龙门刨床电气控制系统教案040425


龙门刨床电气原理 与维修技术 教 案

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学 维修 科 电工 授课时数 授课日期 教学 目的 要求 课

龙门刨床电气原理与维修技术
题 一 龙门刨床工艺要求与电气设备 4 累计课时 授课班级 4 维修电工高级班

1、了解龙门刨生产工艺及其对控制的要求 2、了解控制系统及电气设备概况 3、掌握龙门刨床的基本操作

教学 重点 难点

教学重点 1、龙门刨床基本操作 2、龙门刨床电气设备概况 教学难点 龙门刨床控制系统 龙门刨床的结构和操作

示范内容 巡回重点 教 学 准 备 工 具
材 料

龙门刨床操作 十字批、一字批、尖嘴钳等 螺丝、导线等 龙门刨床 万用表

设 备 仪 器

执 行 后 摘 记
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教 学 内 容、过 程 及 教 时 分 配 复习旧课 讲授新课 分钟

一、概述 二、龙门刨的生产工艺 三、了解系统结构与电气设备概况 四、龙门刨床的基本操作

10 分钟 20 分钟 40 分钟 20 分钟

课堂练习和技能训练 本课题小结 布置作业

75 分钟 10 分钟 5 分钟

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讲授新课

龙门刨床电气控制系统
原理分析与维修
龙门刨床电气控制系统是高级维修电工必须熟练掌握的一门综合性很强的课题, 其 主要目的是培训学员具备综合分析能力和维修技能。 A 系列龙门刨床电气控制系统既包括交直流电动机、电器的继电接触控制,又包括 连续反馈控制及扰动补偿前馈控制,属于复合控制系统。它概括了电气控制技术的主要 内容,具有一定的典型性、综合性与复杂性。通过本项目的培训,将使学员(不管从事 何种电气工作)都能获得全面系统的基本训练,若能彻底掌握,就能举一反三。 维修电工,特别是高级维修电工,是一种智能型工种,是技术与技艺的统一,理论 与实践的结合。欲掌握熟练的维修技能,首先要熟悉工艺控制要求、电气控制设备的结 构及控制系统的工作原理,掌握综合分析的方法;其次要熟悉电气控制电路原理图;最 后还要掌握电气故障逻辑分析与测试查找方法。

课题一

龙门刨床工艺要求与电气设备

一、实习目的 1、了解生产工艺及其对控制的要求 2、了解控制系统及电气设备概况 3、掌握龙门刨床的基本操作 二、入门指导 A 系列龙门刨床电气控制系统主要是控制工作台的,其生产工艺主要是刨削(或磨 削),加工大型、狭长的机械零件。控制目标是控制工作台自动往复循环运动和调速。 (一) 控制要求 1、调速范围要宽 D=nmax/nmin=10~30,低速档:6~60m/min,高速档:9~ 90m/min,每档都是 10:1,由电气控制无级调速,高低档由一级齿轮变速。刨削时最 低速为 4.5m/min,磨削时最低速为 lm/min。 2、自动循环、速度可调 切削加工时可以慢速切入和切出,以保护工件和刀具, 切削速度可调; 返回换向前要自动减速制动, 换向后要自动加速起动, 返回速度要可调, 要高速,以缩短非生产时间,提高生产率。总之,要完成图 5—1 所示速度图。 3.过渡过程要快速、平稳 工作台经常处于起动、加速、减速、制动及换向的过 渡过程中,稳态时间很少,欲提高生产率,必须尽量缩短过渡过程。 4.静特性要好,静差度要小 为提高加工表面质量,必须尽量减小负载变化所引 起的速度波动,一般要求静差度 S=(no—ne)/no≤5~10%。同时,系统应具有: “挖土 机”一样的软特性,以保护机械及电动机。其静特性如图 5—2 所示。 即当主回路的 电流(负载)I≥Ib=1.4Ie 时,系统机械特性变软(下降),当 I≥Id=2.5Ie 时,电机要堵
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转(n=0)。

5.进给运动(刀架)要能点动、自动快进与工进。 6.辅助运动(抬刀、放刀、横梁升降、夹紧)要可靠。 此外,还必须具有必要的过载,联锁保护环节。 (二) 电气设备及其相互关系 为了解系统结构与电气设备概况,图 5—3 示出电气设备及其相互关系方框图。 由图 5—3 可见:共有十三台电机,其中四台直流电机 AG、G、M 及 GE 组成主拖动控 制系统,交流电机 MA 用来驱动直流发电机 G 和励磁发电机 GE,交流电机 M。是驱动 电机放大机的,MFB 是给直流电动 M 通风,MRB 是给工作台润滑的。控制电路共六个: 机组启动控制电路,给定控制电路、工作台控制电路、进刀控制电路、抬刀控制电路及 横梁控制电路。具体控制电路如 P226~.P228 图 5—4~图 5—7 所示。
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该系统主要由电机放大机 AG,直流发电机 G 和直流电动机 M 组成的 AG-G-M 刨台直流调速系统;由励磁机 GE 供给直流电动机励磁、抬刀及给定电源;由交流电动 机 MA 拖动直流发电机 G 及励磁机 GE,由交流电动机 MB、MFB 及 MRB 分别拖动电机 放大机 AG、通风机及润滑泵;由交流电动机 Mc、My 及 Mz 分别拖动垂直刀架和横刀 架进给运动;由交流电动机 MH 及 MJ 驱动横梁升降和夹紧运动;由交流控制电路控制 机组启动、刀架运动、横梁升降及刨台运动;由直流控制电路控制刨台往返运动速度和 抬刀运动。 可见,A 系列龙刨电气控制系统,既包括了各种电机、电器的交直流继电控制,又 包括了连续反馈控制及扰动补偿控制,全面反映了电气控制技术。 (三) 龙门刨床的主要电气设备功能介绍及基本操作 1、龙门刨床十三只电机位置及功能介绍 2、龙门刨床电气控制柜各开关、按钮、指示灯功能介绍 3、龙门刨床按钮站的各功能介绍 4、龙门刨床各限位开关功能介绍 5、龙门刨床横梁运行情况介绍 6、龙门刨床左右刀架运行情况介绍

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三、巡回指导 1、龙门刨床电气控制柜各开关、按钮、指示灯操作。 2、龙门刨床按钮站各按钮操作。 3、龙门刨床运行情况及各限位开关动作观察。 4、龙门刨床横梁运行情况观察。 5、龙门刨床左右刀架运行情况 四、结束指导 1、 龙门刨床的控制要求要了解 2、 龙门刨床的电气设备及其相互关系 3、 龙门刨床的主要电气设备功能及基本操作

习题
1、何谓调速范围 D?何谓静差度 S?两者关系如何?闭环与开环调速范围的关系 如何? 2、图 5—1 中有几处慢速,试分析其主要作用是什么? 3、何谓“飞车”现象?如何防止?

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学 维修 科 电工 授课时数 授课日期 教学 目的 要求 课

龙门刨床电气原理与维修技术
题 二 龙门刨床主要环节的工作原理和调整方法 4 累计课时 授课班级 8 维修电工高级班

1.熟悉双闭环复合控制系统的组成。 2.掌握控制系统中各主要环节的工作原理、作用、结 构,为看懂电气原理图和电气维修打下基础。 3.掌握自动控制系统工作原理分析方法。 4.掌握龙门刨各主要环节的调整方法。 教学重点 1、龙门刨自动控制系统的基本组成与原理 2、龙门刨各主要环节的工作原理及其调整方法 教学难点 1、龙门刨自动控制系统的基本组成与原理 2、龙门刨各主要环节的工作原理及其调整方法 龙门刨各主要环节的调整方法 龙门刨各主要环节的调整方法 十字批、一字批、尖嘴钳等 导线、螺丝 龙门刨床 万用表

教学 重点 难点

示范内容 巡回重点 教 学 准 备 工 具
材 料

设 备 仪 器

执 行 后 摘 记

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教 学 内 容、过 程 及 教 时 分 配 复习旧课 10 分钟

讲授新课 1、龙门刨床电气(主拖动)控制系统自控原理 2、龙门刨各主要环节的工作原理、主要作用 3、龙门刨各主要环节的调整方法 40 分钟 50 分钟 20 分钟

课堂练习和技能训练 本课题小结 布置作业

40 分钟 15 分钟 5 分钟

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复习
1、 龙门刨床的控制要求。 2、龙门刨床的电气设备及其相互关系。 3、龙门刨床的主要电气设备功能及基本操作。

讲授新课 课题二 龙门刨床主要环节的工作原理和调整方法
一、实习目的 1.熟悉双闭环复合控制系统的组成。 2.掌握控制系统中各主要环节的工作原理、作用、结构、测试调整方法,为看懂 电气原理图和电气维修打下基础。 3.掌握自动控制系统工作原理分析方法。 4、掌握龙门刨各主要环节的调整方法。 二、入门指导 (一) 龙门刨床电气(主拖动)控制系统自控原理 1.两种基本控制策略(方式)及其组合 根据“自控原理”的基本概念,我们已经知道一个自动控制系统,就其控制策略而 言,可以是开环(前馈)控制、闭环(反馈)的控制,也可以是开环—闭环结合的复合控制, 采用哪一种控制方式,取决于系统的要求高低和干扰大小。干扰不大,要求不高时,只 要按主令信号(给定值)用开环控制即可。这种方式,既简单又可靠,也很经济。当干扰 大,要求高时,则需要采用闭环控制或复合控制。闭环控制是检测被控量,通过负反馈 与给定值进行比较, 取得偏差去控制受控对象, 以抑制被控量的变化(使其等于给定值)。 所以,闭环控制又称为反馈控制。它是按偏差(给定值与实际值之差)控制的。显然,闭 环控制可以抑制闭环所包围的各种干扰对被控量的影响, 而对闭环外面的干扰是无能为 力的。在闭环控制基础上,加上扰动补偿控制(开环、前馈控制),就是复合控制,它可 以获得更高的控制品质。 根据上述原则, 可以认为 A 系列龙门刨床电气(主拖动)控制系统是一个双闭环控制 和双扰动补偿的复合控制系统。双闭环控制是十分清楚的,而且都是负反馈控制:即发 电机电压 UG 负反馈和电机放大机输出电压 UAG 微分负反馈。而双干扰补偿控制,则普 遍认为也是反馈控制,即所谓“电流正反馈”和“电流截止负反馈” 。 2.自动控制系统的基本组成

