资源简介

(共55张PPT)
项目三磨床的电气控制
知识训练
技能训练
知识拓展
知识训练
知识训练一电流继电器概述
电流继电器的线圈阻抗小、导线粗、匝数少，串接在被测量的电路中(或通过电流互感器接入)，用于检测电路中电流的变化，通过与电流设定值的比较自动判断工作电流是否越限。常用的电流继电器有过电流继电器和欠电流继电器两种。
1.过电流继电器
线圈电流高于整定值时动作的继电器称为过电流继电器，其动断触点串在接触器的线圈电路中，用作电路的过流保护，动合触点一般用作对过电流继电器的自锁和接通指示灯线路。
下一页
返回
知识训练
过电流继电器在电路正常工作时不动作，整定范围通常为额定电流的1.1~4倍，当被保护电路的电流高于额定值，达到过电流继电器的整定值时，衔铁吸合，触头机构动作，控制电路失电，从而控制接触器及时分断电路，对电路起过电流保护作用。
2.欠电流继电器
当线圈电流低于整定值时动作的继电器称为欠电流继电器，其动合触点串在接触器的线圈电路中，用作电路的欠电流保护。
上一页
下一页
返回
知识训练
欠电流继电器的吸引电流为线圈额定电流的30%~65%，释放电流为额定电流的10%~20%，因此，在电路正常工作时，衔铁是吸合的，只有当电流降低到某一整定值时，继电器释放，控制电路失电，从而控制接触器及时分断电路。
常用的交、直流电流继电器有JT4 , JL14等系列。电流继电器的外形及符号如图3-1所示。
上一页
下一页
返回
知识训练
电流继电器型号的含义如下:
上一页
下一页
返回
知识训练
在选用过电流继电器时，对于小容量电动机和绕线式异步电动机，继电器线圈的额定电流按电动机长期的额定电流选择;对于启动频繁的电动机，继电器线圈的额定电流应选大一些。
知识训练二平面磨床的电气控制线路
一、平面磨床概述
1.平面磨床的主要结构及运动形式
磨床是一种用砂轮的周边或端面进行磨削加工的精密机床，用于加工金属零件外圆、内圆、平面或特种型面。磨床的种类很多，常见的有外圆磨床、内圆磨床、平面磨床、工具磨床，另外还有一些专用磨床，如螺纹磨床、齿轮磨床、球面磨床等。本项目主要介绍平面磨床。
上一页
下一页
返回
知识训练
平面磨床主要由床身、工作台、电磁吸盘、砂轮箱(又称磨头)、滑座和立柱等部分组成外形如图3-2所示。
平面磨床有卧轴矩台、立轴矩台、卧轴圆台、立轴圆台4种，常见的M7130卧轴矩台平面磨床的型号含义如下:
上一页
下一页
返回
知识训练
平面磨床的主运动是砂轮的旋转运动，进给运动有垂直进给(滑座在立柱上的上下运动)、横向进给(砂轮箱在滑座上的水平移动)、纵向进给运动(工作台沿床身的往复运动)如图3-3所示。
工作时，砂轮旋转，并沿其轴向做定期的横向进给运动。
工件固定在工作台上，工作台带动工件作直线往返运动。矩形工作台每完成一纵向行程时，砂轮作横向进给，当加工整个平面后，砂轮作垂直方向的进给，从而完成整个平面的加工。
上一页
下一页
返回
知识训练
2.平面磨床的电力施动特点及控制要求
磨床的砂轮一般不要求调速，所以通常采用笼型异步电动机拖动。为了缩小体积、简化结构、提高机床精度以及减少中间传动，采用嵌入式异步电动机直接拖动砂轮，这样电动机的转轴就是砂轮轴。
由于平面磨床是一种精密机床，为保证加工精度，采用了液压传动系统。由一台液压泵电动机拖动液压泵，通过液压装置以实现工作台的往复运动和砂轮横向的连续与断续进给。
为减小工件在磨削加工时发热变形，需采用冷却液冷却，由冷却泵电动机拖动。
上一页
下一页
返回
知识训练
