機床主軸反接制動線路的安裝與檢修

1、機床主軸反接制動線路的安裝與檢修任務任務2 掌握機床主軸反接制動控制線路的構成及各主要元件的作用。理解機床主軸反接制動控制線路的工作原理。 能獨立完成機床主軸反接制動線路的安裝。能按規(guī)定進行通電試車，并能夠?qū)€路出現(xiàn)的故障進行檢修。n在電動機的制動方式中，機械制動雖然制動迅速且制動力強勁，定位準確，制動效果較好，但是，在制動的過程中會產(chǎn)生較大的制動沖擊，對設備、結構等損傷較大，特別是在需要制動后能調(diào)整工件位置的機床設備中不適合使用。本任務通過電氣制動中的反接制動控制電路實現(xiàn)對機床主軸電動機實現(xiàn)精確制動控制，并學習本線路的安裝與檢修。反接制動是電動機電氣制動的一種制動方式，按反接制動是電動機電氣

2、制動的一種制動方式，按其制動原理的不同可以分為兩種：電源反接制動其制動原理的不同可以分為兩種：電源反接制動和倒拉反接制動。和倒拉反接制動。 電源反接制動常用在運行機電源反接制動常用在運行機構上，倒拉反接制動常用在起升機構上。構上，倒拉反接制動常用在起升機構上。電源反接制動電源反接制動 ：一般的電動機在停機后，因轉(zhuǎn)子的機械慣性仍會繼續(xù)一般的電動機在停機后，因轉(zhuǎn)子的機械慣性仍會繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，若此時和控制電動機反轉(zhuǎn)一樣改變電動機定子旋轉(zhuǎn)，若此時和控制電動機反轉(zhuǎn)一樣改變電動機定子繞組的電源相序，電動機的旋轉(zhuǎn)磁場隨即方向，在轉(zhuǎn)繞組的電源相序，電動機的旋轉(zhuǎn)磁場隨即方向，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩亦隨之變?yōu)榉聪?，?/p>

3、為制動轉(zhuǎn)矩，子上產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩亦隨之變?yōu)榉聪?，成為制動轉(zhuǎn)矩，使電動機快速停轉(zhuǎn)的方法，這就是電源反接制動，如使電動機快速停轉(zhuǎn)的方法，這就是電源反接制動，如圖圖5.2.1所示。所示。 電源反接制動注意事項：電源反接制動注意事項：1）由于電源反接制動在開始制動的瞬間，轉(zhuǎn)差率）由于電源反接制動在開始制動的瞬間，轉(zhuǎn)差率S1，電動機的轉(zhuǎn)子電流比起動時還要大，為了限制電流的沖電動機的轉(zhuǎn)子電流比起動時還要大，為了限制電流的沖擊，在主電路中需串入限流電阻擊，在主電路中需串入限流電阻R。10kW以上電動機的以上電動機的定子電路中串入對稱電阻或不對稱電阻，稱為制動電阻。定子電路中串入對稱電阻或不對稱電阻，稱為制動電

4、阻。以限制制動電流和減少制動沖擊力。以限制制動電流和減少制動沖擊力。2）反接制動時，當電動機的轉(zhuǎn)速接近于零時應及時切斷）反接制動時，當電動機的轉(zhuǎn)速接近于零時應及時切斷電源，否則電機將反轉(zhuǎn)，此控制要求在實際中可由速度電源，否則電機將反轉(zhuǎn)，此控制要求在實際中可由速度繼電器實現(xiàn)。繼電器實現(xiàn)。 設備簡單，制動力矩較大，沖擊強烈，設備簡單，制動力矩較大，沖擊強烈，制動迅速，準確度不高。主要適用場合：制動迅速，準確度不高。主要適用場合：要求制動迅速，制動不頻繁（如各種機要求制動迅速，制動不頻繁（如各種機床的主軸制動）的場合。床的主軸制動）的場合。特點：特點： 當電動機被過重的負載倒拉；或把正在正向運當電動

