专用龙门刨床B2010A电气控制原理及维护指南

专用龙门刨床B2010A电气控制原理及维护指南陈竹B2010A系列龙门刨床是上世纪五十年代的产品，其调速系统采用旋转变流机组供电的F―D系统。

该系统需要旋转变流机组，至少包含两台与调速电动机容量相当的旋转电机，还要一台励磁发电机，故存在设备多、体积大、费用高、效率低、安装须打地基、运行有噪声、维护不方便等缺点，但是系统的可逆运行很容易实现，且无论在正转还是反转减速时都能够实现回馈制动，因此在当时曾广泛地使用着，至今在尚未进行设备更新的地方仍使用着这种系统。

笔者从网上了解到，不光是笔者所在单位有几台这样设备还在使用，其他单位确实也有这种设备还在使用。

为了与广大同行交流维护经验，今以此文为引玉之砖。

1．概述B2010A龙门刨床的电气控制原理如图1所示。

整个电气控制系统由三相380V50Hz的交流电源供电。

工作台由直流电机D拖动；油泵、冷却风机、电机放大机的原动机、直流发电机的原动机，分别由单独的三相交流异步电动机RB、FB、B、A拖动。

其中交流异步电动机A由Y―Δ起动。

工作台拖动电动机D的速度，是通过电压负反馈，电流正反馈和电流截止负反馈的高电阻电桥系统来改变发电机的端电压，达到速度调节的。

电机扩大机控制绕组采用磁差接法，分别将给定电压、电压负反馈、电流截止负反馈与电流正反馈接到扩大机单独的控制绕组0III与0II上。

全部控制电器装在三处，控制柜、悬挂操纵箱和机床上。

操纵者使用操纵箱进行操作。

工作台自动循环时，由安装在机床床身右侧的行程开关Q-JS1、Q-HX1和Q-HX2或H-JS1、H-HX1和H-HX2进行控制。

极限开关1HXC和2HXC也安装在机床床身右侧。

1HXC的接点在工作台前进超过极限位置时断开，2HXC的接点在工作台后退超过极限位置时断开。

整个电气线路可分为交流主回路-图1左上部分、交流控制回路-图1右半部分和直流主回路-图1左中间部分、直流控制回路-图1左下部分四部分。

其中交流控制回路的电源由两相380V交流电通过熔断器2RL，供给机组的Y―Δ起动控制和控制变压器BK降压至127V。

工作台的步进或步退、前进或后退、自动循环，以及润滑泵的控制电源由交流127V通过熔断器3RL提供。

直流控制回路的电源是直流220V，由原动机交流异步电动机A拖动励磁机L整流通过熔断器1RL输出。

用于控制发电机的输出端电压。

（注：图1中继电器JI的触点[240]-[200]应为常闭触点）2．机组启动启动前，机组和控制系统应处于就绪状态，即图1中自动空气开关UZ、1UZ、2UZ都在合闸位置，所有接触器或中间继电器均在释释放状态。

交流电源指示灯2e发亮，所有电机的靠背轮都可用手转动，此时就可以开机。

（“[101]”内为线号；“↑”表示线圈吸合或触点闭合，“↓”则相反下同。

）按下悬挂操纵箱上的“起动”按钮2A —→ 接触器C-A吸合，时间继电器JS-A吸合，接触器Y 吸合 —→ Y起动。

随着电机A的旋转，励磁机L就有直流220V输出，使直流时间继电器JS-Δ吸合，其常闭延时释放触点[723]-[725]闭合；当时间继电器JS-A的常开延时触点[705]-[723]闭合，接触器C-B吸合。

其常闭触点[717]-[719] 断开，Y接触器释放；常闭触点[H1-D]-[51] 断开，直流时间继电器JS-Δ释放；常开触点[717] -[721]闭合，Δ接触器吸合。