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图 5—9 主拖动控制系统电路图

图 5—10 主拖动控制系统方块框图 组成一个基本的控制系统,必须由控制对象(受控对象),简称“对象”和控制装置 两大部分组成,而一个基本的控制装置,一般应由检测器(反馈传感器)、给定器、控制 器(包括放大器)和执行器四个环节所组成,如图 5—8 所示。 由图 5—8 可见, 受控对象的输出量即被控量; 反馈传感器(检测器)就是测取该被控 量的实际值, 这是构成反馈控制系统所必须的(若为开环控制, 就不一定要测量被控量)。
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给定器是给出被控量的希望值,是主令信号,这对开环与闭环控制都是必不可少的。最 简单的控制器是比例控制器,它将输入信号(给定值、实测值)做减法并放大后输出控制 信号,通过执行器去改变“对象”的输入(控制量),以改变“对象”的输出(被控量)。 使被控量跟给定值而变化(等于给定值)。 (二) 龙门刨各主要环节的工作原理、主要作用及其调整方法 1、给定环节 由瓷盘电位器 R-Q、R-H 及板形电阻 R1 组成给定环节,由励磁机 GE 供电 220V, 用调速手柄移动触头(A-221 或 A’-222),即可改变前进或后退给定电压 Ur 加到控制绕 组 WC3 上,以改变刨台前进或后退的速度。 2、电压负反馈环节 在发电机 G 电枢两端, 接上板形电位器 R2 由动触头 200 号线引出反馈电压 Uf 与给 定电压 Ur 反极性串联(相减),加到控制绕组 WC3 上。欲调节反馈深度,只要移动抽头 200 号位置。 电压负反馈环节的主要作用是: ①抑制发电机输出电压 UG 的波动, 保持电动机 M 的转速 n 基本不变, 降低静差率, 提高控制精度。 使输出电压 UG 变化的因素很多,主要来自负载变化、电源波动、电机放大机 AG 及发电机磁滞回环等,这些因素都在电压负反馈环内,因此它都能起抑制作用。其物理 过程是:若扰动使 UG 下降,则有下列调节过程:

UG ↓ →?U (=给定电压 Ur 一反馈电压 Uf) ↑→ IWC3↑→ UAG↑→ IWG↑→UG↑ = 这个控制过程,直至 UG 接近原来的数值(?U=0)为止。
负反馈可以降低静差 ?n,提高控制精度,或在静差不变的条件下,可扩大调速范 围。 ②消除放大机及发电机的剩磁电压,扩大调速范围,克服刨台停车时爬行。 由于剩磁的存在,限制了系统的最低速度,故限制了调速范围。剩磁越大,调速范 围越小,且会产生停车爬行现象。负反馈能将剩磁电压反向加到控制绕组 WC3,产生反 KT 向去磁电流, 以消除剩磁电压, 且在停车时, 给定电压 Ug=0, 将 R2 上 280 点接通, 形成深反馈,有效地克服了停车爬行。 ③加快起动、减速、换向及停车制动等过渡过程。 龙门刨床工作台经常处于上述过渡过程中,所以加速过渡过程十分重要。利用电压 负反馈有利于加快过渡过程。例如起动时,开始 UG 尚未建立(UG≈0),所以给定电压全 部加到 WC3 绕组,产生比稳态大很多倍的控制励磁电流,促使 UAG 迅速上升,从而使 UG 迅速上升,电动机 M 迅速起动,转速 n 达到给定值。 3、电流正前馈补偿环节 龙门刨床工作台控制系统要求调速精度较高,但负反馈只能维持发电机输出电压 UG 大致不变,不能克服电动机电枢回路电阻 RSM、发电机及电动机换向绕组电阻等部 分由于负载电流的扰动,产生的压降变化而引起电动机上有效电压 UM 的降落。 实现方法是在发电机和电动机换向绕组的两端并联板形电阻 R4,由抽头 290 号引 出与主回路电流 I 成正比的信号,加到扰动补偿绕组 WC2 上去。其励磁效果与给定作 用一致。欲调节补偿程度,只需移动抽头 290 就可以了。
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电流正反馈的主要作用是: ①扰动补偿 补偿负载扰动 I 在发电机和电动机换向绕组上的压降 UH=-IRH。使电 动机电枢上的电压 UM 保持不变,从而使电动机转速 n 基本上保持不变。 ②加速启动、变速,换向及停车制动等过渡过程。 启动时,由于主回路电流很大,电动机内部压降很大,起动很慢。但电流正反馈环 节 R4 上压降亦很大,流经补偿绕组 WC2 上的电流 I WC2 就增加,这就加强了起动励磁, 可以补偿电机内部压降,从而加速起动过渡过程。 减速时,电动机进行发电制动,主回路电流反向, R4 上的压降极性亦反向,使前 馈电流 IWC 反向,电机放大机去磁,从而加速了电动机减速制动过程。 4、电流截止负反馈保护环节 快速启动与制动,很容易过载;工件硬度也可引起过载。若采用过流继电保护,则 一旦过载,便会停车,这是不行的。可采用电流截止负反馈,就能解决快速与过载保护 这对矛盾。 利用与主回路电流 I 成正比的电压 UH =IRH 和截止环节二极管 VD1(或 VD2)的管 压降及比较电压 UB 之差,反向加到 WC3 绕组上,实现电流截止负反馈。 截流环节的导通条件是: IRH 一 UV0 一 UB > 0 电流截止负反馈的主要作用是: ①改进静特性,进行过载自动保护。电流正反馈,可使静特性变硬。反之,电流负 反馈,可使静特性变软。而且主回路电流越大,转速下降越大,直至堵转(n=0),从而 保证电机不遭损坏。这种特性,就实现了“挖土机”特性。 ②改善动特性,加速过渡过程。 5、电压微分负反馈稳定环节 刨台控制系统,处于频繁的启动、制动、换向过渡过程中。由于系统各环节的电磁 惯性,致使控制作用不及时,造成电机转速不稳,过渡过程振荡。为了抑制振荡,故引 入微分负反馈,以增加系统阻尼。 A 系列龙门刨床采用桥式稳定环节。由发电机励磁绕组 WG、R3 抽头 a 及 RT10。组 成检测电桥,输入为电机放大机电压 UAG,输出为 ab 两端电压 Uab,接稳定绕组 WC1。 微分负反馈稳定环节的作用是使控制系统稳定性加强,其作用过程是:当电机放大 机的电压 UAG 升高时,a 点电位立即升高,由于励磁绕组 WG 电感的滞后作用,b 点电 位不能立即上升, Uab> 0, 故 负反馈后在 WC1 绕组中产生一个与给定作用相反的磁通, 使 UAG 下降, 从而抑制了 UAG 的波动, 稳定了发电机的电压 UG 和电动机的转速 n。 · 如果 UAG 下降,则立即 Uab<0,负反馈后,使 UAG 很快上升。可见,微分负反馈, 增加了系统阻尼,改善了系统的稳定性。 6、加(减)速调节器 龙门刨床起动时要加速, 换向时要减速, 这就需要变速。 变速太快, 容易产生冲击。 欲使冲击减小,必须减小主回路电流,致使过渡过程加长,反向越位增加。因此,在减 速、换向时串入调速器电阻 Rb(Rb-Q 与 Rb-H 并联),阻值过大,反向平稳,但越位增 大。所以要折衷考虑,适当调整 Rb 大小,即调节电位器 Rb-Q、Rb-H 动触点的位置。

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三、巡回指导 1、 龙门刨床起动时的加速 2、 龙门刨床换向时的减速 3、 龙门刨床停止时的减速与制动 4、龙门刨各主要环节的调整方法 四、结束指导 1、自动控制系统的基本组成与原理 2、龙门刨各主要环节的工作原理及其调整方法

习题
1、以龙门刨床为例说明自动控制系统的基本要求如何?何谓稳定与不稳定?如何判 别? 2、开环与闭环控制系统有什么区别? 3、转速负反馈调速系统是如何进行调速的?有什么优点?。 4、在闭环调速系统中为什么要加入电流正反馈环节? 5、电流截止负反馈环节对系统的静、动态特性有何影响?提高或减小比较电压会 带来什么后果?在 B2012A 型龙门刨床中该环节是怎样起作用的? 6、桥形稳定环节如何起稳定作用?稳定作用的强弱如何调节? 7、B2012A 型龙门刨床主拖动系统由哪儿部分组成? 8、 加速度调节器的作用是什么?

