控制线路应用示例：正、反转控制与寄生回路排除

控制线路设计的一般原则:控制线路的设计应在充分满足电气控制要求的前提下,力求工作可靠,动作准确,结构简单,操作、安装、调整和检修方便,以及能防止事故发生,实现必要的保护。下面就控制线路设计的具体问题加以说明。

1.线路结构简单

图7-17(a)是不合理的,应改成图7-17(b)的接法。在图7-17(a)中,对整个接触器来说,要引出四条线;而图7-17(b)只需从接触器引出三条线就可以了。因为,辅助触点与线圈的一端可先作内部连接后,再把公共点引出来。

图7-17　控制线路

2.控制的可靠性

(1)交流接触器和继电器的线圈不允许串联使用,因为交流接触器和继电器的线圈感抗取决于衔铁的吸合间隙。因此,即使两个型号相同的电器,当衔铁吸合间隙不同时,它们线圈上的分压就会不相同。如图7-18(a)所示的接法是错误的,要改成图7-18(b)的接法。

图7-18　两个接触器的同时使用

(2)控制电器的线圈要统一接在电源的同一端,如图7-19所示。这样接线的好处是使同一电器的各触点接到同一电源端或等电位的线路上。当各触点发生短路时,不致引起电源短路和避免烧毁触点。

(3)尽量减少被控制电路接通时所经历的触点数。如图7-20(a)所示,继电器K3是在K、K1和K2相继动作后接通。如改为图7-20(b),每个继电器的接通则只需经过一个触点,工作就较为可靠了。

图7-19　控制电器的布置

图7-20　触点的合理布置

3.控制的灵活性

可以在两处或两处以上的地点进行控制。如图7-21所示,装置在各地点的启动按钮并联连接,而各地点的停止按钮串联连接。

图7-21　多点控制电路

图7-22　有寄生回路的控制电路

4.正常工作和发生事故时线路动作的准确性

控制线路应保证没有“寄生回路”,以防止损坏电器或线路的正常工作。图7-22是具有指示灯和过载保护的电动机正、反转控制电路。电路正常工作时,完成正、反转启动和停车是没有问题的。但在电动机正转(或反转)过载时,便不能准确动作了。因为当过载一段时间后,热继电器的常闭触点KH虽断开,但这时图中虚线所示“寄生回路”仍能使电流形成通路,接触器1KM未必能释放,电动机也就不停车,电路得不到保护。

我们学习了电力拖动系统中的常用控制电器、基本控制线路和控制方法,它们是构成各种自动控制线路的基础。下面就几个典型线路进行分析。(www.xing528.com)

1.C620车床的自动控制线路

我国大量生产的C620车床是典型的普通小型车床。它由主轴电动机传动,主轴通过摩擦离合器实现正反向旋转。为了节省辅助工时,又增加了一台刀架快速移动电动机,其自动控制线路如图7-23所示。

图7-23　C620车床的电气控制线路

将组合开关1QS转到接通位置即可准备工作。按SB后,接触器KM通电动作,主轴电动机1M启动运行。冷却泵电动机2M通过组合开关2QS能单独操纵将其接入或切除。

线路中的行程开关1ST(与离合器联动)和时间继电器KT组成空载限时器电路,其工作原理是:当主轴离合器处于断开位置时(此时主轴电动机仍转动),行程开关1ST被压合,接通时间继电器KT的线圈回路,开始延时。如果电动机空载运行超过限定时间,KT的延时常闭触点分断,从而断开接触器KM的控制电路,使车床停止工作。时间继电器的延时应该整定得经济合理,即重新启动所耗能一定要比空载运行时更经济。

转动平行于光杠的拉杆时,压合行程开关2ST,接触器KMa通电动作,启动快速移动电动机3M,实现刀架快速移动。

车床的照明是通过照明变压器TL供给36 V安全电压,照明灯EL由开关Q控制。

2.X53T立式铣床升降的控制线路

国产立式升降台铣床,可以进行平面、斜面、沟槽和齿轮等多种铣削工作。图7-24是这台铣床的电气原理图,各线路环节的工作原理简述如下。

(1)主轴控制。主轴电机采用Y—△启动,能耗制动,而且主轴可以正反转。

图7-24　X53T立式升降台铣床的电气控制线路

1)转向选择。图7-24中的QS是鼓形转换开关,即作为电源引入开关,又作为转向选择开关,它有倒、停、顺三个位置,置于“倒”或“顺”时,引入电动机的相序不同,从而使主轴电机改变转向。

当QS按所需转向接通后,控制润滑泵电机4M的中间继电器KA通电动作,润滑泵供油,保证主轴旋转前使机床各部分得到充分润滑。

2)启动。按下启动按钮1SB或2SB,接触器1KM通电动作并自锁;与此同时,接触器2KM和时间继电器KT也通电。接触器2KM是经过时间继电器KT的延时常闭触点而接通的。

1KM和2KM通电动作,使主轴电机接成星形启动。经过2～3s(启动过程)的时间延迟,时间继电器的延时常闭触点分断,2KM失电;而时间继电器的延时常开触点闭合,3KM通电动作,主轴电机接成三角形运转。

3)制动。按下停车按钮1SBS或2SBS,1KM、3KM失电复位,同时1SBS或2SBS的常开触点闭合使接触器4KM通电动作,而4KM的常开触点闭合后使2KM通电动作。这时直流电流(由变压器TR和桥式整流器UR供给)流入电机定子绕组,主轴电机进行能耗制动。待完全停车后松放按钮,制动完毕。

4)变速时的点动。按下3SB,1KM、KT、2KM通电,电动机接成星形点动。这时使变速齿轮“瞬间”转动一下,以使变速齿轮易于啮合。

(2)进给运动的控制。进给方向(纵向、横向、升降)和变速(快速、慢速)由操纵手柄控制,主要是采用机械的(手柄连动机构)方法。

当进给变速手柄置于某位置时,相应的丝杠和齿轮啮合,使工作台在相应的方向上按要求的速度移动。

电气上仅控制进给电动机2M的正、反转。当操纵手柄置于不同位置时,进给控制开关2SA相应的触点闭合,使接触器5KM或6KM通电动作,从而控制进给电机2M的正转或反转。在慢速工作进给时,应先启动主轴,然后才能产生进给运动,以防工件与铣刀相撞。这是由电气上的联锁控制来保证的。由图7-24可见,慢速进给的触点2SA—2和2SA—3接在接触器3KM常开触点(23-24)的后面,从而保证了只有主轴启动才有进给运动。快速进给的触点2SA—1和2SA—4通过按钮4SBT的常闭触点直接与电源相连,所以工作台在主轴不转的情况下进行快速移动。

4SB是进给变速点动按钮。1ST～6ST是3个运动方向上6个限位的终端保护开关。