5、機被過重的負載倒拉；或把正在正向運行的電動機換接成逆向運行時，電動機的電磁行的電動機換接成逆向運行時，電動機的電磁力矩成為制動轉(zhuǎn)矩，此時，電動機也會工作在力矩成為制動轉(zhuǎn)矩，此時，電動機也會工作在反接制動的狀態(tài)，這就是倒拉反接制動。在實反接制動的狀態(tài)，這就是倒拉反接制動。在實際當中，倒拉反接制動常出現(xiàn)于起重機的重載際當中，倒拉反接制動常出現(xiàn)于起重機的重載慢速、中速下降的過程中。慢速、中速下降的過程中。倒拉反接制動：倒拉反接制動： 速度繼電器（轉(zhuǎn)速繼電器）是一種轉(zhuǎn)速達到規(guī)速度繼電器（轉(zhuǎn)速繼電器）是一種轉(zhuǎn)速達到規(guī)定值時其觸點會動作的繼電器，主要應用在電定值時其觸點會動作的繼電器，主要應用在電動機反接

6、制動的控制線路中，當電動機反接制動機反接制動的控制線路中，當電動機反接制動的轉(zhuǎn)速下降到接近于零時，可以起到自動切動的轉(zhuǎn)速下降到接近于零時，可以起到自動切斷電源的作用，有效避免電動機反轉(zhuǎn)，故又稱斷電源的作用，有效避免電動機反轉(zhuǎn)，故又稱反接制動繼電器。它的主要結構是由轉(zhuǎn)子、定反接制動繼電器。它的主要結構是由轉(zhuǎn)子、定子及觸點系統(tǒng)三部分組成，如圖子及觸點系統(tǒng)三部分組成，如圖5.2.2所示，所示，（a）為實物外觀圖，（）為實物外觀圖，（b）為內(nèi)部結構圖。）為內(nèi)部結構圖。 速度繼電器的轉(zhuǎn)子是一個永久磁鐵，與電動機或機械軸速度繼電器的轉(zhuǎn)子是一個永久磁鐵，與電動機或機械軸連接，可以隨著電動機旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子與

7、鼠籠轉(zhuǎn)子相連接，可以隨著電動機旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子與鼠籠轉(zhuǎn)子相似，內(nèi)有短路條，它也能圍繞著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。當轉(zhuǎn)子隨電似，內(nèi)有短路條，它也能圍繞著轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。當轉(zhuǎn)子隨電動機轉(zhuǎn)動時，它的磁場與定子短路條相切割，產(chǎn)生感應動機轉(zhuǎn)動時，它的磁場與定子短路條相切割，產(chǎn)生感應電動勢及感應電流，這與電動機的工作原理相同，故定電動勢及感應電流，這與電動機的工作原理相同，故定子會隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動起來。定子轉(zhuǎn)動時帶動杠桿，子會隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動起來。定子轉(zhuǎn)動時帶動杠桿，杠桿推動觸點，使之閉合與分斷。當電動機旋轉(zhuǎn)方向改杠桿推動觸點，使之閉合與分斷。當電動機旋轉(zhuǎn)方向改變時，繼電器的轉(zhuǎn)子與定子的轉(zhuǎn)向也改變，這時定子就變時，繼電

8、器的轉(zhuǎn)子與定子的轉(zhuǎn)向也改變，這時定子就可以觸動另外一組觸點，使之分斷與閉合。當電動機?？梢杂|動另外一組觸點，使之分斷與閉合。當電動機停止時，繼電器的觸點即恢復原來的靜止狀態(tài)。止時，繼電器的觸點即恢復原來的靜止狀態(tài)。 工作原理工作原理 ： 速度繼電器（轉(zhuǎn)速繼電器）是一種轉(zhuǎn)速達到規(guī)速度繼電器（轉(zhuǎn)速繼電器）是一種轉(zhuǎn)速達到規(guī)定值時其觸點會動作的繼電器，主要應用在電定值時其觸點會動作的繼電器，主要應用在電動機反接制動的控制線路中，當電動機反接制動機反接制動的控制線路中，當電動機反接制動的轉(zhuǎn)速下降到接近于零時，可以起到自動切動的轉(zhuǎn)速下降到接近于零時，可以起到自動切斷電源的作用，有效避免電動機反轉(zhuǎn)，故又稱斷

