本科生课程设计报告课程名称：电器原理与应用题目：普通机床电气电路的设计与分析姓名：韩旭学号：3073031091学院：电气工程学院专业：电气工程及其自动化指导教师：陈阳生提交日期：2010年6月29日普通机床电气电路的设计与分析一、背景材料普通卧式车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，主要用来车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型表面，并可以通过尾架进行钻孔、铰孔、攻螺纹等加工。1、主要结构和运动情况普通卧式车床结构主要有床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杆和光杆等部分组成，如图1。图11—进给箱2—挂轮箱3—主轴变速箱4—溜板与刀架5—溜板箱6—尾架7—丝杆8—光杆9—床身车床的主运动为工件的旋转运动，它是由主轴通过卡盘带动工件旋转，其为车削加工时的主要切削功率。车削加工时，应根据加工工件，刀具种类、工件尺寸、工艺要求等来选择。不同的切削速度，普通车床一般采用机械变速，车削加工时，一般不要求反转，但在加工螺纹时，为避免乱扣，要反转退刀，再以正向进刀继续进行加工，所以要求主轴能够实现正反转。车床的进给运动是溜板带动刀架的横向或纵向的直线运动。其运动方式有手动和机动两种。主运动与进给运动由一台电动机驱动并通过各自的变速箱来调节主轴旋转或进给速度。此外，为提高效率、减轻劳动强度，车床的溜板箱还能快速移动，称为辅助运动。2、C650车床对电气控制的要求普通卧式车床由三台三相笼型异步电动机拖动，即主轴电动机M1、冷却泵电动机M2和刀架快速移动电动机M3。从车削加工工艺要求出发，对各电动机的控制要求是：(1)主轴电动机M1,11kW，采用全电压下的空载直接起动，能实现正、反向旋转的连续运行。为便于对工件作调整运动，即对刀操作，要求主轴电动机能实现单方向的点动控制，同时定子串入电阻获得低速点动。(2)主轴电动机停车时，由于加工工件转动惯量较大，采用反接制动。加工过程中为显示电动机工作电流设有电流监视环节。(3)冷却泵电动机M2，200W，用以车削加工时提供冷却液，采用直接起动，单向旋转，连续工作。(4)快速移动电动机M3，2kW，单向点动、短时运转。(5)电路应有必要的保护和联锁，有安全可靠的照明电路。3、电气控制电路图图2普通车床电气原理图。二、实验任务1、分析车床的电气控制电路的工作原理（图2）。2、已知电动机M1，M2，M3功率分别为15KW，300W，3KW，电压等级都是380V。请仔细分析计算各主要元器件的工作参数和要求，并在此基础上，查阅产品样本，选择合适的型号，生产厂家，并说明选用的原则。3、如果M1主轴电机控制改为由变频器驱动，请设计变频器供电电路，设计变频器的接口电路，实现图2中，主轴电机的所有控制功能。同时，请说明有哪些变频器参数必须设置。三、车床的电气控制电路的工作原理分析1、主电路分析三相交流电由隔离开关QS引入，熔断器FU1、FU2、FU3分别为主电动机M1、冷却泵电动机M2和快速移动电动机M3的短路保护，热继电器FR1、FR2分别为主电动机M1、冷却泵电动机M2的过载保护，快速移动电动机M3为短时间隙工作，不设过载保护。KM1、KM2分别控制主电动机M1的正反转，KM4控制冷却泵电动机M2的运转，KM5控制快速移动电动机M3的运转。电阻R为限流电阻，在点动起动和反接制动时接入主电路以限制过大的电流。在电机正常运转时，KM3闭合将限流电阻R短路，使电机运行在额定状态。2、控制电路分析(1)主电动机的点动调整控制按下SB2，接触器KM1线圈得电（但不自锁，因为KA未得电），KM1主触点闭合，由于KM3不得电，三相电源通过限流电阻R接入电机M1，使电机起动。若松开SB2，则KM1线圈失电，主电机停转。(2)主电动机的正反转控制主电动机M1的正转控制如下：按下SB3，KM3线圈首先得电，其主触点闭合将限流电阻R短路；KM3动合触点闭合，从而KA线圈得电并自锁。KA线圈得电后，KA动合触点闭合，锁住KM3，同时使KM1线圈得电。KM1主触点闭合，主电动机M1正转；KM1动合触点闭合形成自锁。此时，主电动机M1连续正转。主电动机M1的反转控制也类似：按下SB4，KM3线圈首先得电，其主触点闭合将限流电阻R短路；KM3动合触点闭合，从而KA线圈得电。KA线圈得电后，KA动合触点闭合，锁住KM3，同时使KM2线圈得电。KM2主触点闭合，主电动机M1反转；KM2动合触点闭合形成自锁。此时，主电动机M1连续反转。KM1和KM2的动断触点分别接在对方的控制回路中，形成电气互锁，防止电机正