1、该电路位于直流主拖动控制电路上方的中间部分。他励直流发电机M G的电枢部分，提供给它励直流电动机M驱动所需的工作电压，它的电压高低直接决定直流电动机的转速，电压的极性则决定直流电动机的转向。主电路具有过流保护FA1。二、直流控制电路：通过继电器控制电路，实现对直流电机转速和转向的控制。1、励磁发电机电路：（见附图2右侧电路。）2、交磁扩大机电路：（见图1-2及附图2左侧电路。1） 交磁扩大机基本结构和工作原理：（见图12,图13。2） 交磁扩大机在本电路中的作用：（见附图2）。改变加在O绕组的电压大小和极性，可改变直流发电机的励磁电压，达到改变输出电压大小甚至极性的目的。用较小的控制电压和控制
2、电流，通过扩大机，去控制较大的输出电压，相当于电子电路中三极管的功率放大作用；又由于它利用了电机定子中的交轴磁场，故命名为“交磁扩大机”。3、给定电压电路：直流电动机在不同工作状态下给定电压电路各部分的电流通路如下：图12交磁扩大机工作原理图图13电机扩大机定子上各绕组的分布 图14工作台自动循环工作时的速度图 1） 正转：正向给定电压取自221210之间，通过（223225220200）接到控制绕组O1端，从O2端出来，经（270250230210）形成回路。因此给定电压U221210是正值，中间穿了电压负反馈Uf200-H，加在控制绕组上的控制电压UCU221210Uf200-H。2） 反
3、转：反向给定电压取自222210之间，而U222210是负值，于是Uf200-H也是负值，这样加在O绕组上的就是负电压，即UCU222210Uf200-H是负值。电流回路学员可以自己分析。3） 转速的控制：通过调节RQ、RH两个大磁盘上的旋臂来实现。工作台自动循环工作时各段行程的速度见图14。4）停车：按SB10A按钮，由于KJI，KQ（或KH）失电释放，此时给定电压等于零， O绕组上的控制电压UCUf200-H，该负电压促使电机迅速停车。KT延时约1秒。其作用是当执行停车操作后，能使给定电压回路继续通电吸合约1秒，使其中的标准电压U205210，U206210继续存在，以防止电流截止负反馈发
4、生作用。为克服停车时的爬行现象，专门设置了图中的（KT282RT7）和（280KT270）两条支路。前一条支路的作用是把交磁放大器的输出直接短接，后一条支路的作用是给输入控制电压回路接入深度负反馈电压，从而把由于剩磁电压引起的爬行现象消除掉。4、各种稳定和反馈环节：该直流电路采用了一系列的稳定工作点措施：1）电压负反馈：组成：由R2的中心抽头（200）至（H）的这部分电阻组成；作用：稳定输出电压。 2）电流正反馈：由绕组O及绕线电阻RT9、板型电阻R4组成； 作用：在大负载情况下补偿电机的转速降落；3）电流截止负反馈： 组成：由大功率整流二极管VD1、VD2，及板型电阻R1组成；当负载出现过载
5、或短路时及时动作，限制过载电流在1.7倍额定电流以下；当过载或短路现象消失时，能自动恢复正常运行状态。4）桥式稳定环节：由绕组O及板型电阻R3，发电机励磁绕组WC，绕线电阻RT10组成；作用：起阻尼作用，克服整个系统可能出现的振荡现象。以上各种反馈共同作用，才使得该设备具有反应灵敏，稳定可靠的优点。5、抬刀电路：本电路中以指示灯1T-4T代替实际电路中抬刀电磁铁的线圈。第四节 交流继电、接触器控制电路B2012A龙门刨床的交流继电、接触器控制电路见附图3。工作过程分析如下：一、用按钮实现主机MA的起动控制：其起动过程：按SB2AKCA吸合並自锁，同时KTA、KY通电吸合，主电机MAY接起动延时
