[工学]数控机床常见电气故障分析.ppt

第五章：数控机床常见电气故障分析 一、电气控制原则及电气系统的基本保护 在电力拖动控制系统中，我们需要控制的主要对象就是电动机。电动机在实际应用中，根据不同的控制要求，有启动、变速、反向和制动等操作。我们把按照不同参数的变化来实现对电动机的自动控制，称为电力拖动自动控制原则，简称电气控制原则。 在对控制系统考虑如何选用合适的控制原则时，除了要考虑其本身的特点之外，还应考虑整个电力拖动系统提出的基本要求。如工艺要求、安全可靠性、操作和维修是否方便等因素。常见的几种电气控制原则有：时间原则、行程原则、速度原则、电流原则和顺序原则等。 1、时间控制原则 在电气自动控制系统中，时间控制原则应用得最为广泛。它在交、直流电动机的启动、能耗制动电路中，以及所有与“时间”这一参数有关的控制电路中，都可以使用时间控制原则。关键需要应用的电器元件是时间继电器，由它构成的控制电路比较简单，不易受电网电压、电流等参数的影响，这种控制原则对任何型号的电动机都适用。 2、行程控制原则 凡是涉及反映运动部件运行位置的控制，都可以使用行程控制原则。它利用的参数是“行程”。它所应用的电器元件是行程开关。由它构成的控制电路比较简单，不受其他参数的影响，只与运动部件的位置有关。 4、电流控制原则 电流控制原则主要用于串励电动机与绕线转子异步电动机的分级启动、制动，并作为电路的过电流或欠电流保护。它利用的参数是“电流”，它所应用得电器元件主要是电流继电器，由它所构成的电路联锁较复杂，受各种参数的影响较大，可靠性也较差。 1）如果要求在甲接触器先通电以后，乙接触器才能通电（或不许通电），可将甲接触器的常开（或常闭）触头串接在乙接触器线圈的控制电路中；或则乙接触器线圈的电源接于甲接触器自锁触头之后，反之亦然。 2）如果在若干个条件中，只要有一个条件满足，接触器线圈就能通电，可采用并联的接法。在所有条件都满足后，接触器才能通电，可采用串联的接法。 3）若要求甲乙两只接触器不能同时接通，可在其线圈前互串对方的常闭辅助触头。即在乙接触器线圈前串接甲接触器的常闭辅助触头，在甲接触器线圈前串接乙接触器的常闭辅助触头，这样可保证每次最多只能有一只接触器通电，而另一只则不行，这种逻辑关系称为联锁（或互锁） （二）电气控制系统的基本保护 电气控制系统除了能满足生产机械加工工艺的要求外，还要保证设备能长期、安全、可靠和无故障地运行。因此保护环节是电气控制系统中不可缺少的组成部分。利用它可以保护电动机、电网、电气控制设备以及人身安全等。 2、过载保护 电动机在长期超载运行时，其绕组温升将超过允许值，这样易造成绝缘材料变脆，使用寿命变短，严重时会使电动机烧毁，过载电流越大，达到允许温升的时间就越短。所以，有必要对电动机进行过载保护。常用的过载保护电器元件是热继电器或断路器。 3、过电流保护 过电流往往是由于不正确的启动、过大的负载或因机械故障引起的堵转等原因出现的故障，其值一般比短路电流要小，在电动机的运行中，产生过电流比发生短路的可能性更大，尤其是在频繁正反转启动的电动机中更是如此。过电流保护主要用于直流电动机或绕线转子异步电动机的控制线路中，过电流继电器还可起着短路保护的作用。 4、零电压和欠电压保护 在电动机运行中，如果电源电压因某种原因消失（称零电压），那么在电源电压恢复时，若电动机自行启动，将可能使生产设备损坏，也可能造成人身事故。对整个供电系统的电网而言，同时有许多用电设备自行启动，将会引起过电流及瞬间电网电压下降。我们把在电网失电后再恢复供电时，防止电动机自起动的保护叫做零压保护。 当电动机正常工作时，电源电压过低将引起一些电器释放，造成控制线路不能正常工作，甚至会产生事故；如果电网电压过低，且电动机负载不变，则会造成电动机电流增大，引起电动机发热，严重时甚至会烧毁电动机。因此，在电源电压降到规定值以下时，需要采用保护措施，并及时切断电源，这就是欠电压保护。通常采用欠电压继电器来实现保护。 第二节：电源电路故障分析 一、电源电路的作用： 数控机床的控制电源是数控系统硬件的重要组成部分，为系统正常工作提供能源。数控机床从供电线路上取得电源后，在电器控制柜中进行分配，根据不同的负载性质和要求，提供不同容量的交、直流电压。数控机床的电源系统主要有交流与直流两个部分。 1、交流电源： 交流电源是控制系统提供能源的器件，也是给伺服驱动提供能源的器件。交流电源上也有各种保护及切换装置；有短路、过载及失压保护。 2