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学 维修 科 电工 授课时数 授课日期 教学 目的 要求

龙门刨床电气原理与维修技术
课题三 龙门刨床机组启动控制电路及直流电机维修 4 累计课时 授课班级 12 维修电工高级班

1、掌握“Y—?”降压启动原理和启动控制过程 2、掌握直流电机常见故障的分析和维修 3、电机放大机常见故障的分析和维修 教学重点 1、 “Y—?”降压启动原理和启动控制过程 2、直流电机常见故障的分析和维修 3、电机放大机常见故障的分析和维修 教学难点 1、 “Y—?”降压启动原理和启动控制过程 2、电机放大机常见故障的分析和维修 1、 “Y—?”降压启动控制过程 2、直流电机常见故障的分析和维修 3、电机放大机常见故障的分析和维修

教学 重点 难点

示范内容

巡回重点 教 学 准 备 工 具
材 料

直流电机、电机放大机常见故障的分析和维修 十字批、一字批、尖嘴钳等 螺丝、导线等 龙门刨床 万用表

设 备 仪 器

执 行 后 摘 记
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教 学 内 容、过 程 及 教 时 分 配 复习旧课 讲授新课 1、掌握“Y—?”降压启动原理和启动控制过程 2、掌握直流电机常见故障的分析和维修 3、电机放大机常见故障的分析和维修 30 分钟 25 分钟 25 分钟 10 分钟

课堂练习和技能训练 本课题小结 布置作业

75 分钟 10 分钟 5 分钟

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复习
1、自动控制系统的基本组成与原理。 2、龙门刨各主要环节的工作原理及其调整方法。

讲授新课 课题三 龙门刨床机组启动控制电路及直流电机维修
一、实习目的 1、掌握“Y—?”降压启动原理和启动控制过程 2、掌握电气故障的综合分析方法 3、熟悉电气故障的逻辑分析与测试判别检查法 4、掌握直流电机常见故障的分析和维修 5、电机放大机常见故障的分析和维修 二、入门指导 (一) “Y—?”降压启动原理和启动控制过程 由于机组容量较大,采用“Y—?”降压启动,启动控制过程步骤如下。 1、合上 QF(ZK)→HL2(2ZS)亮; 2、按 SB2A→KCA、KY 及 KTA 得电(↑); 3、KCA 得电(↑) →SB2A (703、705)闭合(自保); 4、电机 MA “Y”连接启动,励磁机 GE 发电; 5、GE 发电→UGE↑→75%Ue→ KT? 得电(↑); 6、KTA 得电(↑) → (705、717)延(3—4s)断开→ → (705、723)延(3~4s)闭合→ 7、KT? 得电(↑) → (705、717)立即断开→→线圈 KY 失电(↓); → (723、725)立即闭合→ 8、KY 失电(↓) → (702、706)立即闭合→KCB 得电(↑); →“Y”连接断开→电机 MA 惯性旋转; 9、接触器 KCB 得电→KCB 常闭触点断开→(51#)开路断开→KT? 失电(↓); →(717,719)开路→(确保 Y 失电); →为电机 MB、MFB 起动创造条件; →(717、721)闭合 10、KT? 失电(↓) → (705、717)延时 1s 闭合→线圈 ? 得电(↑); →(723、725)延时 1s 开路; 11、线圈 ? 得电(↑) →电机 MA “?”运行; . →(702、704)开路→KTA 失电(↓); →(10l,103)闭合→为 RB 起动和刨台开车创造条件; 12、 KTA 失电(↓) → (705、717)闭合→ →(705,723)开路→复位(起动完毕)。 合上 QF1, 电机放大机用电机 MB 和通风机用电机 MFB (用于冷却直流电机 M)运行。
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(二)电气故障分析与维修 1.电气控制故障分析与查找的一般方法 故障维修,其关键在于对故障分析与查找,而分析的依据是对故障现象的调查和研 究。对于简单的控制线路,可以采用“问、看、听、摸”的方法。对于复杂的控制线路, 则必须很好地研究系统原理,采用逻辑分析与测试判断方法。 2、逻辑分析法 根据控制系统的工作原理、控制环节的动作程序以及它们之间的逻辑关系,结合故 障现象,进行具体分析,不断缩小故障可能发生的范围,迅速判断故障之所在。为减少 故障停机时间,查故排故要“准确、迅速” 。采用逻辑分析法能做到既准、又快,而逐 一检查法则既慢又差。因为条件复杂,弄错和遗漏总是难免的。当故障可能发生的范围 较大时,还可先对中间环节进行分析和试验,这将使故障范围大大缩小,加快查出故障 的速度。 逻辑分析法,就是分析线路原理,进行逻辑推理,不断缩小可疑范围,使复杂问题 简单化、条理化,从而既准又快地完成故障检查任务。 3、测试判断检查法 借助测试仪器进行测试是检查故障的有效方法。对继电接触线路,常用“试灯”或 万用表等,测试“通、断”或电压、电流等。 ,对于电子线路,常用示波器、毫伏表等, 检测各点信号的波形与幅值等;并与正常值进行比较,就能迅速判断故障所在。 通电测试时应注意下列几点: ①要尽量将执行机构脱开,将调节器、转换开关及行程开关置于零位,或将主回路 开路。 ②先检查与修理控制回路;再检查与修理主回路;然后检查与修理辅助回路;最后 整体测试。 ③通电检查时, 首先检查电源电压是否正常?是否缺相?相序如何?是否平衡?然后再 检查其它故障。 ④要先易后难,逐步深入。先查开关电路、控制环节,后查模拟电路、控制系统, 每次检查的范围不宜太大。 ⑤也可分块、分片试验,有计划、按顺序一片片地进行检查。每一片通电,给以动 作指令,观察其中电器的动作情况(顺序)是否正常。否则,加以纠正。 总之,电气设备的故障原因是多方面的,同一故障可能发生的部位很多。所以要求 维修电工,特别是高级维修电工,应学会综合分析的方法,要掌握基本的查找故障、排 除故障技能,还要有随机应变的能力。在维修中,绝不能生搬硬套,应该灵活运用,灵 活处理。 (三) 直流电机常见故障的分析和维修 1、励磁机常见故障的分析和维修

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2、直流电机常见故障的分析和维修

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(四)、电机放大机常见故障的分析和维修

1、电机放大机空载时无输出电压 从工作原理分析可知;电机放大机为两级直流发电机,可按照直流发电机不能超压 故障检查。先用万用表的欧姆档检查控制绕组是否断路,或调换另一控制绕组施加控制 电压,观察放大机是否有电压输出。判别控制绕组的通断情况。若控制绕阻无故障,再 检查交轴电刷的接触及在接线是否断路(相当于第二级发电机的励磁绕组是否断路)。 若 均良好,则故障就可能出在电枢绕组断路。 2、无控制信号输入,但电机放大机输出端有电压输出。 其原因是剩磁过大,可能是定子绕组中的交流去磁绕组断路,不起去磁作用。可采 用人为去磁方法去磁。 其方法是; 不给控制绕组施加信号电压, 电机运行在额定转速下, 空载运行,任意选择交轴或直轴两电刷架用导线短接一下,如果磁势方向与剩磁相反时 即能达到去磁作用。 3、空载电压偏低 在控制绕组两端施加额定控制电压后,空载电压偏低。其原因可能是该控制绕组中 部分绕组匝间短路,相应使绕组匝数减少,使Φc 值下降, ,造成空载电压偏低。检查方 法有二种:其一是采用前述的直流电机的励磁绕组敢障的检查方法,用电桥测量直流电
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阻值;其二是调换一个控制绕组,施加额定控制电压,并测量空载电压的大小是否达到 额定空载电压值,若仍偏低,则可能电刷架位置偏离中心线,重新加以调整即可。 4、电机放大机接上负载后,端电压明显下降 从上述工作原理可知,补偿绕组的作用是抵消直轴电势的去磁作用,若补偿绕组 的极性接反,不但不能起到补偿作用,反而加强直轴的去磁磁势,使直流电机放大机接 上负载后,端电压明显下降,所以判别补偿绕组的极性是很重要的。在控制绕组回路中 接上电流表并注意观察电流表指针,当负载接上的瞬间,电流表指针偏大,说明补偿绕 组接反,因为接上负载的瞬间,产生一个直轴去磁磁通Φd 与补偿绕组产生的磁通ΦB 相叠加,使控制绕组的合成磁通下降,根据楞次定律,控制绕组里将产生一个反电势, 使串联在控制绕组回路中的电流表指示偏大。判断出补偿绕组的极性接反后,只要改接 就行了。 若补偿绕组的并联电阻短路,将使补偿绕组失去补偿作用,电流全部从短路电阻中 流过,造成无电流或仅极少部分电流流过补偿绕组,使ΦB=0 或很小,失去补偿作用, 直流电机放大机接上负载后,端电压下跌严重。 检查的方法是断开并联电阻的—端,用万用表判别电阻是否短路,若电阻确已短路 损坏,则调换同阻值的可变电阻即可。 若换向极绕组及补偿绕组的极性都接反,此时换向火花增大;端电压下降,可将电 机放大机电枢两端 Sl、S2 引出线互换即可。 5、电机放大机接上负载后,输出端电压偏高。 发生此现象的原因与上述相反。原因之一是过补偿。当电机放大机接上负载后,电 枢电流ΦB 增大,补偿绕组中流过的电流随之增大,ΦB 也增大,不但能抵消直轴去磁效 应的影响,并能增强气隙磁场,使输出电压增高。原因之二是电刷位置不正确,原因之 三是补偿绕组并联电阻断路,造成过补偿现象。 三、巡回指导 1、 “Y—?”降压启动控制过程。 2、直流电机常见故障的分析和维修。 3、电机放大机常见故障的分析和维修。 四、结束指导 1、 “Y—?”降压启动原理和启动控制过程。 2、直流电机常见故障的分析和维修。 3、电机放大机常见故障的分析和维修。