时间继电器JS-A延时常闭触点[705]-[717] 断开；继电器JS-Δ常闭延时触点[705]-[717]闭合。

完成主拖动电机的Y-Δ转换，机组启动完毕。

机组起动过程中各相关接触（继电）器或触点的动作过程如图2所示。

JS-A的延时调节在3～4s，JS-Δ的延时为1s以下。

一般使电动机A在Y联结起动至稳定转速后，立即断开Y联结，留出接触器转接时间，即刻转成Δ联结运转，这时JS-A、JS-Δ的延时时间认为是调节得合适的。

图 1机组起动结束后相关接触（继电）器的状态如下：C-A、JS-A、Δ、C-B吸合，Y、JS-Δ释放。

注意：继电器JS-Δ不吸合，主拖动电机不能从Y转换到Δ。

图23．步进或步退机组启动完毕后且工作台不在换向位置，即在Q-HX1、2或H-HX1、2没有动作的情况下，方可进行步进或步退操作。

以“步进”为例，下面分别对交流控制回路和直流控制回路作分析。

⑴交流控制回路 要使工作台步进，则按住悬挂操纵箱上的“步进”按钮8A，触点[111] —[113]闭合。

电源通过[101] —→ [103] —→ [105] —→ [107] —→ [109] —→ [111] —→ [113] —→ [115]，加到“工作台前进”中间继电器Q的线圈上，使中间继电器Q吸合。

其他中间继电器H、1Q、1H、J、JI处在释放状态。

松开“步进”按钮8A，则触点[111]-[113]断开，中间继电器Q释放。

⑵直流控制回路 工作台步进时，中间继电器Q吸合，常开触点[1]-[3]闭合→ 继电器JS吸合。

JS的常闭触点[280]-[ OⅢ2]和[270]-[S1-K]断开，制动回路断开。

但中间继电器H、1Q、1H、J、JI 处在释放状态，此时直流控制回路的等效电路如图3（a）所示。

为清楚起见再进一步将给定电压U I1和发电机反馈取样电压U F作等效，更简化的电路见图3（b）所示。

图中R F、R I分别是2R、1R的等效电阻，其值固定，只有可变电阻器5RT可以改变其阻值。

因此当U I和U F稳定时调节5RT阻值的大小，便可改变回路中的电流，即流过放大机控制绕组OⅢ1-OⅢ2的电流iw，从而改变行进的速度。

因此工作台以给定电压U I低速向前移动。

图3（a） 图3（b）中间继电器Q释放，则工作台停止。

若工作台步退时，则按住悬挂操纵箱上的“步退”按钮12A，此时不是中间继电器Q吸合，而是中间继电器H吸合。

其他与上面步进类似，这里不再重复。

步进（退）时有关接触（继电）器的状态如下：Q（H）、JS吸合。

注意：改变可变电阻器5RT或6RT的阻值，便可改变“步进”或“步退”的速度。

4．循环前进或后退如前所说，机组启动完毕后且工作台不在换向位置，既Q-HX1、2或H-HX1、2没有动作的情况下，方可进行循环前进或后退操作。

⑴交流控制回路 要使工作台前进，则按住悬挂操纵箱上的“前进”按钮9A，触点[111] —[131]闭合。

电源通过[101] —→ [103] —→ [105] —→ [107] —→ [109] —→ [111] —→ [131] —→ [133] —→ [135] —→ [137] —→ [139] ，加到“工作台自动工作与调整移动连锁”中间继电器JI的线圈上，使中间继电器JI吸合。

中间继电器JI的触点[111] —[113]闭合，使中间继电器Q也吸合。

中间继电器JI的触点[107] —[129]闭合，起自保作用。

工作台快速向前移动。

由此可见工作台在自动循环工作状态下，中间继电器JI和Q或H（后退）应同时吸合。

⑵直流控制回路 工作台在前进过程中，中间继电器JI和Q吸合。

其余中间继电器H、1Q、1H、J处在释放状态，此时直流控制回路的等效电路如图4（a）所示。

同样再进一步将给定电压U O2和发电机反馈取样电压U F2作等效，更简化的电路见图4（b）所示。

图中R F2、R O2也分别是2R、1R的等效电阻，其值固定，而调速器R-Q和可变电阻器1RT可以改变其阻值。

调节调速器R-Q可改变U O2和R O2或改变可变电阻器1RT的阻值，都能改变回路中的电流，即流过放大机K控制绕组OⅢ1-OⅢ2的电流，从而调节工作台行进的速度。

