电气控制电路图——（2）分析

一、电气原理图阅读分析的方法和步骤

（1）分析主电路分析和设计电气控制电路都要从主电路入手， 主电路的作用是保证整机拖动要求的实现。从主电路的构成可 分析出电动机或执行器的类型、工作方式及基本控制电路。根据每台电动机和电磁阀等执行电器的控制要求去分析控制内容 ，要求明确对执行电器有哪些动作，比如起动、制动、换向及 调速等。
（2）分析控制电路 主电路的控制要求是由控制电路来实现的 。分析控制电路通常采用查线读图法，其基本依据是电流的流 动途径，即先找到一个电路入口，通常是一个按钮或者是开关 ，按下按钮或者是开关后，沿着通电导线寻找哪些电器得电并 引起其它电器及机械设备发生动作的次序，通过对电器动作的 全面了解推断整个控制系统的功能。
（3）分析辅助电路 辅助电路包含执行元件的工作状态显示、 电源显示、参数测定、照明和故障报警等部分。辅助电路中很 多部分是由控制电路中的元件控制的，在分析辅助电路时，还 要对照控制电路进行分析。
（4）分析联锁和保护环节 为了提高生产机械的可靠性和安全性，除了合理地选择拖动控制方案以外，在控制电路中还应该设置电气保护装置和电气联锁。在电气控制电路的分析过程中 ，电气联锁和电气保护环节的分析是很重要的一部分内容。
（5）分析特殊控制环节在某些控制电路中，还设置了一些与主电路、控制电路关系不密切且相对独立的某些特殊环节。如产品技术装置、自动检测系统等。这些部分往往自成一个小系统 ，其读图和分析法可参照上述分析过程，灵活运用所学过的电子技术、变流技术、自控系统、检测与转换等知识逐一分析。
（6）总体检查 逐步分析了每一局部电路的工作原理以及各部 分之间的控制关系之后，还要用“集零为整”的方法了解整个 线路，查看是否有遗漏。特别要从整体角度去进一步检查和理 解各控制环节之间的联系，以达到清楚地了解原理图中每一个 电器元件的作用、工作过程以及主要参数。

二、C650卧式车床的主要结构和运动形式

C650卧式车床是机床中应用最广泛的一种，属于中型车床 。机床的结构形式如图所示。 该车床有两种主要运动：一种是安装在床身主轴箱中的主 轴转动，称为主运动；另一种是溜板箱中的溜板带动刀架的直 线运动，称为进给运动。

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，主轴的转动和溜板箱的移动均由主电动机驱动。 由于加工的工件比较大，加工时其转动惯量也较大，需停车 时不容易立即停止转动，因此必须有停车制动的功能，较好的停车制动是采用电气的制动方法。 为了加工螺纹等工件，主轴需要正、反转，主轴的转速应随工件的材料、尺寸、工艺要求及道具的种类不同而变化，所以要求在相当宽的范围内可进行速度调节，这个由机械传动实现。此外，为减轻工人的劳动强度和节省辅助工作时间，还要求带动刀架移动的溜板能够快速移动。

三、电力拖动特点及控制要求

从以上车床的加工工艺出发，对拖动控制有以下要求：
（1）主电动机M1完成主轴主运动和溜板箱进给运动的驱动， 主电动机采用全压直接起动方式。电动机可正、反两个方向旋 转，并可进行正、反两个旋转方向的电气停车制动。另外，为 加工调整方便，还应该具有点动控制功能。
（2）为了防止刀具和工件温度过高，延长刀具寿命，电动机 M2拖动冷却泵，在加工时提供切削液，采用直接起动及停止方式，并且为连续工作方式。
（3）主电动机和冷却泵电动机应该具有必要的短路和过载保护。
（4）为了提高生产效率、减轻工人劳动强度，拖板的快速移动 由电动机M3单独拖动，还可根据需要随时进行手动控制起停。
（5）应具有必要的联锁控制、安全的局部照明装置。

C650卧式车床电气原理图如图所示，使用的电器元件符号与功能说明见表。

四、电气控制电路分析

C650车床电气元件符号及功能说明

五、主电路分析

主电路中有三台电动机，隔离开关QS将380V的三相电源引 入。电动机M1的电路接线分为三部分。
第一部分由正转控制交流接触器KM1和反转控制交流接触器 KM2的两组主触点构成电动机的正、反转接线；
第二部分为电流表PA经电流互感器TA接在主电动机M1的主回路上，以监视电动机绕组工作时的电流变化。
第三部分为串联电阻控制部分，R为限流电阻，在主轴点动控制时，为防止连续的起动电流造成电动机过载；在停车反接制动时，又起到限制过大的反接制动电流的作用。