习题
1、简述“Y—?”降压启动控制过程。 2、电机放大机基本结构如何?定子有哪些绕组?作用如何? 3、试述电机放大机的特点,优点、缺点。 4、如何调整电刷位置? 5、补偿程度有哪几种?各是什么意思?如何调整补偿度? 6、简述电机放大机常见故障的维修方法

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学 维修 科 电工 授课时数 授课日期 教学 目的 要求 课

龙门刨床电气原理与维修技术
题 四 龙门刨床工作台控制电路原理及维修(一) 4 累计课时 授课班级 16 维修电工高级班

1、掌握步进、步退控制环节的工作原理 2、掌握前进、后退控制环节的工作原理 3、掌握减速控制环节的工作原理 4、掌握换向控制环节的工作原理 5、掌握主拖动控制系统常见故障的分析与维修

教学 重点 难点

教学重点 1、步进、步退、减速、换向控制环节的工作原理 2、主拖动控制系统常见故障的分析与维修 教学难点 主拖动控制系统常见故障的分析与维修 主拖动控制系统常见故障的分析与维修 主拖动控制系统常见故障的分析与维修 十字批、一字批、尖嘴钳等 螺丝、导线等 龙门刨床 万用表

示范内容 巡回重点 教 学 准 备 工 具
材 料

设 备 仪 器

执 行 后 摘 记
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教 学 内 容、过 程 及 教 时 分 配 复习旧课 讲授新课 一、步进、步退控制环节的工作原理 二、前进、后退控制环节的工作原理 三、减速控制环节的工作原理 四、换向控制环节的工作原理 五、主拖动控制系统常见故障的分析与维修 20 分钟 20 分钟 10 分钟 10 分钟 30 分钟 10 分钟

课堂练习和技能训练 本课题小结 布置作业

65 分钟 10 分钟 5 分钟

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复习
1、 “Y—?”降压启动原理和启动控制过程。 2、直流电机常见故障的分析和维修。 3、电机放大机常见故障的分析和维修。

讲授新课 课题四 龙门刨床工作台控制电路原理及维修(一)
一、实习目的 1、掌握步进、步退控制环节的工作原理 2、掌握前进、后退控制环节的工作原理 3、掌握减速控制环节的工作原理 4、掌握换向控制环节的工作原理 5、掌握主拖动控制系统常见故障的分析与维修 二、入门指导 (一)工作台控制电路的工作原理 1、步进、步退控制环节

为了试车调整,设置了步进、步退点动控制环节。 ①步进控制过程 1)按 SB8A→KQ 得电→(240,242) 断开→断开步退电路; 2) KQ 得电→(1,3 通) KT 得电→(1,201;2,204 接通) →给定电源供电 U0; 3)给定 U 步进=U207-2l0>0→IWC3(WC31→WC32) →UAG>0→UG>0→工作台步进; 4)放 SB8A→KQ 失电→(240,242)开路→断开步进励磁电路→工作台立即停车。 + — ②步进励磁回路(从电源○出发,经过励磁绕组→电源 ○ + — l○→201→203→207→241→240→200→R2→S2G→WC31→WC32→210→204→2○ 欲步退,按 SB12A,控制过程及励磁回路可自行分析。 2、前进、后退控制环节

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①前进控制过程 1)按 SB9A→KJI 得电自保→(200,220)闭合→接通励磁电路; 2) KJI 得电→KQ 得电→KT 得电→给定电源供电 U0(1,2) 3) 给定 U 前进=U221-210>0→IWC3(WC31→WC32)→UAG >0→UG >0→工作台前进, 且自 动循环。 ②前进励磁回路 + — l○→221→223→220→200→R2→S2G→WC31→WC32→210→204→2○ 欲后退,按 SB11A 控制过程及励磁回路,学员也可自行分析。 3、减速控制环节 减速分为前进减速与后退减速二种。 ①前进减速控制过程 刨台运动至前进结束时刻,减速过程为: 1) 刨台撞块 A 通过压杆 B 碰上 SQJ 动作→(129,159) SQJ1 闭合,(210,212) SQJ2 开路→KJ 得电; 2)K J 得电→(223,225)开路 →(225,237)闭合→Ur=U231 一 2l0 ↓→ →(WC32,250)开路→Rb 串入 WC3 回路→IWC3 ↓; 3) I WC3↓→UAG↓→UG↓→n↓工作台减速前进。 ②前进减速励磁回路 + 一 1○→231→225→220→200→S2G→WC31→WC32→Rb→210→2○ 调节 RT3、b-Q 的大小,可调节前进减速强度。 后退减速控制过程由学员自行分析。 4、换向控制环节 当刨台前进到撞块 B 使行程开关 SQH 动作时, 刨台由前进换成后退。 而当刨台后退 到撞块 D 使行程开关 SHH 动作时,刨台由后退换成前进。 ①前进换向控制过程
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前进减速未了时刻,刨台要反向运动,该环节由撞块 B 与前进换向行程开关 SQH(Q-HX)组成。 1)撞块 B→SQH 动作→KQ 失电→KH 得电;→K1H 得电; 2) KH 得电→(220,226)闭合→Ur=U222 一 2l0<0; (159,163)开路→KT 失电; 3) K1H 得电→(210,230)开路→R6 串入 WC3 回路; 4) IWC3<0 且很小→UG<0(很小) →低速后退。 ②前进换向励磁回路 + 一 1○→210→Rb→WC32→WC31 →S2G→200→220→226→222→2○ + 一 此时,给定电压 Ur 极性为 210○,220○,IWC3 反向(从 WC32→WC31),所以 UG, UAG 亦反向,但电动机 M 惯性旋转,转向暂不变。在 UG 及 UM 同向作用下,电动机处 于反接制动状态,转速先降到零,然后反向低速运行,直至撞块 B 使 SQH 复位,K1H 失 电,换向过程结束为止,Rb 被短路,IWC3↑,刨台则加速后退。 后退换向控制过程学员可自行分析。 (二)主拖动控制系统常见故障的分析与维修

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三、巡回指导 主拖动控制系统常见故障的分析与维修 四、结束指导 1、步进、步退控制环节的工作原理 2、前进、后退控制环节的工作原理 3、减速控制环节的工作原理
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4、换向控制环节的工作原理 5、主拖动控制系统常见故障的分析与维修

习题
1、简述刨台步进、步退的控制过程。 2、试分析刨台减速环节的工作原理。 3、试分析刨台换向环节的工作原理。

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学 维修 科 电工 授课时数 授课日期 教学 目的 要求 2、掌握工作台控制电路常见故障的分析与维修

龙门刨床电气原理与维修技术
课题五 龙门刨床工作台控制电路原理及维修(二) 4 累计课时 授课班级 20 维修电工高级班

1、掌握刨台自动循环控制过程的工作原理

教学 重点 难点

教学重点 1、刨台自动循环控制过程的工作原理 2、工作台控制电路常见故障的分析与维修 教学难点 1、刨台自动循环控制过程的工作原理 2、工作台控制电路常见故障的分析与维修 1、刨台自动循环控制过程 2、工作台控制电路常见故障的分析与维修 工作台控制电路常见故障的分析与维修 十字批、一字批、尖嘴钳等 螺丝、导线等 龙门刨床 万用表

示范内容 巡回重点 教 学 准 备 工 具
材 料

设 备 仪 器

执 行 后 摘 记

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教 学 内 容、过 程 及 教 时 分 配 复习旧课 讲授新课 1、刨台自动循环控制过程的工作原理 2、工作台控制电路常见故障的分析与维修 20 分钟 40 分钟 20 分钟

课堂练习和技能训练 本课题小结 布置作业

85 分钟 10 分钟 5 分钟

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复习
1、步进、步退控制环节的工作原理 2、前进、后退控制环节的工作原理 3、减速控制环节的工作原理 4、换向控制环节的工作原理 5、主拖动控制系统常见故障的分析与维修

讲授新课 课题五 龙门刨床工作台控制电路原理及维修(二)
一、实习目的 1、掌握刨台自动循环控制过程的工作原理 2、掌握工作台控制电路常见故障的分析与维修 二、入门指导 1、 刨台自动循环控制过程的工作原理 如果工作台停在后退末尾,并且具备开车的全部条件时即可开车。 自动循环过程是:按 SB9A→KJI 得电→KQ 得电→工作台起动→自保→自动循环。 要真正理解上述过程,还必须综合分析,并掌握 KJI、KQ、KH、KJ、KlQ、KlH 等主要电 器的得电与失电条件。