基于上述拖动特点，对平面磨床的控制有以下要求:
(1)砂轮电动机、液压泵电动机和冷却泵电动机都只要求单方向旋转。
(2)冷却泵电动机随砂轮电动机运转而运转，但冷却泵电动机不需要时，可单独断开冷却泵电动机。
(3)具有完善的保护环节:各电路的短路保护，电动机的长期过载保护，零压保护，电磁吸盘的欠电流保护，电磁吸盘断开时产生高电压而危及电路中其他电气设备的保护等。
上一页
下一页
返回
知识训练
(4)正常工作使用电磁吸盘时，能开动机床各电动机;调整机床不使用电磁吸盘时，也能开动机床各电动机。但在使用电磁吸盘的工作状态时，必须保证电磁吸盘吸力足够大时，才能开动机床各电动机。
(5)具有电磁吸盘吸持工件、松开工件，并有工件去磁的控制环节。
(6)具有必要的照明与指示信号。
二、M7130型卧轴矩台平面磨床
图3-4所示为M7130型卧轴矩台平面磨床的电气控制电路图。
上一页
下一页
返回
知识训练
1.电气控制线路分析
(1)主电路分析。主电路有3台电动机，M1为砂轮电动机，M2为冷却泵电动机，M3为液压泵电动机。M1由接触器KM1控制，插上插销XS1后，M2将与M1同时启动和停止，不用冷却液时，可将插销XS1拔掉。M3由接触器KM2控制。
(2)控制电路分析。按钮SB1, SB2与接触器KM1控制砂轮电动机M1的单向直接启动。按钮SB3, SB4与接触器KM2控制液压泵电动机M3的单向旋转直接启动。这两台电动机可以单独控制，在磨床调整时，此时电磁吸盘不工作，欠过流继电器KA常开触点断开时，插入XS3可以使各台电动机动作。
上一页
下一页
返回
知识训练
(3)电磁吸盘控制电路的分析。电磁吸盘又称电磁工作台，是平面磨床的重要组成部分。它用以吸持工件，代替装夹工件，便于砂轮进行磨削。电磁吸盘外形有长方形和圆形两种，矩形平面磨床采用长方形电磁吸盘，圆台平面磨床采用圆形电磁吸盘。
电磁吸盘的结构如图3-5所示，它由盘体、线圈、盖板3部分组成。盘体由铸钢制成，在其中部凸起的心体上绕有线圈。钢制盖板中有非磁性材料制成的隔磁层，当线圈通电时，磁力线不能通过隔磁层，而只能通过放在盖板上面的工件构成闭合回路，从而使工件被吸牢在盖板上。
电磁吸盘线圈不能通以交流电，只能通以直流电。交流电会使工件产生振动和涡流，振动会影响加工的正确性，涡流会导致工件发热。
上一页
下一页
返回
知识训练
当工件加工完毕后，由于吸盘和工件有剩磁，工件难以取下。为了消除剩磁，在取下工件前，应将工作台和工件去磁。去磁方法是在吸盘线圈中通入反向电流，但电流的大小和通电时间必须适当，否则会使工件反向磁化。若工件对去磁要求严格，在取下工件后，还要用交流去磁器进行处理。
电磁吸盘控制电路可分为整流装置、控制装置和保护装置3个部分。整流装置由整流变压器T和桥式全波整流器VD组成，输出110 V直流电压对电磁吸盘供电。
①工件吸持转换开关SA1的1, 3点接通，电磁吸盘线圈通电，电流足够大，KA的常开触点闭合，允许电动机控制电路工作。
上一页
下一页
返回
知识训练
②去工件转换开关SA1的1, 2点接通，电磁吸盘经R}(限流)通入反向电流，吸盘及工件去磁，然后将转换开关SA1扳回中间。搬去工件后，必要时，还可以用交流去磁器对工件进一步去磁。
③保护环节电磁吸盘线圈电流过小(吸力下降)KA复位，其常开触点断开，KM1 ,KM2线圈断电，砂轮及液压泵停止工作。R1, C是用于吸收交、直流通断时所产生的浪涌电压，作为整流装置的过电压保护。R3作电磁吸盘线圈的过电压保护，用于释放线圈中所储存的磁场能量。
上一页
下一页
