的物体间传递转矩的执行电器。,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,图3-8,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,3.4.4 XA6132卧式万能铣床电气控制电路分析图3-9,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,一、主拖动控制电路分析1、主轴电动机的起动控制2、主轴电动机的制动控制3、主轴上刀换刀时的制动控制4、主轴变速冲动控制（参见课本第100页）,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,二、进给拖动控制电路分析图3-9 工作台进给方向的左右纵向运动，前后的横向运动和上下的垂直运动，都是由进给电动机M2的正反转来实现的1、工作台纵向进给运动的控制,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,2、工作台向前与向下进给运动的控制3、工作台向后与向上进给的控制4、进给变速冲动控制5、进给方向的快速移动控制,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,三、圆工作台的控制 圆工作台的回转运动是由进给电动机经传动机构驱动的，使用圆工作台时，首先把圆工作台转换开关SA3扳到“接通”位置。按下主轴起动按钮SB3或SB4，KA1、KM1或KM2线圈通电吸合，主轴电动机旋转。KM3线圈经SQ1-SQ4常闭触头和SA3触头通电吸合，进给电动机旋转，拖动圆工作台单向回转。,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,四、冷却泵和机床照明的控制1、当SA1扳到“接通”位置时，KA3线圈吸合，M3旋转，热继电器FR3为过载保护元件2、照明灯EL1由变压器TC3提供24V电源，受SA控制,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,五、控制电路的联锁与保护1、主运动与进给运动的顺序联锁2、工作台6个运动方向的联锁3、长工作台与圆工作台的联锁4、工作台进给运动与快速运动的联锁,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,5、完善的保护：1）熔断器FU1-FU5实现短路保护 2）热继电器FR1-FR3实现过载保护 3）断路器QF1实现整个电路的过流欠压保护 4）工作台6个方向的限位保护 5）开门断电,3.4 XA6132型卧式铣床电气控制电路分析,六、XA6132万能铣床控制特点1、采用电磁磨擦离合器的传动装置，实现主轴电动机的停车制动和主轴上刀时的制动，以及对工作台工作进给和快速进给的控制。2、主轴变速与进给变速均设有变速冲动环节。3、进给电动机的控制采用机械挂挡-电气开关联动的手柄操作，而且操作手柄扳动方向与工作台运动方向一致具有运动方向的直观性。4、工作台上下左右前后6个方向的运动具有联锁保护。,3.5 交流桥式起重机电气控制电路分析,桥式起重机概述 一、桥式起重机的结构及运动情况 桥式起重机由桥架（又称大车）、大车移行机构、小车及小车移行机构、提升机构及驾驶室等部分组成。1桥架 2大车移行机构3小车 4驾驶室,3.5 交流桥式起重机电气控制电路分析,图3-10 桥式起重机结构示意图1驾驶室 2辅助滑线架 3控制盘 4小车 5大车电动机 6大车端梁 7主滑线 8大车主梁 9电阻箱,3.5 交流桥式起重机电气控制电路分析,二、桥式起重机对电力拖动和电气控制的要求 1、具有合理的升降速度，空钩能实现快速下降，轻载提升速度大于重载时的提升速度。2、具有一定的调速范围，普通起重机的调速范围为23。3、提升的第1档作为预备档，用以消除传动系统中的齿间隙，将钢丝绳张紧，避免过大的机械冲击，该级起动转矩一般限制在额定转矩的一半以下。,3.5 交流桥式起重机电气控制电路分析,4、下放重物时，依据负载大小，提升电动机可运行在电动状态（强力下放）、倒拉反接制动状态，再生发电制动状态，以满足不同下降速度的要求。5、为确保安全，提升电动机应设有机械抱闸并配有电气制动。,3.5 交流桥式起重机电气控制电路分析,三、起重机电动机工作状态的分析 1、提升重物时电动机的工作状态 提升重物时电动机负载转矩TL由重力转矩TW及提升机构磨擦阻转矩Tf两部分组成。当电动机电磁转矩T克服这两个阻转矩时，重物将被提升，当T=TL+Tf时，电动机稳定工作在机械特性的a点，以na转速提升重物。参看课本第105页图3-11。,3.5 交流桥式起重机电气控制电路分析,图3-11 提升重物时电动工作状态,3.5 交流桥式起重机电气控制电路分析,2、下降重物时电动机的工作状态 1）反转电动状态 2）再生发电制动状态 3）倒拉反接制动状态,3.5 交流桥式起重机电气控制电路分析,图3-12 下放重物时电动机的三种工作状态a）反转电动状态 b）再生发电制动状态 c）倒拉反接制动状态,3.5 交流桥式起重机电气控制电路分析,3.5.2 主令控制器控制电路分析一、主令控制器 主令控制器是用以频繁切换复杂的多回路控制电路的主令电器。型号含义：,3.5 交流桥式起重机电气控制电路分析,二、主令控制器控制电路图3-13。,图3-13 提升机构PQR10B主令控制器电路,3.5 交流桥式起重机电气控制电路分析,当主令控制器手柄置于不同控制档位时，获得如图3-14所示的机械特性。,图3-14 PQR10B主令控制器控制电动机机械特性,3.5 交流桥式起重机电气控制电路分析,1、提升重物的控制 2、下放重物的控制 1）下降“1”档为预备档。2）下放“2”档是为重载低速下放而设的。3）下放“3“挡是为中型载荷低速下放而设的。4）控制手柄在下放“4”、“5”、“6”位时为强力下放。,3.5 交流桥式起重机电气控制电路分析,3、电路的联锁与保护 1）由强力下放过渡到反接制动下放，避免重载时高速下放的保护 2）确保反接制动电阻串入情况下进行制动下放的环节 3）制动下放档位与强力下放档位相互转换时切断机械制动的保护环节 4）顺序联锁保护环节 5）完善的保护,3.5 交流桥式起重机电气控制电路分析,3.5.3 起重机电气控制中的保护设备 起重机在使用中安全、可靠，因此，各种起重机电气控制系统中设置了自动保护和联锁环节，主要有电动机过流保护、短路保护、控制器的零位保护、各运动方向的行程限位保护、舱盖、栏杆安全开关及紧急断电保护，必要的警报及指示信号等。