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2、工作台控制电路常见故障的分析与维修

龙门刨电气故障的维修,关键在于对故障的分析判断和检测查找,而分析的依据 是对故障现象的调查和研究。由于龙门刨体积较大,线路较复杂,有较多电气设备组合 而成,且分布较散,仅电机就有 13 台分布各处的接线盒有十几只,电气控制柜内正面 和反面均安装有电气设备和接线板。而每检测一只器件,每找一个线号,每测试一个节 点 均会费较多的时间。因此要根据故障现象,迅速地判断出故障所在的部位,属于哪一回 路,然后迅速地检测出故障点并予以排除。方法选择正确并采用一定的修理技巧就会大 大缩短修理时间。所以不能单靠修理普通机床的方法来修理龙门刨了,若能采用“逻辑 分析法”和“优选法”来分析和检测龙门刨电气故障,可大大缩短修理时间提高检测效 率。 优选法则是一种比较科学的检测方法,是逻辑分析法检修故障的延伸,当你判断出 故障部位,而要找出故障在哪只元器件,哪根导线时,可采用此法。优选法是采用数学 原理合理安排测试点,以最少的测试次数找到故障点。一般采用单因素的“0.618 法”
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和“对分法” 。其方法就是:若需检测的回路有许多节点和器件组成,要迅速查找到 故障在哪一点,可用 0.618 法,即在许多节点中,先测将近 0.618 处(即约 2/3 处) 的节点,如正常,则故障范围可立即缩小至另外 1/3 处。对分法就是可先测 1/2 处的 节点,如正常则故障就在另一半处。 下面,我们以实例来说明逻辑分析法和优选法的应用方法。 例如:龙门刨的刨台自动前进不工作。这一故障是龙门刨中最常见的故障,也是历 次考工时出得最多的故障之一,这故障涉及面较广,它牵涉到交流控制回路,直流控制 回路,自控系统和电机组。 如用普通方法,逐一检查,逐——测量,则犹如大海捞针,肯定既费时间又费精力, 弄不好会钻到乱麻中理不出头序,搞得头昏脑胀,束手无策。 采用逻辑分析法:首先分析“自动前进”的先决条件是 KJI 和 KQ 得电,只要按压 “步进”按扭,观定步进是否正常工作。若步进正常,则说明 KQ 是正常的,同时也说 明直流电路和整个机组工作均是正常的,公共支路节点 101~107 也无问题,显然是 KJI 不动作。因为 KJI 不得电,KQ 当然也不得电,刨台自然不动。再按压“后退”按钮,若 正常,则故障是 SB9A 失灵。否则故障就在节点 131~102 这段。再将节点 131~139 短接,按压 SB9A,若刨台能工作,则故障点就在刨台限位开关 S1HX 或 S2HX,或横梁移 动未夹紧。这样用逻辑分析法很快就可找到故障。 上例中是步进正常情况下的分析思路,例如按“步进”按钮。工作台不动作,则可 采用“优选法”来检测出故障点,十分快捷,准确率高。 自动前进”按扭 SB9A,KQ 与 KJI 均吸合但刨台不动,可肯定交流回路是正常的, 故障在直流回路中。再分别按“自动后退”“步进’“步退”按钮,如刨台均不工作, , 、 则可断定故障在它们相关联的公共电路部分。首先按下 SB8A“步进”按钮(或用短接线 短接该按钮),用万用表直流电压挡测从节点 1 端经 KT 常开触点,201、RT11、203、R 一 Q、205、R1、206、R—H、204、KT 常开触点至节点 2 端线路是否正常。此时可用 对分法, 测该回路的中点 210 节点对负极节点 2 端的电压。 如该电压偏离中点电压 115V 较大,则故障就在这回路中。要判断故障在哪一部位,则可采用 0.618 法检测。方法 是:先停电,用万用表 RXl0 欧姆档测节点 201 与节点 206 之间的电阻值,若该阻值等 于 RT11+(R—Q)+R1=650 欧姆左右,则该回路属正常。则故障就可确定在节点 206 至节 点 2 之间了。如阻值很大或开路,则故障就在这回路中。若要具体检测在哪一点,仍可 用 0.618 法再检测 1~2 次即可查出故障部位。 如节点 210 处电压正好等于 1/2 励磁电压 115V 左右,则即可确定该线路属正常, 故障在其他相关电路中。再用 0.618 法测其他相关电路。停电,用 RXl0 欧姆档测节点 210、KJH 常闭触点、KJQ 常闭触点、KJ 常闭触点、RBQ、WC3、S2G 与节点 200 之间构成 的回路,检测该回路中有否开路或元件损坏现象,可一端接 210 节点,另一端测 RBQ, 如有阻值,则表明故障即在该回路中,如阻值趋于另,则故障在 RBQ 与节点 200 之间的 回路中。仍可用同样方法,很快检测出故障部位。 例如,A 系列龙门刨床的刨台前进开不动。若逐一查找,既要检查交流控制回路, 又要检查交流控制回路,还要检查自控系统及电机组。交流控制电路就有几条支路,相 关电器有好几个,接点几十个。所以逐一检查,肯定“少慢差费” 。 如果熟悉系统原理,采用逻辑分析法,首先分析“前进自动”的先决条件是 KJI 及
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KQ 得电,只要按压“步进”按钮(因为“前进”与“步进”KQ 都应动作),观察步进是否 正常?若“步进”正常,则 KQ 是好的,而且直流电路及机组都是好的,公共支路(101— 107)也没问题。显然,KJI 不动作是故障的主要原因。因为 KJI 不得电,KQ 亦不得电,刨 台当然开不动。 再按压 “后退” 按钮, 若正常, 则故障在于 SB9A 失灵。 否则, 故障在(131 —102)这段。将(131--139)短接,按压 SB9A,若能开动,则肯定问题出在刨台限位开关 S1Hx 或 S2Hx 未复零,或横梁移动后未夹紧。这样就把故障很快找出来了。 三、巡回指导 工作台控制电路常见故障的分析与维修 四、结束指导 电气设备的故障原因是多方面的,同一故障可能发生的部位很多。所以要求维修电 工,特别是高级维修电工,应学会综合分析的方法,要掌握基本的查找故障、排除故障 技能,还要有随机应变的能力。在维修中,绝不能生搬硬套,应该灵活运用,灵活处理。 1、刨台自动循环控制过程的工作原理 2、工作台控制电路常见故障的分析与维修

习题
试分析工作台“不能自动前进和不能自动后退”故障的原因及故障部位。

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学 维修 科 电工 授课时数 授课日期 教学 目的 要求

龙门刨床电气原理与维修技术
课题六 龙门刨床横梁控制电路及维修 4 累计课时 授课班级 24 维修电工高级班

1、掌握龙门刨横梁上升控制过程及电路原理 2、掌握龙门刨横梁下降控制过程及电路原理 3、掌握龙门刨横梁上升和下降控制电路的维修

教学 重点 难点

教学重点
1、龙门刨横梁上升和下降控制电路的原理 2、龙门刨横梁上升和下降控制电路的维修

教学难点 龙门刨横梁上升和下降控制电路的维修 龙门刨横梁上升和下降控制电路的维修

示范内容 巡回重点 教 学 准 备 工 具
材 料

龙门刨横梁上升和下降控制电路的维修 十字批、一字批、尖嘴钳等 螺丝、导线等 龙门刨床 万用表

设 备 仪 器

执 行 后 摘 记
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教 学 内 容、过 程 及 教 时 分 配 复习旧课 讲授新课 一、龙门刨横梁上升控制过程及电路原理 二、龙门刨横梁下降控制过程及电路原理 三、龙门刨横梁上升和下降控制电路的维修 课堂练习和技能训练 本课题小结 布置作业 90 分钟 10 分钟 5 分钟 15 分钟 15 分钟 30 分钟 15 分钟

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复习
1、刨台自动循环控制过程的工作原理。 2、工作台控制电路常见故障的分析与维修。

讲授新课 课题六 龙门刨床横梁控制电路及维修
一、实习目的 1、掌握龙门刨横梁上升控制过程及电路原理。 2、掌握龙门刨横梁下降控制过程及电路原理。 3、掌握龙门刨横梁上升和下降控制电路的维修。 二、入门指导 横梁主要有升降和夹紧、放松运动,是为调整刀架位置而设。升降由交流电动机 H 拖动,夹紧由交流电机 J 完成。 1、横梁上升控制过程 ①按 SB6A→KJOH 得电→KHJ 得电→电机 MJ 反转→横梁放松→S6HX 动作; ②S6HX 动作→(101,621)开路→KHJ 失电→电机 MJ 停转; →(101,601)闭合→KQH 得电→MH 正转→横梁上升(HL3 亮); ③升至希望位→放 SB6A→KJQH 失电→(601,605)开路→KQH 失电→MH 停转; →(601,613)闭合→KQJ 得电→电机 MJ 正转→横梁夹紧; ④夹紧完毕(IJ=2.2~2.5A)---过流继电器 FA2 动作→(101,617)开路→KQJ 失电 一电机 MJ 停转(HL3 暗)→6HXC 复位 其上升控制规律是: 按 SB6A→横梁放松→横梁上升→放开 SB6A→横梁自动夹紧。 2、横梁下降控制过程 按 SB7A→横梁放松→横梁下降→放开 SB7A→横梁回升(消除丝杆与螺母间隙) →横 梁自动夹紧。 具体过程学员可自行分析,但要注意: ①“回升”量控制,可调 KTH 延时(0.1~0.4s) ②夹紧程度,可调过电流继电器 FA2,IJ=2.2~2.5A ③S3HXC、S4HXC、S5HXC 都是防止横梁与龙门顶、侧刀架相撞而设置的行程限位开 关。

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3、龙门刨横梁上升和下降控制电路故障的分析和维修

三、巡回指导 龙门刨横梁上升和下降控制电路常见故障的分析与维修 四、结束指导 1、横梁上升和下降的控制电路工作原理 2、横梁上升和下降控制电路常见故障的分析与维修 五、习题 1、试分析横梁不能上升故障的原因及故障部位 2、试分析横梁不能下降故障的原因及故障部位 3、横梁夹紧装置中电流继电器 KA2 的动作电流大小对横梁夹紧有何影响?