速度继电器KS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，当主电动机转速低于KS的动作值时，其常开触点可将控制电路中的反接制动的相应电路切断，完成制动停车。FR1是主电动机过载保护用的热继电器。

冷却泵电动机M2由交流接触器KM4控制其主电路的接通和断 开，FR2为M2过载保护用热继电器；快速移动电动机M3由交流接 触器KM5控制，由于M3电动机短时运转，所以不需要设置热继电器。

五、控制电路分析

①主电动机正、反转起动与点动 当正转起动按钮SB3按下时， 其两常开触点同时闭合，常开触点的闭合使得交流接触器KM3的 线圈和时间继电器KT的线圈得电，经延时断开后，电流表接入 电路正常工作；

KM3的主触点将主电路中的限流电阻短接，其辅助动合触点同时将中间继电器KA的线圈电路接通，KA的常闭触点断开将停车制动的基本电路切除，其动合触点与SB3的动合触点均在闭合状态，控制主电动机的交流接触器KM1的线圈得电并自锁，其主 触点闭合，电动机正向直接起动。KM1的自锁回路由它的常开辅 助触点和KA的常开触点组成，来维持KM1的通电状态。反向直接 控制过程与其相同，只是起动按钮为SB4。

SB2为主电动机点动按钮。按下SB2点动按钮，直接接通KM1的线圈电路，电动机M1正向直接起动，注意这时KM3线圈并没有接通，因此其主触点不闭合，限流电阻接入主电路限流，防止连续的起动电流造成电动机过载，保证电路设备正常工作；其辅助动合触点不闭合，KA线圈不能得电，从而使KM1线圈电路不能形成自锁，松开按钮SB2，M1停转，实现了主电动机串联电阻限流的点动控制。

②主电动机反接制动控制电路C650卧式车床采用反接制动进行停车制动。停车按钮按下 后开始制动过程。当电动机转速接近零时，速度继电器的触点打开，结束制动。 主电动机是双向可逆运行，下面以电动机正转时进行停车制动的过程为例，说明制动的工作原理。

KS1和KS2分别为速度继电器KS的正转和反转常开触点。当 电动机正常正向运转时，速度继电器KS的动合触点KS1闭合，制 动电路处于准备状态，按下停车按钮SB1，切断控制电源，KM1 、KM3、KA线圈均失电，此时KA动断触点恢复原状闭合，与KS1 触点共同将反转交流接触器KM2的线圈电路接通，电动机M1接入 反相序电流，反向起动转矩将平衡正向惯性转动转矩，强迫电 动机迅速停车。当电动机速度降低到速度继电器的动作值时， 速度继电器触点KS1复位打开，切断KM2的线圈电路，完成反接 制动。进行反接制动。

③刀架的快速移动和冷却泵电动机的控制 刀架快速移动是由转动刀架手柄压动位置开关SQ，使电动 机M3的接触器KM5的线圈得电，KM5的主触点闭合，M3电动机起 动运行，经传动系统驱动溜板带动刀架快速移动。 起动按钮SB6和停止按钮SB5控制接触器KM4线圈的通断，来 完成对冷却泵电动机M2的控制。

④电流表PA保护电路 虽然电流表PA接在电流互感器TA回路 里，但主电动机M1起动时对它的冲击仍然很大。为此，在线路中设置了时间继电器KT进行保护。当主电动机正向或反向起动 后，KT通电，PA就被KT延时常闭触点短路，延时时间到后，才有电流指示。

⑤辅助电路（即照明电路和控制电源） 控制变压器TC二次侧输 出36V和110V电压，分别作为车床低压照明和控制电路电源。EL 为车床的低压照明灯，由开关SA控制。

六、C650卧式车床电气控制电路的特点
（1）主轴与进给电动机M1主电路具有正、反转控制和点动控制的功能，并设有监控电动机绕组工作电流变化的电流表和电流 互感器。
（2）主电动机的制动采用电气反接制动，利用速度继电器按速 度原则进行电动机正、反转的反接制动。
（3）控制电路中由于电器元件很多，通过控制变压器TC将电器 元件与三相电网进行隔离，提高了操作和维护的安全性。
（4）中间继电器KA起着扩展接触器KM3触点的作用。在电气线 路设计时要考虑电器元件的触点数量。