9、電源的作用，有效避免電動機反轉(zhuǎn)，故又稱反接制動繼電器。它的主要結構是由轉(zhuǎn)子、定反接制動繼電器。它的主要結構是由轉(zhuǎn)子、定子及觸點系統(tǒng)三部分組成，如圖子及觸點系統(tǒng)三部分組成，如圖5.2.2所示，所示，（a）為實物外觀圖，（）為實物外觀圖，（b）為內(nèi)部結構圖。）為內(nèi)部結構圖。 一 般 當 速 度 繼 電 器 轉(zhuǎn) 軸 的 轉(zhuǎn) 速 達 到 高 于一 般 當 速 度 繼 電 器 轉(zhuǎn) 軸 的 轉(zhuǎn) 速 達 到 高 于120r/min時，其觸點就會動作，而當其轉(zhuǎn)速低時，其觸點就會動作，而當其轉(zhuǎn)速低于于100r/min時，其觸點就會復位。時，其觸點就會復位。常見類型常見類型 ：常用的速度繼電器有常用的速度繼電器有

10、JY1型和型和JFZ0型兩種。其中，型兩種。其中，JY1型可在型可在7003600r/min范圍內(nèi)可靠地工作。范圍內(nèi)可靠地工作。 JFZ01型使用于型使用于3001000r/min；JFZ0-2型型適用于適用于10003600r/min。他們具有兩個常開。他們具有兩個常開觸點、兩個常閉觸點，觸電額定電壓為觸點、兩個常閉觸點，觸電額定電壓為380V，額定電流為額定電流為2A。一般速度繼電器的轉(zhuǎn)軸在。一般速度繼電器的轉(zhuǎn)軸在130r/min左右即能動作，在左右即能動作，在100r/min時觸頭即時觸頭即能恢復到正常位置?？梢酝ㄟ^螺釘?shù)恼{(diào)節(jié)來改能恢復到正常位置?？梢酝ㄟ^螺釘?shù)恼{(diào)節(jié)來改變速度繼電器動作的

11、轉(zhuǎn)速，以適應控制電路的變速度繼電器動作的轉(zhuǎn)速，以適應控制電路的要求。在要求。在X62W萬能銑床中選用的是萬能銑床中選用的是JY1型的型的速度繼電器。速度繼電器。電路符號電路符號 ：電路原理圖電路原理圖 ：工作過程工作過程 ：合上開關合上開關QS，接通電源。，接通電源。1單向起動運行單向起動運行按下起動按鈕按下起動按鈕SB2接觸器接觸器KMl通電通電電動機電動機M起動起動運行運行至電動機至電動機M轉(zhuǎn)速上升到一定值（轉(zhuǎn)速上升到一定值（150r/min）時時速度繼電器速度繼電器KS常開觸頭閉合，為制動做準備。常開觸頭閉合，為制動做準備。2反接制動控制反接制動控制按下按鈕按下按鈕SB1 SB1常閉觸點

12、先斷開常閉觸點先斷開 KM1 斷電斷電 KM2通電通電(SB1常開觸點閉合，常開觸點閉合，KS常開觸頭尚未常開觸頭尚未打開打開) 接觸器接觸器KM2主觸頭閉合，定子繞組串入限主觸頭閉合，定子繞組串入限流電阻流電阻R進行反接制動進行反接制動 至電動機至電動機M轉(zhuǎn)速下降到一轉(zhuǎn)速下降到一定值（定值（100r/min）時，）時，KS常開觸頭斷開常開觸頭斷開 KM2斷電，電動機制動結束。斷電，電動機制動結束。特點特點 ：優(yōu)點優(yōu)點制動能力強、制動迅速。制動能力強、制動迅速。缺點缺點制動準確性差；制動過程中沖擊力強，易損制動準確性差；制動過程中沖擊力強，易損壞傳動零件；制動能量消耗大，不宜經(jīng)常制動。壞傳動零

13、件；制動能量消耗大，不宜經(jīng)常制動。反接制動一般適用于制動要求迅速、系統(tǒng)慣性較大、反接制動一般適用于制動要求迅速、系統(tǒng)慣性較大、不經(jīng)常起動與制動的場合，如銑床、鏜床、中型車床。不經(jīng)常起動與制動的場合，如銑床、鏜床、中型車床。 使用場合使用場合 ：線路安裝1）工具：測電筆、螺釘旋具、尖嘴鉗、斜口鉗、剝線鉗等。2）儀表：MF47型萬用表3）器材：實訓用面板一塊。4）導線規(guī)格：動力電路采用BV1.5mm和BVR1.5mm（黑色）塑銅線；控制線路采用BVR1 mm塑銅線（紅色），接地線采用BVR（黃綠雙色）塑銅線（截面至少1.5mm）。緊固體及編碼套管等，其數(shù)量按需要而定。1.工具、儀表及器材2.元件明