返回
知识训练
(4)照明电路
照明电路由变压器提供24 V安全电压，由开关SA2控制照明灯EL。
2. M7130平面磨床电气线路的故障与维修
(1)电磁吸盘没有吸力。首先检查三相交流电源是否正常，然后检查FU1 , FU2 , FUS是否完好，接触是否正常，再检查插销XS2接触是否正常。若上述检查都没问题，再进一步检查电磁吸盘电路，包括KA线圈是否断开、吸盘线圈是否短路等。
上一页
下一页
返回
知识训练
(2)电磁吸盘吸力不足。常见原因有交流电源电压低，导致吸盘吸力不足，也可能是由xs2接触不良引起的。另外，也可能是由桥式整流电路的故障引起的，若整流桥某一桥臂发生开路，导致直流输出电压下降一半左右，使吸力减小，或者可能是一桥臂的整流元件击穿形成短路，与它相邻的另一桥臂的整流元件会因过流而损坏，变压器会因为电路短路而过电流，致使吸力很小甚至没有吸力。
(3)电磁吸盘退磁效果差，造成工件难以取下。原因可能是退磁电压过高或去磁回路断开，无法去磁或去磁时间没掌握好等。
上一页
下一页
返回
知识训练
三、M7120型卧轴矩台平面磨床
图3-6所示为M7120型卧轴矩台平面磨床的电气控制电路图。与M7130相比，增加了一台砂轮升降电动机。线路由主电路、控制电路、电磁吸盘控制电路和辅助电路4部分组成。
(1)主电路分析。主电路中有4台电动机，M1为液压泵电动机，由KM1控制。M2为砂轮电动机，M3为冷却泵电动机，都由KM2控制。M4为砂轮箱升降电动机，分别由KM3 ,KM4控制其正、反转。FU1对电路进行短路保护，FR1、FR2 , FR3分别对M1、M2, M3进行过载保护。因砂轮升降电动机短时运行，所以不设置过载保护。
上一页
下一页
返回
知识训练
(2)控制电路分析。合上电源开关CS1，电压继电器KV线圈得电，其常开触点闭合，可进行操作。
①液压泵电动机M1控制。按下启动按钮SB3 , KM1得电吸合自锁，M1启动。按下停止按钮SB2 , KMl失电释放，M1停转。
②砂轮电动机M2的控制。按下启动按钮SBS , KM2得电吸合自锁，M2启动。按下停止按钮SB4, KM2失电释放，M2停转。
③冷却泵电动机控制。冷却泵电动机是通过插销XS2与接触器KM2主触点相连，因此M3是与砂轮电动机M2联动控制，按下SBS时M3与M2同时启动，按下SB4时同时停止FR2与FR3的常闭触点串联在KM2线圈回路中，M2, M3中任一台过载时，相应的热继电器动作，都将使KM2线圈失电，M2, M3同时停止。
上一页
下一页
返回
知识训练
④砂轮箱升降电动机控制。砂轮箱升降采用点动控制。按下SB6 , KM3得电吸合，M4启动正转，砂轮箱上升，当砂轮箱上升到预定位置时，松开SB6 , KM3失电，M4停转，上升过程结束。按下SB7 , KM4得电吸合，M4启动反转，砂轮箱下降，当砂轮下降到预定位置时，松开SB7，下降结束。
(3)电磁吸盘控制电路。SB8, SB9, SB 10和KMS , KM6组成电磁吸盘控制电路，其原理与M7130型电磁吸盘电路的工作原理相同。
上一页
返回
技能训练
技能训练一M7130型卧轴矩台平面磨床的操作
(1)深入现场，充分了解M7130型卧轴矩台平面磨床的结构、操作和工作过程。了解M7130卧轴矩台平面磨床对拖动和控制的要求。
(2)分析主电路、控制电路、辅助电路及保护环节等，熟悉每个电器元件的作用。
(3)认真观察电器元件的布局，每个电器元件的安装位置，安装和接线方法，画出电器布置图和电气安装接线图。
下一页
返回