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学 维修 科 电工 授课时数 授课日期 教学 目的 要求 课

龙门刨床电气原理与维修技术
题 七 龙门刨床刀架控制电路 4 累计课时 授课班级 28 维修电工高级班

1、了解龙门刨刀架控制电路结构 2、掌握龙门刨床刀架控制电路的工作原理 3、掌握龙门刨床刀架控制电路的维修

教学 重点 难点

教学重点 1、龙门刨床刀架控制电路的工作原理 2、龙门刨床刀架控制电路的维修 教学难点 龙门刨床刀架控制电路的维修 龙门刨床刀架控制电路的维修

示范内容 巡回重点 教 学 准 备 工 具
材 料

龙门刨床刀架控制电路的维修 十字批、一字批、尖嘴钳等 螺丝、导线等 龙门刨床 万用表

设 备 仪 器

执 行 后 摘 记
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教 学 内 容、过 程 及 教 时 分 配 复习旧课 讲授新课 一、了解龙门刨刀架控制电路结构 二、龙门刨床刀架控制电路的工作原理 三、龙门刨床刀架控制电路的维修 15 分钟 20 分钟 30 分钟 15 分钟

课堂练习和技能训练 本课题小结 布置作业

85 分钟 10 分钟 5 分钟

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复习
1、横梁上升和下降的控制电路工作原理 2、横梁上升和下降控制电路常见故障的分析与维修

讲授新课 课 题 七 龙门刨床刀架控制电路

一、实习目的 1、了解龙门刨刀架控制电路结构 2、掌握龙门刨床刀架控制电路的工作原理 3、掌握龙门刨床刀架控制电路常见故障的维修

二、入门指导 1、龙门刨刀架控制电路结构 2、刀架控制电路工作原理 (1)进刀控制电路 刀架共四个, 左右两侧立柱上各一个, 横梁上两个垂直刀架。 刀架进刀运动有两种: “快进”和“工进” 。 (2)左、右垂直刀架控制 每个刀架都有快进和工进两种工况, 由转换手柄控制。 对每种工况刀架可以选定上、 下、左、右四个运动方向(方向手柄在刀箱上面和侧面)。这些全由电动机 MC 完成。 ①快进,是调整刀架用的。先将工况转换手柄 Sc 置于快进位,方向手柄置于需要 位置。 SB3A→KQc 得电→Mc 驱动垂直刀架, 按 过程是快进, 放开 SB3A→刀架停止运动。
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②工进,是刨削加工用的。先将工况转换手柄 Sc 置于“工进”位,方向手柄置需 要位。 “工进”控制过程: 1)当开动刨台时→KJ1 得电一(101,345)开路→切断“快进”电路,防止“工进”时 快进” 。 2)每当刨台后退换前进时→K1Q 得电→KQC 得电→Mc 驱动垂直刀架进刀机构→自 动进刀一次→(303,309)断开→KQC 失电。 3)每当刨台前进换后退时→K1H 得电→KHC 得电→Mc 驱动刀架进刀机构复位一准 备下次进刀→(307,311)开路→KHC 失电。 (3)左、右侧刀架控制 由电动机 My,Mz 驱动。也有“快进”和“工进”两种工况,只有上、下两个方 向运动,其控制过程(略) 注意:左、右侧刀架的一根控制电源线 612 是经过限位开关 S4Hx、S5Hx 接到 102 的,以防止刀架与横梁相撞。 (4)抬刀控制电路 刨台返回行程, 需将刀具抬起, 以防止损坏刀具及工件表面。 采用电磁铁抬刀方法, 其控制电路如图 5—4 中 12~15 区所示。 励磁机发电后,操纵台上机组工作指示 HLl 灯亮,说明已向抬刀电路供电。 切削加工时,要用哪个刀架,就将开关 SA1~SA4 置于对应刀架位置。刨台自动循 环中,抬刀控制过程是: ①刨台后退时: H 得电→(1, K 5)闭合→K2H 得电(自保) →(1, 11)及(12, 2)闭合→YA1~ YA4 对应的抬刀线圈得电→抬刀。 ②刨台前进时:KQ 得电→(5,7)开路→K2H 失电→(1 一 11,12—2)开路→对应的抬 刀线圈失电→复位(放刀) RFl~RF4 为抬刀线圈放电电阻,阻值 R=5RYA(RYA 为抬刀线圈直流电阻值)。 3、刀架控制电路的维修 刀架控制电路的维修方法,在理解电路原理的基础上,参照横梁排故方法,自行实 习。 三、巡回指导 龙门刨左、右刀架控制电路常见故障的分析与维修 四、结束指导 1、龙门刨刀架控制电路结构。 2、龙门刨床刀架控制电路的工作原理。 3、龙门刨床刀架控制电路常见故障的维修。

习题
1、试分析龙门刨床刀架不能上升故障的原因及故障部位。 2、试分析龙门刨床刀架不能下降故障的原因及故障部位。 3、龙门刨床的刀架有哪两种工作状态?刀架自动进给时,如何进刀和复位?

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学 维修 科 电工 授课时数 授课日期 教学 目的 要求 课

龙门刨床电气原理与维修技术
题 八 龙门刨床停车制动和自消磁环节 4 累计课时 授课班级 32 维修电工高级班

1、掌握龙门刨床停车制动和自消磁环节控制电路的工 作原理 2、掌握龙门刨床控制电路常见的分析和维修

教学 重点 难点

教学重点 1、龙门刨床停车制动和自消磁环节控制电路的工作原理 2、龙门刨床控制电路常见的分析和维修 教学难点 1、龙门刨床停车制动和自消磁环节控制电路的工作原理 2、龙门刨床控制电路常见的分析和维修 龙门刨床控制电路常见的分析和维修

示范内容 巡回重点 教 学 准 备 工 具
材 料

龙门刨床控制电路常见的分析和维修 十字批、一字批、尖嘴钳等 螺丝、导线等 龙门刨床 万用表

设 备 仪 器

执 行 后 摘 记
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教 学 内 容、过 程 及 教 时 分 配 复习旧课 讲授新课 1、龙门刨床停车制动和自消磁环节控制电路 的工作原理 2、龙门刨床控制电路常见的分析和维修 15 分钟

30 分钟 30 分钟

课堂练习和技能训练 本课题小结 布置作业

90 分钟 10 分钟 5 分钟

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复习
1、龙门刨刀架控制电路结构。 2、龙门刨床刀架控制电路的工作原理。 3、龙门刨床刀架控制电路常见故障的维修。

讲授新课 课 题 八 龙门刨床停车制动和自消磁环节

一、实习目的 1、掌握龙门刨床停车制动和自消磁环节控制电路的工作原理 2、掌握龙门刨床控制电路常见的分析和维修 二、入门指导 1、停车制动和自消磁环节 停车制动分两个阶段:第一阶段是从按停车按钮 SB10A(10A)到延时继电器 KT(SJ) 开始动作,称为一级制动;第二阶段是从 KT 动作到完全停车为止,称为二级制动(缓和 制动)。 ①一级停车制动电路(如图 5 一 16 所示)

1)一级停车制动过程(发电制动) a)按 SB10A→Kjl、KQ(KH)及 KT 全失电;→ b)Ur=0→Uwc3=?U=一 UF→Iwc3 反向→UAG 反向→UG↓(急降) →M 惯性旋转→ 发电; c) UM > UG→I 反向→发电制动→n↓(速降) →电流正前馈变成负前馈→加强制动 →电流截止负前馈变成截止正前馈→缓和制动 为了削弱截流环节缓和制动的作用,采用 KT 延时断开触头(1-201,204-2),为截流 环节提供比较电压。
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2)一级制动强度调整 一级制动的强度可调 RT5、RT6,阻值减小则制动加强。但要使 RT5=RT6。 ②二级停车制动电路,如图 5 一 17 所示。 1)二级停车制动过程(欠补偿能耗制动): KT 动作后→(S1AG, 270)闭合→RT7 接入分流→缓和制动强度→消除停车冲击; →(280, WC32)闭合→αu↑→加强制动(停止前); →停止后→消除剩磁→防止停车爬行。 2)二级制动缓和程度调整 二级制动作用大小,可调 KT 延时、280 位置及 RT7 阻值。延时减小,欠补偿能耗 制动提前; RT7 越小,欠补偿作用越大,制动越缓和;提高反馈深度 αu,可加强消磁,防止爬 行。

2、龙门刨床控制电路常见的综合分析和维修 三、巡回指导 龙门刨床控制电路常见的综合分析和维修 四、结束指导 1、龙门刨床停车制动和自消磁环节电路原理 2、龙门刨床控制电路常见的综合分析和维修

习题
1、停车制动分哪两个阶段? 2、试分析一级停车制动过程(发电制动)。 3、试分析二级停车制动过程(欠补偿能耗制动)。 4、何谓自消磁?扩大机欠补偿环节的作用是什么?