6、35秒后KTA（常闭延时断开）断，同时KTA（常开延时闭合）合，为Y转换作准备当直流电源建立后，KT通电吸合，KT（常闭延时闭合）断开，KT（常开延时断开）合KY断电释放，同时KCB通电吸合並自锁，KT断电，延时约1秒后，KT（常闭延时闭合触点）闭合， K通电吸合主电机MA接运行，扩大机投入运转，为直流电机起动运行作准备。KTA 的作用是，决定KY的吸合时间；KT的作用是，在KY断开至K吸合之间设置一个适当的延时时间，这个时间约为1秒，它可防止短路现象的发生。二、用按钮实现工作台的自动往复循环和其它各种运行状态操作：图15龙刨行程开关的状态与工作台速度对应图注：上图中：前进启动（慢速切入）；工
7、作行程（前进加速）；工作行程（后退复位）；前进减速；前进换向转后退； 工作台终止点；后退加速；后退行程（前进复位）；后退减速；后退换向（慢速切入，重复）。上图带“ ”下划线的行程开关表示工作台在起始位置时处于复位状态。）三、自动控制刀架进刀机构进行进刀、复位、抬刀操作：1、以前进启动为例，分析工作台在前进启动后的自动往复运行中，工作台的状态与电路各部分元件的配合情况（见附图3，同时参考图15）：在位置时，按下SB9AKJI通电吸合KJI（107129）闭合，实现自锁由于SHH在工作台启动时处于动作（置位）状态，SHH（129153）闭合，KIQ通电吸合KIQ（303305）闭合KQC吸合，垂直
8、刀架进刀机构进刀；又由于SHJ此时也处于置位状态，SHJ（129157）闭合，通过KIQ（161163）触点（此时已闭合）KJ通电吸合；同时KJI（111113）闭合KQ通电吸合直流电路中，KT吸合接通直流给定电压电路，经过231237225220200O1- O2270212210，建立正向给定电压（U231210）工作台正向启动，进入慢速切入运行段；（左右侧刀架可与垂直刀架同时进刀，读者可自行分析。以下分析同。运行至位置，SHH 复位SHH（129153）断开KIQ断电释放KIQ（303305）断开KQC断电释放；同时由于KIQ（161163）断开，KJ断电释放直流回路中，给定电压通路变为
9、从221223225220200O1- O2270250230210，正向给定电压为U221210，工作台进入工作行程（其运行速度主要取决于大磁盘旋臂的位置）。运行至位置时，SHJ复位SHJ（129157）断开，SHJ（211210）闭合。由于KJ早已失电，回路（270250230210）仍旧闭合，工作台的运行状态不改变，它的功能只是为后面的后退减速作准备，称为前进复位。继续运行至位置时，SQJ置位SQJ（129159）闭合KJ通电吸合直流电路中，KJ（270250）断开，SQJ（212210）断开，给定电压通路至这一段时，走（270211210）线；同时KJ（223225）断，而KJ（237
10、225）闭合，此时给定电压为U231210，与慢速切入速度差不多，进入前进减速运行段；至位置时，SQH置位SQH（129155）闭合KIH通电吸合KIH（305307）闭合KHC吸合垂直刀架进刀机构复位操作；同时SQH（107109）断开KQ断电释放KQ（123125）闭合KH通电吸合直流通路中，KQ（225220）断开，KH（226220）闭合，施加于O绕组的给定电压变为负极性电压（U2222100），直流电机经反接制动进入后退行程，由于此时KIH（230210）断开，给定电压通路至这一段时，走（270211210）线，后退开始段的稳定速度虽高于慢速切入速度，但低于后退中间段行程的速度；同时