14、細表代號代號名稱名稱型號型號規(guī)格規(guī)格數(shù)量數(shù)量M三相異步電動機Y112M-44kW、380V、8.8A、接法、1440r/min1QS開啟式負荷開關HK1-30/3三極、380V、30A、熔體直連1FU1螺旋式熔斷器RL1-60/35500V、60A、配熔體35A3FU2螺旋式熔斷器RL1-15/10500V、15A、配熔體10A3KM交流接觸器CJ10-2020A、線圈電壓380V2FR熱繼電器JR0-20/320A、3極，整定電流11A1R制動限流電阻ZB2-1.45電阻值1.452SB按鈕LA2-3H500V、5A2KV速度繼電器JY1380V、2A1XT端子排JX2-101510A、15

15、節(jié)、380V1工作步驟：1.畫出元件布置圖2. 按電路原理圖接線按電氣接線圖進行板前布線和套編碼管套。做到布線橫平豎直、整齊、分布均勻、緊貼安裝面、走線合理；套編碼管套要正確；嚴禁損傷線芯和導線絕緣層；結點牢靠，不得松動，不得壓絕緣層，不反圈及不露銅過長等。按電氣接線圖確定走線方向并進行布線、連接。接線時，必須先接負載端，后接電源端；先接接地端，后接三相電源。線路檢測接線完成后，首先對照原理圖逐線檢查，以排除虛接情況，具體方法是：核對線號，用手撥動導線，檢查所有有接線的接線端子的接觸情況。接著用萬用表檢查，將萬用表置于歐姆擋R1K擋。線路檢測合上電源開關QS，用手按下主軸電動機起動接觸器KM1

16、的觸點架，用萬用表的電阻檔分別檢測電源開關QS三個進線端的通斷情況，判斷電路是否正常；松開KM1的觸點架，按下接觸器KM2的觸點架，檢查電路的通斷情況。1.主電路檢測線路檢測用萬用表的電阻檔，檢測控制電路的兩端，指針顯示應為“”；按下主軸電動機起動按鈕SB1或SB2，指針顯示的電阻值應與接觸器線圈電阻相一致。如果指針顯示不正確，說明控制回路有短接或斷點存在，此時，可將一支表棒沿控制線路逐點移動，檢查各段導線，直到找出短接點或斷點為止。2.控制電路檢測1空操作試車 具體做法：合上刀開關QS，按下起動按鈕SB2，接觸器KM1立即動作；輕按按鈕SB1，接觸器KM1復位；再迅速將按鈕SB1按到底，此時

17、，接觸器KM2得電。監(jiān)聽KM1及KM2主觸點及輔助常開觸點分合的動作聲音和接觸器線圈運行的聲音是否正常。反復試驗多次，檢查控制線路的可靠性。2帶負荷試車切斷電源，接好電動機接線，并將速度繼電器和電動機進行可靠的連接，重新通電試車，方法同上。1）按下起動按鈕SB2后，輕按按鈕SB1，電動機應該緩慢停止轉(zhuǎn)動。2）按下起動按鈕SB2后，重按按鈕SB1，電動機應該立即停止轉(zhuǎn)動。概念：概念：再生制動亦稱反饋制動，指由于外部或內(nèi)部原因，當再生制動亦稱反饋制動，指由于外部或內(nèi)部原因，當 電動機的轉(zhuǎn)速電動機的轉(zhuǎn)速n高于同步轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速n1，即，即nn1時，電動機產(chǎn)時，電動機產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反

18、，成為制動轉(zhuǎn)矩，使生的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反，成為制動轉(zhuǎn)矩，使電動機的轉(zhuǎn)速降低，這種工作狀態(tài)稱為再生制動。由于電動機的轉(zhuǎn)速降低，這種工作狀態(tài)稱為再生制動。由于再生制動時，電動機已轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機狀態(tài)，向電網(wǎng)倒送再生制動時，電動機已轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機狀態(tài)，向電網(wǎng)倒送電，所以稱為回饋制動。再生制動在電力機車、有軌電電，所以稱為回饋制動。再生制動在電力機車、有軌電車、無軌電車及起重機等起重機械經(jīng)常出現(xiàn)。車、無軌電車及起重機等起重機械經(jīng)常出現(xiàn)。制動原理制動原理 ：再生制動的過程以起重機為例如圖再生制動的過程以起重機為例如圖5.2.65.2.6所示。起重所示。起重機在正常上提重物時，電動機轉(zhuǎn)速機在正常上提重物