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学 维修 科 电工 授课时数 授课日期
教学 目的 要求

龙门刨床电气原理与维修技术
课题九 龙门刨床控制电路综合维修

4

累计课时 授课班级

36 维修电工高级班

1、掌握交、直流机组控制电路常见故障的分析与维修 2、掌握工作台控制电路常见故障的分析与维修 3、掌握横梁控制电路常见故障的分析与维修 4、掌握左右刀架控制电路常见故障的分析与维修

教学重点
教学 重点 难点 1、交、直流机组控制电路常见故障的分析与维修 2、工作台控制电路常见故障的分析与维修 3、横梁控制电路常见故障的分析与维修 4、左右刀架控制电路常见故障的分析与维修

教学难点
1、交、直流机组控制电路常见故障的分析与维修 2、工作台控制电路常见故障的分析与维修 3、掌握横梁控制电路常见故障的分析与维修 示范内容

龙门刨床控制电路常见的分析和维修

巡回重点

龙门刨床控制电路常见的分析和维修 十字批、一字批、尖嘴钳等 螺丝、导线等 龙门刨床 万用表

教 学 准 备

工 具
材 料

设 备 仪 器

执 行 后 摘 记

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教 学 内 容、过 程 及 教 时 分 配 复习旧课 讲授新课 15 分钟

1、掌握交、直流机组控制电路常见故障的分析与维修 15 分钟 2、掌握工作台控制电路常见故障的分析与维修 3、掌握横梁控制电路常见故障的分析与维修 4、掌握左右刀架控制电路常见故障的分析与维修 15 分钟 15 分钟 15 分钟

课堂练习和技能训练 本课题小结 布置作业

90 分钟 10 分钟 5 分钟

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复习
1、龙门刨床停车制动和自消磁环节电路原理。 2、龙门刨床控制电路常见故障的综合分析和维修方法。

讲授新课 课题九 龙门刨床控制电路综合维修
一、实习目的 1、掌握交、直流机组控制电路常见故障的分析与维修 2、掌握工作台控制电路常见故障的分析与维修 3、掌握横梁控制电路常见故障的分析与维修 4、掌握左右刀架控制电路常见故障的分析与维修 二、入门指导

龙门刨电路原理分析复习题(新国标) 龙门刨电路原理分析复习题(新国标)
一、部分反馈、稳定环节的工作原理
1、给定环节 由瓷盘电位器 R-Q、R-H 及板形电阻 1R 组成给定环节,由励磁机 GE 供电 220V, 用调速手柄移动触头(A-221 或 A’-222),即可改变前进或后退给定电压 Ur 加到控制绕 组 WC3 上,以改变刨台前进或后退的速度。 2、电压负反馈环节 在发电机 G 电枢两端, 接上板形电位器 R2 由动触头 200 号线引出反馈电压 Uf 与给 定电压 Ur 反极性串联(相减),加到控制绕组 WC3 上。欲调节反馈深度,只要移动抽头 200 号位置。 电压负反馈环节的主要作用是: ①抑制发电机输出电压 UG 的波动, 保持电动机 M 的转速 n 基本不变, 降低静差率, 提高控制精度。 使输出电压 UG 变化的因素很多,主要来自负载变化、电源波动、电机放大机 AG 及发电机磁滞回环等,这些因素都在电压负反馈环内,因此它都能起抑制作用。其物理 过程是:若扰动使 UG 下降,则有下列调节过程:

UG ↓ →?U (=给定电压 Ur 一反馈电压 Uf) ↑→ IWC3↑→ UAG↑→ IWG↑→UG↑ = 这个控制过程,直至 UG 接近原来的数值(?U=0)为止。
负反馈可以降低静差 ?n,提高控制精度,或在静差不变的条件下,可扩大调速范 围。 ②消除放大机及发电机的剩磁电压,扩大调速范围,克服刨台停车时爬行。 由于剩磁的存在,限制了系统的最低速度,故限制了调速范围。剩磁越大,调速范 围越小,且会产生停车爬行现象。负反馈能将剩磁电压反向加到控制绕组 WC3,产生反 向去磁电流, 以消除剩磁电压, 且在停车时, 给定电压 Ug=0, 将 R2 上 280 点接通, KT 形成深反馈,有效地克服了停车爬行。
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③加快起动、减速、换向及停车制动等过渡过程。 龙门刨床工作台经常处于上述过渡过程中,所以加速过渡过程十分重要。利用电压 负反馈有利于加快过渡过程。例如起动时,开始 UG 尚未建立(UG≈0),所以给定电压全 部加到 WC3 绕组,产生比稳态大很多倍的控制励磁电流,促使 UAG 迅速上升,从而使 UG 迅速上升,电动机 M 迅速起动,转速 n 达到给定值。 3、电流正反馈补偿环节 龙门刨床工作台控制系统要求调速精度较高, 但负反馈只能维持发电机输出电压 UG 大致不变,不能克服电动机电枢回路电阻 RSM、发电机及电动机换向绕组电阻等部分由 于负载电流的扰动,产生的压降变化而引起电动机上有效电压 UM 的降落。 实现方法是在发电机和电动机换向绕组的两端并联板形电阻 R4,由抽头 290 号引 出与主回路电流 I 成正比的信号,加到扰动补偿绕组 WC2 上去。其励磁效果与给定作 用一致。欲调节补偿程度,只需移动抽头 290 就可以了。 电流正前馈的主要作用是: ①扰动补偿 补偿负载扰动 I 在发电机和电动机换向绕组上的压降 UH=-IRH。使电 动机电枢上的电压 UM 保持不变,从而使电动机转速 n 基本上保持不变。 ②加速启动、变速,换向及停车制动等过渡过程。 启动时,由于主回路电流很大,电动机内部压降很大,起动很慢。但电流正反馈环 节 R4 上压降亦很大,流经补偿绕组 WC2 上的电流 I WC2 就增加,这就加强了起动励磁, 可以补偿电机内部压降,从而加速起动过渡过程。 减速时,电动机进行发电制动,主回路电流反向, R4 上的压降极性亦反向,使前 馈电流 IWC 反向,电机放大机去磁,从而加速了电动机减速制动过程。 4、电流截止负反馈保护环节 快速启动与制动,很容易过载;工件硬度也可引起过载。若采用过流继电保护,则 一旦过载,便会停车,这是不行的。可采用电流截止负反馈,就能解决快速与过载保护 这对矛盾。 利用与主回路电流 I 成正比的电压 UH =IRH 和截止环节二极管 VD1(或 VD2)的管 压降及比较电压 UB 之差,反向加到 WC3 绕组上,实现电流截止负反馈。 截流环节的导通条件是: IRH 一 UV0 一 UB > 0 电流截止负反馈的主要作用是: ①改进静特性,进行过载自动保护。电流正反馈,可使静特性变硬。反之,电流负 反馈,可使静特性变软。而且主回路电流越大,转速下降越大,直至堵转(n=0),从而 保证电机不遭损坏。这种特性,就实现了“挖土机”特性。 ②改善动特性,加速过渡过程。 5、电压微分负反馈稳定环节 刨台控制系统,处于频繁的启动、制动、换向过渡过程中。由于系统各环节的电磁 惯性,致使控制作用不及时,造成电机转速不稳,过渡过程振荡。为了抑制振荡,故引 入微分负反馈,以增加系统阻尼。 A 系列龙门刨床采用桥式稳定环节。由发电机励磁绕组 WG、R3 抽头 a 及 RT10。组
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成检测电桥,输入为电机放大机电压 UAG,输出为 ab 两端电压 Uab,接稳定绕组 WC1。 微分负反馈稳定环节的作用是使控制系统稳定性加强,其作用过程是:当电机放大 机的电压 UAG 升高时,a 点电位立即升高,由于励磁绕组 WG 电感的滞后作用,b 点电 位不能立即上升, Uab> 0, 故 负反馈后在 WC1 绕组中产生一个与给定作用相反的磁通, 使 UAG 下降, 从而抑制了 UAG 的波动, 稳定了发电机的电压 UG 和电动机的转速 n。 · 如果 UAG 下降,则立即 Uab<0,负反馈后,使 UAG 很快上升。可见,微分负反馈, 增加了系统阻尼,改善了系统的稳定性。 6、加(减)速调节器 龙门刨床起动时要加速, 换向时要减速, 这就需要变速。 变速太快, 容易产生冲击。 欲使冲击减小,必须减小主回路电流,致使过渡过程加长,反向越位增加。因此,在减 速、换向时串入调速器电阻 Rb(Rb-Q 与 Rb-H 并联),阻值过大,反向平稳,但越位增 大。所以要折衷考虑,适当调整 Rb 大小,即调节电位器 Rb-Q、Rb-H 动触点的位置。

二、机组启动控制电路
由于机组容量较大,采用“Y—?”降压启动,启动控制过程步骤如下。 1、合上 QF(ZK)→HL2(2ZS)亮; 2、按 SB2A→KCA、KY 及 KTA 得电(↑); 3、KCA 得电(↑) →SB2A (703、705)闭合(自保); 4、电机 MA “Y”连接启动,励磁机 GE 发电; 5、GE 发电→UGE↑→75%U。→ KT? 得电(↑); 6、KTA 得电(↑) → (705、717)延(3—4s)断开→ → (705、723)延(3~4s)闭合→ 7、KT? 得电(↑) → (705、717)立即断开→→线圈 KY 失电(↓); → (723、725)立即闭合→ 8、KY 失电(↓) → (702、706)立即闭合→KCB 得电(↑); →“Y”连接断开→电机 MA 惯性旋转; 9、接触器 KCB 得电→KCB 常闭触点断开→(51#)开路断开→KT? 失电(↓); →(717,719)开路→(确保 Y 失电); →为电机 MB、MFB 起动创造条件; →(717、721)闭合 10、KT? 失电(↓) → (705、717)延时 1s 闭合→线圈 ? 得电(↑); →(723、725)延时 1s 开路; 11、线圈 ? 得电(↑) →电机 MA “?”运行; . →(702、704)开路→KTA 失电(↓); →(10l,103)闭合→为 RB 起动和刨台开车创造条件; 12、 KTA 失电(↓) → (705、717)闭合→ →(705,723)开路→复位(起动完毕)。 合上 QF1, 电机放大机用电机 MB 和通风机用电机 MFB (用于冷却直流电机 M)运行。