11、KH（15）闭合，KQ（57）闭合K2H通电吸合K2H（111）、K2H（122）闭合抬刀电磁铁吸合所有刀架的进刀机构在进入后退行程时处于抬刀状态；至位置时，SQH复位SQH（129155）断开KIH断电释放KIH（305307）断开KHC断电释放进刀机构复位操作停止；同时直流电路中，KIH（230210）闭合给定电压通路至这一段时，走（270250230210）线，后退加速；至位置时，SQJ复位SQJ（129159）断开，直流回路中SQJ（212210）闭合，无运行状态改变，为前进减速作准备，称为后退复位；至位置时，SHJ置位SHJ（129157）闭合经KQ（157163）触点（早已闭合）K
12、J通电吸合直流电路中，KJ（270250）断开，SHJ（211210）断开，给定电压通路至这一段时，走（270212210）线；同时KJ（224226）断，而KJ（238226）闭合，此时给定电压为U232210（0），与慢速切入速度差不多，进入后退减速运行段；至位置时，SHH置位SHH（107119）断开KH断电释放KH（113115）闭合KQ通电吸合；同时SHH（129153）闭合KIQ通电吸合KIQ（303305）闭合KQC吸合，垂直刀架进刀机构进刀；又由于SHJ（129157）闭合，KIQ（161163）闭合，KJ继续吸合。直流回路中，KH（226220）断开，KQ（225220）闭合
13、，给定电压为正极性，由于KJ（237225）已闭合，给定电压大小为U231210；又由于KQ（57）断开K2H失电释放K2H（111）、K2H（122）断开抬刀电磁铁释放所有刀架进刀机构进入工作状态；工作台经反向反接制动进入前进慢速切入运行段，状态与位置同。往下周而复始，进入往复循环。为便于大家理解和归纳，把以上过程中各元件的状态列表如下：表11工作台自动循环工作时各元件的状态与过程对应关系表过程名称连续运行前进后退刀架进刀复位低速控制复位 抬刀换向减速KJIKQKHKIQKIHKJKQCKHCK2HSHHSHJSQJSQH前进启动工作行程前进复位前进减速前进换向后退加速后退行程后退减速后退换
14、向上表中：1、 符号“”：对继电器，表示通电吸合；对行程开关，表示动作（置位）；2、 符号“”：对继电器，表示断电释放；对行程开关，表示复位。2、反向启动自动运行工作状态：此时工作台应不在最左边的起始点位置，操作按钮是SB11A。具体请读者自行分析。3、正、反向步进工作状态：操作按钮分别是SB8A 和SB12A，此功能是用来微调工位的。四、控制横梁升降和横梁夹紧的操作：（见附图3）横梁升降操作须在工作台停止运行的情况下进行，此时KJI（101-345）闭合。图中S6HX是检测横梁是否夹紧的行程开关，当横梁处于夹紧状态时，S6HX处于复位状态。按照设计，横梁的夹紧放松是随着横梁升降自动进行的。操
15、作横梁升降按钮时，横梁先自动放松；横梁升降结束后，又自动夹紧。1、 横梁上升操作：持续按SB6ASB6A（602102）合，SB6A（608102）断KJOH通电吸合KJOH（621-623）闭合KHJ通电吸合夹紧电动机反转，执行横梁放松操作放松完成，S6HX置位S6HX（101- 621）断开KHJ断电释放；同时S6HX（101601）闭合，由于KJOH（601605）已闭合KQH通电吸合横梁上升到预定位置时，松开SB6AKJOH断电释放KJOH（601605）断开KQH断电释放横梁停止上升；同时由于KJOH（601613）闭合，电流经（101601613615）KQJ通电吸合，並自锁（KQ
16、J（6171601）闭合）夹紧电动机正转，执行横梁夹紧操作横梁初步夹紧S6HX复位S6HX（101601）断开，S6HX（101621）闭合由于KQJ（6171601）的自锁，继续横梁夹紧操作当横梁完全夹紧时，夹紧电动机出现过流，FA2（101617）断开KQJ断电释放横梁夹紧过程结束。2、横梁下降操作：此时应持续按SB7A，过程分析与上述相似。但当横梁停止下降后，随着夹紧操作的进行，有一个横梁回升过程，须提请读者注意。与横梁回升有关的电路是附图3中的（601-603-605）及（101-191-102）这两条支路。当横梁开始下降时，由于KHH的吸合KHH（101-191）常开触点闭合KTH吸