19、時，電動機轉(zhuǎn)速nn1, nn1nn1，這時電動機處于，這時電動機處于“發(fā)電發(fā)電”運行狀態(tài)，其轉(zhuǎn)子運行狀態(tài)，其轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線的方向、轉(zhuǎn)子繞組中的感應電流方繞組切割磁力線的方向、轉(zhuǎn)子繞組中的感應電流方向及電磁轉(zhuǎn)矩的方向都自動發(fā)生變換，如圖向及電磁轉(zhuǎn)矩的方向都自動發(fā)生變換，如圖5.2.65.2.6（b b）所示，使電磁轉(zhuǎn)矩成為制動轉(zhuǎn)矩，從而阻止了電）所示，使電磁轉(zhuǎn)矩成為制動轉(zhuǎn)矩，從而阻止了電動機轉(zhuǎn)速的升高，起到了減速的作用。動機轉(zhuǎn)速的升高，起到了減速的作用。再生制動舉例再生制動舉例電動車輛再生制動系統(tǒng)電動車輛再生制動系統(tǒng) ：再生制動在電力機車、有軌電車、無軌電車及純電動再生制動在電力機車、有軌電

20、車、無軌電車及純電動或混合動力汽車上常見。其本質(zhì)是電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動頻或混合動力汽車上常見。其本質(zhì)是電機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動頻率超過電機的電源頻率，電機工作于發(fā)電狀態(tài)，將機率超過電機的電源頻率，電機工作于發(fā)電狀態(tài)，將機械能轉(zhuǎn)化為電能通過逆變器的反向續(xù)流二極管給電池械能轉(zhuǎn)化為電能通過逆變器的反向續(xù)流二極管給電池充電。電力機車、有軌電車、無軌電車通常是把產(chǎn)生充電。電力機車、有軌電車、無軌電車通常是把產(chǎn)生的電能輸回接觸網(wǎng)，而汽車則可能把電能儲在飛輪、的電能輸回接觸網(wǎng)，而汽車則可能把電能儲在飛輪、電池或電容器之內(nèi)。傳統(tǒng)的的動力制動則會把電能在電池或電容器之內(nèi)。傳統(tǒng)的的動力制動則會把電能在電阻轉(zhuǎn)成熱能后逸散。電阻轉(zhuǎn)成

21、熱能后逸散。（1 1）緊急制動：對應于制動減速度大于）緊急制動：對應于制動減速度大于2m/s22m/s2的過程，的過程，出于安全性方面的考慮應以機械摩擦制動為主，電氣出于安全性方面的考慮應以機械摩擦制動為主，電氣制動僅起輔助作用。在急剎車時，可根據(jù)初始速度的制動僅起輔助作用。在急剎車時，可根據(jù)初始速度的不同，由車上不同，由車上ABSABS控制提供相應的機械摩擦制動力?？刂铺峁┫鄳臋C械摩擦制動力。（2 2）中輕度制動：對應于汽車在正常工況下的制動過）中輕度制動：對應于汽車在正常工況下的制動過程，如遇紅燈或者靠站停車等，可分為減速過程與停程，如遇紅燈或者靠站停車等，可分為減速過程與停止過程。電氣

22、制動負責減速過程，停止過程由機械摩止過程。電氣制動負責減速過程，停止過程由機械摩擦制動完成。擦制動完成。（3 3）汽車長下坡時的制動：電動車輛長下坡一般發(fā)生）汽車長下坡時的制動：電動車輛長下坡一般發(fā)生在盤山公路下緩坡時，在制動力要求不大時，可完全在盤山公路下緩坡時，在制動力要求不大時，可完全工作于純再生制動模式。工作于純再生制動模式。 由以上三種制動模式可知，除了緊急制動外，其由以上三種制動模式可知，除了緊急制動外，其他兩種模式都可以應用再生制動，將剎車產(chǎn)生的能量他兩種模式都可以應用再生制動，將剎車產(chǎn)生的能量回饋到直流母線，給電池充電?；仞伒街绷髂妇€，給電池充電。2 2）影響電動車輛再生制動能量回收的主要因素）影響電動車輛再生制動能量回收的主要因素在制動過程中，除去空氣阻力和行駛阻力消耗掉的能在制動過程中，除去空氣阻力和行駛阻力消耗掉的能量，一般希望能最大限度的回收所有能量。然而，并量，一般希望能最大限度的回收所有能