三、工作台控制电路
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1、步进、步退控制环节 为了试车调整,设置了步进、步退点动控制环节。 ①步进控制过程 1)按 SB8A→KQ 得电→(240,242) 断开→断开步退电路; 2) KQ 得电→(1,3 通) KT 得电→(1,201;2,204 接通) →给定电源供电 U0; 3)给定 U 步进=U207-2l0>0→IWC3(WC31→WC32) →UAG>0→UG>0→工作台步进; 4)放 SB8A→KQ 失电→(240,242)开路→断开步进励磁电路→工作台立即停车。 + — ②步进励磁回路(从电源○出发,经过励磁绕组→电源 ○ + — ○→201→203→207→241→240→200→2R→S2G→WC31→WC32→210→204→2○ 欲步退,按 SB12A,控制过程及励磁回路可自行分析。 2、前进、后退控制环节 ①前进控制过程 1)按 SB9A→KJI 得电自保→(200,220)闭合→接通励磁电路; 2) KJI 得电→KQ 得电→KT 得电→给定电源供电 U0(1,2) 3) 给定 U 前进=U221-210>0→IWC3(WC31→WC32)→UAG >0→UG >0→工作台前进, 且自 动循环。 ②前进励磁回路 + — l○→221→223→220→200→2R→S2G→WC31→WC32→210→204→2○ 欲后退,按 SB11A 控制过程及励磁回路,学员也可自行分析。 3、减速控制环节 减速分为前进减速与后退减速二种。 ①前进减速控制过程 刨台运动至前进结束时刻,减速过程为: 1) 刨台撞块 A 通过压杆 B 碰上 SQJ 动作一(129,159) SQJ1 闭合,(210,212) SQJ2 开路→KJ 得电; 2)K J 得电→(223,225)开路 →(225,237)闭合→Ur=U231 一 2l0 ↓→ →(WC32,250)开路→Rb 串入 WC3 回路→IWC3 ↓; 3) I WC3↓→UAG↓→UG↓→n↓工作台减速前进。 ②前进减速励磁回路 + 一 1○→231→225→220→200→S2G→WC31→WC32→Rb→210→2○ 调节 RT3、b-Q 的大小,可调节前进减速强度。 后退减速控制过程由学员自行分析。 4、换向控制环节 当刨台前进到撞块 B 使行程开关 SQH 动作时, 刨台由前进换成后退。 而当刨台后退 到撞块 D 使行程开关 SHH 动作时,刨台由后退换成前进。 ①前进换向控制过程 前进减速未了时刻,刨台要反向运动,该环节由撞块 B 与前进换向行程开关 SQH(Q-HX 组成。 1)撞块 B→SQH 动作→KQ 失电→KH 得电;→K1H 得电;
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2) KH 得电→(220,226)闭合→Ur=U222 一 2l0<0; (159,163)开路→KT 失电; 3) K1H 得电→(210,230)开路→R6 串入 WC3 回路; 4) IWC3<0 且很小→UG<0(很小) →低速后退。 ②前进换向励磁回路 + 一 1○→210→Rb→WC32→WC31 →S2G→200→220→226→222→2○ + 一 此时,给定电压 Ur 极性为 210○,220○,IWC3 反向(从 WC32→WC31),所以 UG, UAG 亦反向,但电动机 M 惯性旋转,转向暂不变。在 UG 及 UM 同向作用下,电动机处 于反接制动状态,转速先降到零,然后反向低速运行,直至撞块 B 使 SQH 复位,K1H 失 电,换向过程结束为止,Rb 被短路,IWC3↑,刨台则加速后退。 后退换向控制过程学员可自行分析。 5、刨台自动循环控制过程 如果工作台停在后退末尾,并且具备开车的全部条件时即可开车。 自动循环过程是:按 SB9A→KJI 得电→KQ 得电→工作台起动→自保→自动循环。 要真正理解上述过程,还必须综合分析,并掌握 KJI、KQ、KH、KJ、KlQ、KlH 等主要电 器的得电与失电条件。

四、横梁控制电路
横梁主要有升降和夹紧、放松运动,是为调整刀架位置而设。升降由交流电动机 H 拖动,夹紧由交流电机 J 完成。 1、横梁上升控制过程 ①按 SB6A→KJOH 得电→KHJ 得电→电机 MJ 反转→横梁放松→S6HX 动作; ②S6HX 动作→(101,621)开路→KHJ 失电→电机 MJ 停转; →(101,601)闭合→KQH 得电→MH 正转→横梁上升(HL3 亮); ③升至希望位→放 SB6A→KJQH 失电→(601,605)开路→KQH 失电→MH 停转; →(601,613)闭合→KQJ 得电→电机 MJ 正转→横梁夹紧; ④夹紧完毕(IJ=2.2~2.5A)---过流继电器 FA2 动作→(101,617)开路→KQJ 失电 一电机 MJ 停转(HL3 暗)→6HXC 复位 其上升控制规律是: 按 SB6A→横梁放松→横梁上升→放开 SB6A→横梁自动夹紧。 2、横梁下降控制过程 按 SB7A→横梁放松→横梁下降→放开 SB7A→横梁回升(消除丝杆与螺母间隙) →横 梁自动夹紧。 具体过程学员可自行分析,但要注意: ①“回升”量控制,可调 KTH 延时(0.1~0.4s) ②夹紧程度,可调过电流继电器 FA2,IJ=2.2~2.5A ③S3HXC、S4HXC、S5HXC 都是防止横梁与龙门顶、侧刀架相撞而设置的行程限位开 关。

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三、巡回指导 1、交、直流机组控制电路常见故障的分析与维修 2、工作台控制电路常见故障的分析与维修 3、横梁控制电路常见故障的分析与维修 4、左右刀架控制电路常见故障的分析与维修 四、结束指导 1、交、直流机组控制电路常见故障的分析与维修 2、工作台控制电路常见故障的分析与维修 3、横梁控制电路常见故障的分析与维修 4、左右刀架控制电路常见故障的分析与维修

习题
1、试分析“交、直流机组均不能启动”故障的原因。 2、试分析“工作台不能动作”的故障原因。 3、试分析“横梁不能动作”的故障原因。 4、试分析“左右刀架均不能动作”的故障原因。

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课题制教学教案首页
学 维修 科 电工 授课时数 授课日期 教学 目的 要求 教学重点 龙门刨交直流电动机机组、工作台、横梁、左右刀架等 控制电路常见故障的分析与维修。 教学难点 龙门刨交直流电动机机组、工作台、横梁、左右刀架等 控制电路常见故障的分析与维修。

龙门刨床电气原理与维修技术
课题十 龙门刨床控制电路原理及维修考核

4

累计课时 授课班级

40 维修电工高级班

掌握龙门刨交直流电动机机组、工作台、横梁、左右刀 架等控制电路常见故障的分析与维修。

教学 重点 难点

示范内容 巡回重点 教 学 准 备 工 具
材 料

十字批、一字批、尖嘴钳等 螺丝、导线等 龙门刨床 万用表

设 备 仪 器

执 行 后 摘 记
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课题十 龙门刨床控制电路原理及维修考核
一、实习目的 掌握龙门刨交直流电动机机组、工作台、横梁、左右刀架等控制电路常见故障的分 析与维修。 二、考核要求 每人排除龙门刨床交直流电动机机组、工作台、横梁、左右刀架等控制电路中任意 二个故障。 三、考核时间 每人 30 分钟 四、评分标准 见评分表

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高级维修电工龙门刨排故考核评分表
准考证号 序 号 考 核 姓名 项 目 考试时间 配分 评 开始时间 分 标 准 结束时间 总得分 实施排故情况 1、 第 次报验合格 2、非责任间断时间 分钟 记载有关情况 扣分

龙门刨电路故障排除一 1 排故思路

25

1、 一次报验合格得 25 分 2、 二次报验合格得 20 分 3、 三次报验合格得 15 分(以此类推,扣完为止) 1、 故障排除思路正确,能按正常排故顺序进行得 10 分 2、 故障点判断正确,但不能按正确排故顺序进行得 5 分 3、 排故思路混乱,且故障点排除均属偶然不得分 1、 一次报验合格得 25 分 2、二次报验合格得 20 分 3、三次报验合格是 15 分(以此类推,扣完为止) 1、故障排除思路正确,能按正常排故顺序进行得 10 分 2、故障点判断正确,但不能按正确排故顺序进行得 5 分 3、排故思路混乱,且故障点排除均属偶然不得分 1、操作十分娴熟,工具及仪器仪表使用正确得 10 分 2、操作熟练程度一般,仪器仪表操作一般无大错得 5 分 3、操作不熟练,仪器仪表操作错误不得分 按有关安全操作规程考核,凡有违反者不得分

10

龙门刨电路故障排除二 2 排故思路

25

1、 第 次报验合格 2、非责任间断时间 分钟 记载有关情况

10

3

操作熟练程度(本栏二项考核均 需记录) 操作中符合安全规程(本栏三项 考核均需记录)

记载左侧评分标准序号

10

4

5

记载左侧评分标准序号

其它项目扣 分 1 监考评员 签 名

1、排故或测试时发生触电事故一次扣总 分 20 分 扣分: 2 监考评分员 签 名 3

2、排故或测试时熔芯爆损或跳闸一次(本人 责任)扣 10 分 扣分: 监考评分员 签 名
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3、排故或测试时仪器仪表损毁扣 10 分 扣分: 考试日期

考试负责人 签 名

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