技能训练
技能训练二M7130型卧轴矩台平面磨床电气控制线路的检修
一、训练目的
掌握M7130型卧轴矩台平面磨床电气控制线路的故障分析和检修方法。
二、训练器材
(1)工具:电工绝缘鞋、低压验电笔、电工尖嘴钳、电工钢丝钳、平口及十字电工用
螺钉旋具、剥线钳、电工刀。
(2)仪表:万用表、兆欧表、钳形电流表
三、训练步骤
上一页
下一页
返回
技能训练
(1)参照电气原理图、电器位置图和机床接线图，熟悉电器元件的分布位置和走线情况。
(2)在教师的指导下对M7130型卧轴矩台平面磨床进行操作，了解磨床的各种工作状态及操作方法。
(3)检修步骤如下:
①用通电试验法观察故障现象。
②根据故障现象，依据电路图用逻辑分析法确定故障范围。
③采取正确的检查方法查找故障点，并排查故障。
④检修完毕进行通电试验，并做好维修记录。
上一页
下一页
返回
技能训练
四、注意事项
(1)熟悉M7130型卧轴矩台平面磨床电气控制线路的基本环节及控制要求。
(2)检修所有工具、仪表，应符合使用要求。
(3)排查故障时，必须修复故障点，但不得用元件替换法。
(4)检修时严禁扩大故障范围而产生新的故障。
(5)带电检修时要注意安全，必须有指导教师进行现场监护。
(6)检修完毕后进行通电试验，并将故障排查过程填入表3-1中。
上一页
返回
知识拓展
其他类型的继电器
一、固态继电器
固态继电器(SSR)是采用固体半导体元件组装而成的一种新颖的无触点开关。由于它的接通和断开没有机械接触，因此具有开关速度快、工作频率高、重量轻、使用寿命长、噪声低和动作可靠等优点，不仅在许多自动化装置中代替了常规电磁式继电器，而且还广泛应用于数字程控装置、调温装置、数据处理系统及计算机输入/输出接口等电路，尤其适用于动作频繁、防爆耐潮和耐腐蚀等特殊场合。
下一页
返回
知识拓展
固态继电器是四端器件，有两个输入端、两个输出端，中间采用光电器件，以实现输入与输出之间的电气隔离。常见固态继电器外形如图3-7所示。
按负载电源类型分类，固态继电器可分为交流型固态继电器(AC一SSR)和直流型固态继电器(DC-SSR)两种。交流型以双向可控硅作为开关元件，而直流型一般以功率晶体管作为开关元件，分别用来接通或关断交流或直流负载电源。交流型固态继电器按输入、输出之间的隔离形式可分为光藕合隔离和磁隔离型，以控制触发的信号可分为过零型和非过零型，有源触发型和无源触发型。
上一页
下一页
返回
知识拓展
若以安装形式来分类，固态继电器又可分为装配型固态继电器、焊接型固态继电器和插座型固态继电器。
图3-8所示为光藕合式交流固态继电器的原理图。固态继电器包括输入电路、驱动电路和输出电路3个部分，其工作原理为:当无信号输入时，发光二极管VD2不发光，光敏三极管V1截止，三极管V2导通，晶闸管VT1控制门极被钳在低电位而关断，双向晶闸管VT2无触发脉冲，固态继电器两个输出端处于断开状态。
上一页
下一页
返回
知识拓展
当在该电路的输入端输入很小的信号电压，就可以使发光二极管VD2导通发光，光敏三极管V1导通，三极管V2截止。VT1控制门极为高电位，VT1导通，双向晶闸管VT2可以经R8、R9、VD3、 VD4、VD5、VD6、VT1对称电路获得正、负两个半周的触发信号，保持两个输出端处于接通状态。
固态继电器的输入电压、电流均不大，但能控制强电压、大电流。它与晶体管、TTL/CMOS电子线路有较好的兼容性，可直接与弱电控制回路(如计算机接口电路)连接。
上一页
下一页
返回
知识拓展
固态继电器使用时要注意以下事项:
(1)选择固态继电器时应根据负载类型来确定，并且要采用有效的过压吸收保护(2)过电流保护应采用专门保护半导体器件的熔断器或动作时间小于10 ms的自动开关。
二、温度继电器
在温度自动控制或报警装置中，常采用带电触点的汞温度计或热敏电阻、热电偶等制成的各种形式的温度继电器，如图3-9所示。
上一页
下一页
返回
知识拓展
温度继电器大体上有两种类型，一种是双金属片式温度继电器，另一种是热敏电阻式温度继电器。双金属片式温度继电器的工作原理与热继电器相似，在此不再重复。热敏电阻式温度继电器的外形同一般晶体管式时间继电器相似，但作为温度检测元件的热敏电阻不装在继电器中，而是装在电动机定子槽内或绕组的端部。热敏电阻是一种半导体器件，根据材料性质可分为正温度系数和负温度系数两种热敏电阻。正温度系数热敏电阻因为具有开关特性明显、电阻温度系数大、体积小、灵敏度高等优点而得到广泛应用和迅速发展。
上一页
下一页
返回
知识拓展
没有电源变压器的正温度系数热敏电阻式温度继电器电路如图3-10所示。图中RT是表示各绕组内埋设的热敏电阻串联后的总电阻，它同电阻R3、R4、R6构成一电桥。由晶体管V1、V2构成的开关接在电桥的对角线上。当温度在65℃以下时，RT大体为一恒值且比较小，电桥处于平衡状态，V1及V2截止，晶闸管VS不导通，执行继电器KA不动作。当温度上升到动作温度时，RT阻值剧增，电桥出现不平衡状态而使V1及V2导通，晶闸管VS获得门极触发电流而导通，执行继电器KA线圈有电而使衔铁吸合，其常闭触点分断接触器线圈从而使电动机断电，实现了电动机的过热保护。当电动机温度下降至返回温度时，RT阻值锐减，电桥恢复平衡，使VS关断，执行继电器线圈断电而使衔铁释放。
上一页
下一页
返回
知识拓展
温度继电器的触点在电路图中的图形符号与电压或电流继电器相同，只是在符号旁标注字母“ ”即可。
三、压力继电器
压力继电器通过检测液压或气压的变化，发出动作信号，控制电动机的启停，从而起到保护作用，广泛应用于各种液压和气压控制系统中。常见压力继电器外形如图3-11所示。
上一页
下一页
返回
知识拓展
压力继电器结构如图3-12所示。它由微动开关、给定装置、压力传送装置及继电器外壳等几部分组成，给定装置包括给定螺帽平衡弹簧3等，压力传送装置包括入油口管道接头5、橡皮膜4及滑杆2等。当用于机床润滑油泵的控制时，润滑油经管道接头入油口管道接头5进入油管，将压力传送给橡皮膜4，当油管内的压力达到某给定值时，橡皮膜4便受力向上凸起，推动滑杆2向上，压合微动开关，发出控制信号。旋转给定螺帽平衡弹簧3上面的给定螺帽，便可调节弹簧的松紧程度，改变动作压力的大小，以适应控制系统的需要。
上一页
下一页
返回
知识拓展
四、干簧继电器
干簧继电器是近年来发展起来的一种新型密封触点的继电器。由于其结构小巧，具备快速动作、高度灵敏、稳定可靠和功率消耗低等优点，近年来得到广泛应用。
干簧继电器是利用磁场作用来驱动继电器触头动作的，其主要部件是铁镍合金制成的干簧片，它既能导磁又能导电，兼有普通电磁继电器的触点和磁路系统的双重作用。干簧片装在密封的玻璃管内，管内允有纯净干燥的惰性气体，以防止触点表面氧化。为了提高触点的可靠性和减小接触电阻，通常在干簧片的触点表面镀有磁性。在干簧管外面套一励磁线圈就构成一只完整的干簧继电器。
上一页
下一页
返回
知识拓展
