发布时间 : 星期日 文章电气控制系统设计课后答案更新完毕开始阅读615ffe59852458fb770b56a7
第4章 典型电气控制系统分析
习题与思考题
4－1说明机床电气原理图分析的基本方法与步骤。 【参考答案】
1、电气控制系统分析的方法
对生产设备电气控制系统进行分析时，首先需要对设备整体有所了解，在此基础上，才能有效地针对设备的控制要求，分析电气控制系统的组成与功能。
设备整体分析包括如下三个方面：
（1）机械设备概况调查。通过阅读生产机械设备的有关技术资料，了解设备的基本结构及工作原理、设备的传动系统类型及驱动方式、主要技术性能和规格、运动要求等。
（2）电气控制系统及电气元件的状况分析。明确电动机的用途、型号规格以及控制要求，了解各种电器的工作原理、控制作用及功能。
（3）机械系统与电气控制系统的关系分析。明确机械系统与电气系统之间的联接关系，即信息采集传递和运动输出的形式和方法。
2、分析电气控制系统的步骤 （1）设备运动分析。
分析生产工艺要求的各种运动及其实现方法，对有液压驱动的设备要进行液压系统工作状态分析。
(2）主电路分析。
确定动力电路中用电设备的数目、接线状况及控制要求，控制执行件的设置及动作要求，包括交流接触器主触点的位置，各组主触点分、合的动作要求，限流电阻的接入和短接等。
(3）辅助电路分析。
分析各种控制功能实现的方法及其电路工作原理和特点。经过“化整为零”，分析每一个局部电路的工作原理以及各部分之间的控制关系之后，还必须“集零为整”，统观整个电路的保护环节以及电气原理图中其他辅助电路（如检测、信号指示、照明等电路）。检查整个控制线路，看是否有遗漏，特别要从整体角度，进一步检查和理解各控制环节之间的联系，理解电路中每个元件所起的作用。
4－2试述车床主轴正反转控制与铣床主轴正反转控制有何不同。 【参考答案】
（1）车床主轴正反转控制
车床主轴的正反转是通过主电动机的正反转来实现的，即通过控制正转接触器KM1、反转接触器KM2实现。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，而启动时负载很小，因此启动电流并不很大，在非频繁点动的情况下，仍可采用全压直接起动。
（2）铣床主轴正反转控制
由于大多数情况下一批或多批工件只用一种铣削方式，并不需要经常改变电动机转向，即铣床是以顺铣方式加工还是逆铣方式加工，开始工作前已选定，在加工过程中是不改变的，
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因此可用电源相序转换开关实现主轴电动机的正反转控制，简化了电路。对于卧式万能升降台铣床，其主电动机M1的正反转通过组合开关手动切换，交流接触器KM1的主触点只控制电源的接入与切除。
4－3 试述C650车床主电动机的制动过程。 【参考答案】
图4-1为主电动机反接制动的局部控制电路。
（a）主电路 （b）控制电路 图4-1 C650车床主电动机M1的控制电路
C650车床停车时采用反接制动方式，用速度继电器BS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。
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BS的动合触点BS-2闭合。当按下总停止按钮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，BS-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→BTE1→KA动断触点→BS-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，BS-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BS-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。
4－4在C650车床电气控制线路中，可以用KM3的辅助触点替代KA的触点吗？为什么？
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【参考答案】
在C650车床电气控制线路中，可以用KM3的辅助触点替代KA的触点。
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。只要KM3的辅助触点数量满足要求，可以代替KA的触点。
4－5 X62W万能铣床电气控制线路中设置主轴及进给瞬时点动控制环节的作用是什么？请简述主轴变速时瞬时点动控制的工作原理。 【参考答案】
1、轴及进给瞬时点动控制环节的作用
铣床主轴的变速由机械系统完成，在变速过程中，当选定啮合的齿轮没能进入正常啮合时，要求电动机能点动至合适的位置，保证齿轮正常啮合。
与主轴变速类似，水平工作台变速同样由机械系统完成。为了使变速时齿轮易于啮合，进给电动机M3控制电路中也设置了点动控制环节。
2、主轴变速时瞬时点动控制的工作原理
图4-2 X62W万能铣床电气控制线路
主轴变速时瞬时点动控制过程如下：
实现瞬时点动是由复位手柄与行程开关SQ7共同控制的。当变速手柄复位时，在推进的过程中会压动瞬时点动行程开关SQ7，使其动断触点先断开，切断KM1线圈电路的自锁；SQ7的动合触点闭合，使接触器 KM1线圈得电，主轴电动机M1转动。变速手柄复位后，行程开关SQ7被释放，因此电动机M1断电。此时并未采取制动措施，电动机M1产生一个冲动齿轮系统的力，使齿轮系统微动，保证了齿轮的顺利啮合。
在变速操作时要注意，手柄复位要求迅速、连续，一次不到位应立即拉出，以免行程开关SQ7没能及时松开，使电动机转速上升，在齿轮未啮合好的情况下打坏齿轮。一次瞬时点动不能实现齿轮良好的啮合时，应立即拉出复位手柄，重新进行复位瞬时点动的操作，直至完全复位，齿轮正常啮合工作。
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4－6 X62W万能铣床是如何实现水平工作台各方向进给联锁控制的？ 【参考答案】
X62W万能铣床是如何实现水平工作台的操作手柄如图4-3所示。 工作台控制电路图如图4-4所示。
图4-3 水平工作台的操作手柄
图4-4 工作台控制电路图
水平工作台横向和垂直进给运动的选择和联锁通过十字复合手柄和行程开关SQ3、SQ4联合控制，该十字复合手柄有上、下、前、后四个工作位置和一个中间不工作位置。当操作手柄向下或向前扳动时，通过联动机构将控制垂直或横向运动方向的机械离合器合上，即可接通该运动方向的机械传动链。同时压动行程开关SQ3，使SQ3动合触点SQ3－1闭合，动断触点SQ3－2断开，于是接通进给电动机M3正转接触器KM2线圈电路，其主触点闭合，M3正转，驱动工作台向下或向前移动进给。KM2线圈通电的电流通路仍从KM1辅助动合触点开始，电流经SA1－3→SQ2－2→SQ1－2→SA1－1→SQ3－1→KM3辅助动断触点到KM2线圈。上述电流通路中的动断触点SQ2－2和SQ1－2用于工作台前后及上下移动同左右移动之间的联锁控制。
当十字复合操作手柄向上或向后扳动时，将压动行程开关SQ4，使得控制进给电动机
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