17、合KTH（603-605）触点闭合。横梁下降结束时，KHH断电释放，横梁停止下降，同时KHH（101-191）常开触点断开KTH断电，KTH（603-605）常开触点延时断开，其延时时间约在1秒左右。在这段延时时间里，KQH经由（601-603-605）支路而通电吸合，横梁回升。什么时候横梁结束回升，即KQH的重新断电，取决于（601-603-605）回路中的两个常开触点哪个先断开。如果横梁的夹紧装置提前于KTH的延时时间而实现完全夹紧，KQJ（601-603）将先于KTH（603-605）触点断开，回升将提前结束。横梁上升和下降操作整个流程总结如下：第五节 龙门刨床的各种保护环节B2012A
18、龙门刨床的保护功能十分齐全，现将电路中各种保护环节说明如下：1、主机完成接运行才能让工作台启动的联锁： K（101103）；2、过载保护：其中（705707709711）与（705713715711）两条並联支路构成过载保护电路。当过载保护动作时，能使工作台停止在起始位置，再全机停车。3、工作台点动与连续运行、前进与后退的联锁：KJI（240200）、KJI（220200）；SB8A、SB9A常开与常闭，SB12A、SB11A常开与常闭各自构成的机械互锁；KQ（123125）与KH（113115）构成的电气互锁；4、刀架手动与工作台运行、横梁升降与工作台运行联锁：KJI（101345）；5、润
19、滑泵的过载保护FRRB（167169）及油压保护KP（129131）：动作时使工作台回到起始位置再停车（主机不停车）；6、直流电动机的过流保护：FA1（103105）；7、夹紧电动机的过流保护：FA2（101617）；8、横梁处于放松过程中或横梁尚未夹紧时工作台不能工作的联锁保护KQJ（135137）、KHJ（137139）；9、欠、失压保护：KCA（703705）、KJI（107129）；10、各种限位保护：1）S1HX、S2HX：工作台前进或后退时限位保护；2）S3HX：横梁上升限位保护（装于固定梁上）；3）S4HX 、S5HX：分别装于右侧和左侧横梁上，当右侧和左侧刀架上升或横梁下降时起
20、限位保护作用；4）S6HX：作为横梁夹紧机构完成放松操作和横梁初步夹紧检测元件。S6HX复位时横梁初步夹紧，S6HX置位时横梁完成放松操作。第一章习题11标出工作台直流控制电路中正向点动，高速进给，低速进给，反向点动，反向高速，反向低速控制电路的回路标号？12标出直流控制电路中电压负反馈电压的线路标号？它在电路中起什么作用？13直流控制电路中电流截止负反馈起什么作用？标出正转控制电路电流截止负反馈起作用时的电流回路标号？14列出直流控制电路中电流正反馈的组成元件，说明它的功能？15工作台直流控制电路在克服停车爬行现象时采取了哪些措施？1.6在主电机起动控制电路中，按下起动按钮后，各接触器动作的
21、先后顺序如何？1.7时间继电器KTA和KT在电路中各起什么作用？其量值一般取多少？ 1.8电路中有两条由回路（705-707-709-711）和（705-713-715-711）组成的并联支路，其中的几个元件在这里起到了什么作用？试分析工作原理。 1.9如果主电机起动过程中因励磁发电机的故障而不能建立直流励磁电压，主电机起动过程中会出现什么现象？1.10按钮SB8A,SB9A,SB10A,SB11A,SB12A的功能分别是什么？1.11继电器KQ,KH,KJI,KIQ,KIH,KJ的功能分别是什么？1.12在工作台位于正向起始位置时，行程开关SQH,SHH,SHJ,SQJ分别处于什么状态（复位