图3-13所示为干簧继电器的结构原理，其中图3-13 ( a)是利用线圈内磁场来驱动继电器动作的。在磁场作用下，干簧管中的两根簧片分别被磁化，它们相互吸引而闭合，接通电路。当切断线圈电流时，磁场消失后，簧片靠本身的弹性分开，使触点断开 除了可以用通电线圈来作为干簧片的励磁之外，还可以直接用一块永久磁铁靠近干簧片来励磁，图3-13(b)就是利用外磁场来驱动继电器动作。当永久磁铁靠近干簧片时，触点同样也被磁化而闭合，当永久磁铁离开干簧片时，触点断开。
上一页
下一页
返回
知识拓展
干簧继电器有以下特点:
(1)接触点与空气隔绝，有效地防止了老化、污染等侵蚀
(2)动作速度快，一般吸合与释放时间均在0.5~2 ms以内，比一般继电器快5~10倍。
(3)触点采用金、把的合金镀层，接触电阻稳定，寿命长，一般可达107次。
(4)与永久磁铁配合使用方便、灵活。可与晶体管电器配套使用，这就大大扩展了应用范围。
上一页
下一页
返回
知识拓展
(5)使用维修方便，价格便宜。
(6)承受电压低，通常不超过250 V。
(7)切换容量低，过载能力差，易产生冷汗现象。
(8)簧片易颤动，冲击性能差。
五、光电继电器
光电继电器是利用光电元件把光信号转换成电信号的光电器材，广泛用于计数、测量和控制等方面。光电继电器分亮通和暗通两种电路，亮通是指光电元件受到光照射时继电器KA吸合，暗通是指光电元件无光照射时继电器KA吸合。图3-14所示为光电继电器外形。
上一页
下一页
返回
知识拓展
图3-15所示为JG-D型光电继电器原理。此电路属亮通电路，适用于自动控制系统中，指示工件是否存在或所在位置。发光头EL与接收头VT1的最大距离可达50 m。
电路的工作原理如下:
220 V交流电源经变压器T降压、二极管VD1整流、电容器C滤波后作为继电器的直流电源。T的副边另一组6V交流电源给发光头EL供电。
上一页
下一页
返回
知识拓展
晶体管VT2, VT3组成射级藕合双稳态触发器。在光线没有照射到接收头光敏晶体管VT1时，VT2基极为低电位而导通，VT3基极为低电位截止，此时继电器KA不得电。当光照射到VT1上时，VT2基极变为高电位截止，VT3基极为高电位导通，KA得电吸合，准确地反映了被测物是否存在
光电继电器安装、使用时，应防止振动，并且避免阳光、灯光等其他光线的干扰。
上一页
返回
图3-1电流继电器外形及图形符号
(a)电流继电器外形;(b)过电流继电器符号;(c)欠电流继电器符号
返回
图3-2卧轴矩台平面磨床外形图
1-床身;2-工作台;3-电磁吸盘;4-砂轮箱; 5-砂轮箱横向移动手轮;6-滑座;7-立柱;8-工作台换向掩块;9-工作台往复运动换向手柄;
10-活塞杆; 11-砂轮箱垂直进刀手轮
返回
图3-3矩形工作台平面磨床工作图
1-砂轮;2-主运动;3-纵向进给运动;4-工作台;
5-横向进给运动;6-垂直进给运动
返回
图3-4 M7130型卧轴矩台平面磨床控制电路
返回
图3-5电磁吸盘工作原理
1-钢制吸盘体;2-线圈;3-钢制盖板;
4-隔磁层;5-工件
返回
图3-6 M7120型平面磨床电气控制线路
返回
表3-1故障排查记录表
返回
图3-7常见固态继电器外形
返回
图3-8光耦合式交流固态继电器的原理
返回
图3-9温度继电器外形
返回
图3-10热敏电阻式温度继电器电路
返回
图3-11压力继电器外形
返回
图3-12压力继电器结构
1-微动开关;2-滑杆;3-给定螺帽平衡弹簧;
4-橡皮膜;5-人油目管道接头
返回
图3-13干簧继电器的结构原理
返回
图3-14光电继电器外形
返回
图3-15 JG-D型光电继电器电原理
返回

展开更多......

收起↑