图4（a） 图4（b）工作台后退时，则按住悬挂操纵箱上的“后退”按钮11A，此时不是中间继电器Q吸合，而是中间继电器H吸合。

即中间继电器JI和H同时吸合。

其他与上面前进类似，这里不再重复。

循环前进（后退）有关接触（继电）器的状态如下：JI、Q（H）、JS吸合。

注意：调节调速器R-Q或R-H位置，便可改变“前进”或“后退”的速度。

5．减速和换向为了实现工作台的平稳换向，工作台在换向前都先进行减速，降速后才换向。

减速和换向的过程是通过安装在工作台底侧面的挡铁拨动安装在机床床身右侧的行程开关来实现的。

每端各有两个Q-JS、Q-HX或H-JS、H-HX。

⑴交流控制回路 假定工作台在前进状态，当挡铁拨动“前进减速”行程开关Q-JS，其常开触点Q-JS1（[129]-[159]）闭合，中间继电器J吸合。

工作台减速前进。

当挡铁拨动“前进换向”行程开关Q-HX，其常闭触点Q-HX1（[107]-[109]）断开，“工作台前进”中间继电器Q释放，“工作台后退”中间继电器H吸合。

其常开触点Q-HX2（[129]-[155]）闭合，“前进换向” 中间继电器1H吸合。

工作台开始换向。

⑵直流控制回路 中间继电器J吸合后，其常闭触点[223]-[225]断开，常开触点[225]-[237]闭合。

加上行程开关Q-JS的常闭触点Q-JS2（[210]-[212]）断开。

工作台随即进入低速移动。

此时直流控制回路的等效电路如图5（a）所示。

这时工作台移动的速度给定电压由R-Q的固定抽头[231]与1R中心的固定抽头[210]之间的电压U O3决定。

速度调节可通过调节b-Q的位置，通过改变b-Q的阻值来改变流过放大机K控制绕组OⅢ1-OⅢ2的电流i k3到达。

工作台继续以低速前进。

当“工作台前进”中间继电器Q释放，“工作台后退”中间继电器H吸合。

“前进换向” 中间继电器1H吸合后。

此时直流控制回路的等效电路如图5（b）所示。

图5（a） 图5（b）注意：行程开关Q-JS未恢复原来状态，Q-JS1仍在闭合状态，即J仍吸合；Q-JS2仍在断开状态。

从图5中可以明显看出，原来由R-Q的固定抽头[231]通过3RT提供电压的，现在变成由R-H的固定抽头[232]通过4RT来提供电压了。

此时工作台虽然同样处在低速移动，但因流过放大机控制绕组OⅢ1-OⅢ2的电流方向改变了，故工作台移动的方向变为后退了。

若R-H的固定抽头[232]与1R 中心的固定抽头[210]之间的电压跟R-Q的固定抽头[231] 与1R 中心的固定抽头[210]之间的电压数值相同，只是方向相反的话，那么工作台低速移动的速度相同，而方向相反。

变前进为后退，到达换向的目的。

随着工作台往回移，挡铁拨回“前进换向”行程开关Q-HX，以及“前进减速”行程开关Q-JS。

工作台进入快速后退移动状态。

前进换后退过程结束。

工作台在后退状态下，减速和换向的过程与上述类似，只是直流控制回路的等效电路从图5（b）到图5（a），与上面正好相反，这里不再重复。

减速时有关接触（继电）器的状态如下：JI、Q（H）、JS、J吸合。