22、或置位），其常开和常闭触点各有什么变化？1.13在工作台运行至正中间位置时，行程开关SQH,SHH,SHJ,SQJ分别处于什么状态（复位或置位），其常开和常闭触点各有什么变化？1.14在工作台运行至前进结束（最右边）位置时，行程开关SQH,SHH,SHJ,SQJ分别处于什么状态（复位或置位），其常开和常闭触点又各有什么变化？115横梁升降电路中继电（接触）器KJOH,KQJ,KHJ,KQH,KHH的功能是什么？116限位开关S6HX在电路中起什么作用？1.17说出当按下横梁下降按钮时，各继电接触器的动作顺序，实现的功能？再当松开该按钮时，各继电接触器又如何动作，实现哪些功能？1.18电路中S3
23、HX,S4HX实现什么功能？119支路（601-603-605）实现什么功能？120支路（101-617-601）实现什么功能？121支路（101-KJI345）在电路中起什么作用？第二章 自动往复直流调速系统电气控制模拟装置原理分析该模拟装置是专为高级电工的培训和考核而制作的，它保留了传统龙门刨床B2012A机床的一些基本功能。由于它应用了一些新技术，如PLC技术，PID技术，可控硅技术等，取消了传统龙门刨床中的交磁扩大机及其老式的控制电路，笨重的直流发电机组，因此从外观上看，更显得轻盈，漂亮。对于培训对象而言，由于要掌握一些新技术，无疑增加了难度。但是掌握这些新技术，是时代的要求，也是考核
24、大纲的要求。下面对该模拟装置的工作原理进行全面分析。（外形见下图。为简便起见，下面简称“直流调速装置”。图21自动往复直流调速模拟装置该装置主要由以下几部分电路组成：1、 电气主接线图：（见附图4）2、直流电机正反转调速原理示意图：（见附图5）3、工作台（横梁）自动往复（PLC）控制电路：（见附图6）4、直流电机自动调速控制系统（PID）电路图：（见附图7）5、触发电路：（见附图8）。下面重点分析直流电机自动调速部分（PID）电路和触发电路的工作原理。第一节 直流电机自动调速（PID）电路 该部分电路见附图7。“P、I、D”的意思是：P（表示比例），I（表示积分），D（表示微分）。PID电路也
25、叫“PID控制电路”，是一种线性控制电路。它将给定值与实际输出值之间的偏差的比例（P）、积分（I）和微分（D）通过线性组合构成控制量，对被控对象进行控制，故称 “PID”控制电路。它在该电路中的作用，由附图7可以看出，是为触发电路提供给定电压。因此，对该电路的基本要求是：1、 线性度和不失真度高，使控制灵敏而准确；2、 为提高龙刨工作时的稳定性，加入的各种反馈电路必须灵敏而有效。一、“PID”电路的基本组成：1、 比例线性电路：起不失真地传输和放大信号的作用。见下图： （a） 比例线性放大器 （b） 等效电路图22比例线性放大器及其等效电路 1）运算放大器的基本特性： （1）由于输入电阻Ri很
26、大，因而输入电流Ii很小，Ii 0 ； （2）由于开环电压放大倍数Ao，又由于 Ui Ao （ Ui1 Ui2 ） Ao Uo 有限值，因而 Ui （ Ui1 Ui2 ） 0 。即有 Ui1 Ui2。2）虚地端概念的得出： 若将上述放大器的同相输入端接地，使 Ui2 0， 于是依据上式可得 Ui1 0。 此时的反相输入端 即称之为虚地端，用符号“0”表示。3）虚地端的特征：该点对地电压恒为零，但对地电阻却是“无穷大”。4）存在“虚地端”的必要条件是：该点的另一个输入端接地。对于单端输入式线性放大电路，其放大倍数 （2-1式）2、 比例积分电路：起延缓信号传输的作用，克服实际设备中存在的电磁惯性和机械惯性。见图2-3：（a）比例积分放大器 （b）等效电路