,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,3.6.1 电梯的基本结构与分类一、基本结构图3-151、电梯主要由机房、曳引机、轿箱、对重、安全保护设备2、曳引机用交流电动机或直流电动机拖动，用于驱动轿箱和对重装置上、下运行3、轿箱用于运送乘客或货物，对重是对轿箱起平衡作用的装置4、电梯的安全保护（参见P111）,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,图3-15 电梯主要部件安装位置示意图1-极限开关 2-曳引机 3-承重架 4-限速器 5-导向轮 6-换速平层感应器 7-开门机 8-操纵箱 9-轿厢 10-对重装置 11-防护栅栏 12-对重导轨 13-缓冲器 14-限速器涨紧装置 15-基站厅外开关门控制开关 16-限位开关 17-轿厢导轨 18-厅门 19-呼梯按钮箱 20-控制柜,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,二、电梯的安全保护系统 电梯具有完备的安全保护系统，可分为机械安全保护系统与电气安全保护系统。1、机械保护系统：1）电磁制动器 2）轿门上的安全触板装置 3）自动门锁机构 4）轿顶安全窗 5）轿顶安全栅栏 6）限速器与安全钳 7）缓冲器 8）底坑防护栏,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,2、电气安全保护：1）门开关保护 2）电梯终端超越保护 3）超载保护,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,图3-16 电梯终端超越保护开关示意图1-钢丝绳 2-导轮 3-终端极限开关 4-张紧配重 5-导轨 6-轿厢 7-极限开关下碰轮8-下限位开关 9-下减速开关 10-下开关打板 11-上开关打板 12-上减速开关13-上限位开关 14-极限开关上碰轮,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,三、电梯的分类1、按用途分：乘客电梯、载货电梯、客货电梯、病床电梯、杂物电梯、住宅电梯、特种电梯2、按运行速度分：低速电梯（v1m/s）、快速电梯（1m/sv2m/s）、高速电梯（v2m/s）3、按曳引电动机的供电电源分：采用交流异步双速电动机拖动，简称交流双速电梯，为低速电梯。采用交流异步电动机，进行变频调速简称交流调速电梯，为快速电梯。采用直流电动机拖动，简称直流电梯，一般为高速电梯。,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,4、按电梯控制方式分 1）轿内手柄开关控制电梯 2）按钮控制电梯 3）信号控制电梯 4）集选控制电梯 5）2台或3台并联控制的电梯 6）群控电梯 7）群控智能电梯,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,3.6.2 交流双速信号控制电梯一、信号控制电梯的特点：1、有专职司机2、到达预定停靠的层站时，提前自动减速，平层时自动停靠开门自动开关门3、到达上下端站时，提前自动强迫电梯减速，平层时自动停靠开门4、厅外有召唤装置，召唤时厅外有记忆指示灯，轿内有音响信号和指示灯5、厅外有电梯运行方向、电梯所在层楼位置6、自动平层7、召唤要求执行完毕，自动清除轿内、厅外召唤记忆指示信号8、司机可接受多位乘客要求作指令登记然后通过点按起动或关门起动按钮起动电梯，直到完成运行方向的最后一个内、外指令为止。若相反方向有内、外指令，电梯自动换向，点按起动或关门起动按钮后起动运行。运行前方出现顺向召唤信号时，电梯能到达顺向召唤层站自动停靠开门。司机还可通过直驶按钮使电梯直驶。,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,图3-17五层站KTJ-/10-XH型交流双速信号控制电梯电气原理图,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,五层站KTJ-/10-XH型交流双速信号控制电梯电气原理图(续),3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,二、主电路分析图3-18,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,共2台电动机：1）主拖动电动机M（定子绕组为6/24极，同步转速1000r/min与250r/min）2）开关门电动机MD(额定功率120W、额定电压110V、额定转速1000r/min的直流并励电动机)1、主拖动电动机M的主电路分析2、开关门电动机MD的主电路分析,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,三、控制电路分析 图3-17a 交流控制电路、层楼指示与上升下降方向指示电路、轿内信号指示电路的电源由控制变压器T1将380V降为220V、110V、12V供给的 直流控制电路电源是由整流变压器T2降压，经三相桥式整流电路VC供出直流110V电压获得的,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,参看课本第121页1、电梯的启用与停用：只有当电梯停在基站时才可以对电梯作停用或启用的操作楼层感应器：KR1-KR8 1）停用：图3-18、19 2）启用：图3-20、21、22,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,图3-19 电梯开关门电路,图3-20 电梯平层时各 干簧感应器的状态,图3-21电梯层楼指示,图3-22 停层指令记忆和指示电路,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,2、自动关门和关门过程中的反向开启 1）关门：图3-18、图9、图23 2）关门过程中的反向开启：见图3-19,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,3、起动、加速和稳速运行 1）起动（见图3-17、23、24）2）加速和稳速运行4、制动减速和平层停车 1）制动减速（见图3-24、25）2）平层停车（见图3-20）5.、自动开门（,3.6 交流双速信号控制电梯的电路分析,6、电梯的重新起动7、电梯停用后的开门控制8、呼梯信号的登记和消除（图3-26）9、电梯检修时的操作 1）检修时的开门控制 2）检修时的上升与下降 3）应急开关的使用,