C650型卧式车床电气控制系统分析

C650卧式车床的电气控制系统如图3-3所示，图中所用的电气元件与功能说明见表3-1。

图3-3 C650型车床的电气控制原理图

表3-1 电气元件符号及功能说明表

1.主电路分析

车床的电源采用三相380V交流电源，由隔离开关QS引入，主电路中包含三台电动机的驱动电路。主电动机M1电路分为三部分：交流接触器KM1、KM2的主触点分别控制主电动机M1的正转和反转；交流接触器KM3的主触点用于控制限流电阻R的接入与切除，在主轴点动调整时，R的串入可限制起动电流；电流表PA用来监视主电动机M1的绕组电流，由于M1功率很大，所以电流表PA接入电流互感器TA回路。机床工作时，可调整切削用量，使电流表PA的电流接近主电动机M1额定电流值（经TA后减小了的电流值），以便提高生产率和充分利用电动机的潜力。为防止在主电动机起动时对电流表造成冲击损坏，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时，KT线圈通电，当延时时间未到时，电流表PA就被KT延时动断触点短路，延时结束才会有电流通过。速度继电器SR的速度检测部分与主电动机的输出轴相连，在反接制动时依靠它及时切断反相序电源。

冷却泵电动机M2的起动与停止由接触器KM4的主触点控制，快速移动电动机M3由接触器KM5控制。

为保证主电路的正常运行，分别由熔断器FU1、FU4、FU5对电动机M1、M2、M3实现短路保护，由热继电器FR1、FR2对M1和M2进行过载保护，快速移动电动机M3由于是短时工作制，所以不需要过载保护。

2.控制电路分析

控制电路因电气元件很多，故通过控制变压器TC同三相电网进行电气隔离，从而提高了操作和维修时的安全性，其所需的110V交流电源也由控制变压器TC提供，由FU3作短路保护。按照“化整为零”方法进行分析，控制电路可划分为主电动机M1、冷却泵电动机M2及快移电动机M3的三部分控制电路。主电动机M1控制电路较复杂，因而还可进一步对其控制电路进行划分，下面对各局部控制电路逐一进行分析。

（1）主电动机的点动调整控制

由图3-4a可知，当按下点动按钮SB2时，接触器KM1线圈通电，其主触点闭合，由于KM3线圈并没接通，因此电流必须经限流电阻R进入主电动机，从而减小了起动电流，此时电动机M1正向直接起动。KM3线圈未得电，其辅助动合触点不闭合，中间继电器KA不工作，所以虽然KM1的辅助动合触点已闭合，但不自锁。因而松开SB2后，KM1线圈立即断电，主电动机M1停转。这样就实现了主电动机的点动控制。

（2）主电动机的正反转控制

车床主轴的正反转是通过主电动机的正反转来实现的，主电动机M1的额定功率为30kW，但只是车削加工时消耗功率较大，而起动时负载很小，因此起动电流并不很大，在非频繁点动的一般工作时，仍可采用全压直接起动。(www.xing528.com)

分析图3-4a，当按下正向起动按钮SB3时，交流接触器KM3线圈和通电延时时间继电器KT线圈同时得电。KT通电，其位于M1主电路中的延时动断触点短接电流表PA，延时断开后，电流表接入电路正常工作，从而使其免受起动电流的冲击；KM3通电，其主触点闭合，短接限流电阻R，辅助动合触点闭合，使得KA线圈得电。KA动断触点断开，分断反接制动电路；动合触点闭合，一方面使得KM3在SB3松手后仍保持通电，进而KA也保持通电，另一方面使得KM1线圈通电并形成自锁，KM1主触点闭合，此时主电动机M1正向直接起动。

SB4为反向起动按钮，反向直接起动过程同正向类似，不再赘述。

（3）主电动机的反接制动控制

图3-4b为主电动机反接制动的局部控制电路。C650车床停车时采用反接制动方式，用速度继电器SR进行检测和控制，下面以正转状态下的反接制动为例说明电路的工作过程。

图3-4 主电动机M1的控制电路

当主电动机M1正转运行时，由速度继电器工作原理可知，此时SR的动合触点SR-2闭合。当按下总停按钮SB1后，原来通电的KM1、KM3、KT和KA线圈全部断电，它们的所有触点均被释放而复位。当松开SB1后，由于主电动机的惯性转速仍很大，SR-2的动合触点继续保持闭合状态，使反转接触器KM2线圈立即通电，其电流通路是：SB1→FR1→KA动断触点→SR-2→KM1动断触点→KM2线圈。这样主电动机M1开始反接制动，反向电磁转矩将平衡正向惯性转动转矩，电动机正向转速很快降下来。当转速接近于零时，SR-2动合触点复位断开，从而切断了KM2线圈通路，至此正向反接制动结束。反转时的反接制动过程与上述过程类似，只是在此过程中起作用的为速度继电器的SR-1动合触点。

反接制动过程中由于KM3线圈未得电，因此限流电阻R被接入主电动机主电路，以限制反接制动电流。

通过对主电动机控制电路的分析，我们看到中间继电器KA在电路中起着扩展接触器KM3触点的作用。

（4）冷却泵电动机的控制

冷却泵电动机M2的起停按钮分别为SB6和SB5，通过它们控制接触器KM4线圈的得电与断电，从而实现对冷却泵电动机M2的长动控制。它是一个典型的电动机直接起动控制环节。

（5）刀架的快速移动

转动刀架手柄，行程开关SQ被压，其动合触点闭合，使得接触器KM5线圈通电，KM5主触点闭合，快速移动电动机M3就起动运转，其输出动力经传动系统最终驱动溜板箱带动刀架做快速移动。当刀架手柄复位时，M3立即停转。该控制电路为典型的电动机点动控制。

另由图3-3所示的卧式车床电气控制系统可知，控制变压器TC的二次侧还有一路电压为36V（安全电压），提供给车床照明电路。当开关SA闭合时，照明灯EL点亮；开关SA断开时，EL就熄灭。