电气实习实验报告_毕业实习实验报告

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电气控制系统实习报告

----Z3050型摇臂钻床电气控制原理

目录：

一 实习性质………………………………………1 二 实习的目的和意思…………………………....1 三 实习要求………………………………………1 四 实习内容…………………………………...….1 五 工具、仪表和器材…………………………....2 六 电器器件和工作原理………………………....2 七 Z3050型摇臂钻床控制电路图.........................2 八 主电路分析........................................................4 九 故障分析............................................................4 十 检测操作原理和具体分析................................5 十一 参数选定........................................................6 十二 实习心得体会................................................8

电气控制实习报告—钻床

一 实习的性质

电气控制技术实习在学习常用低压电气设备、电气控制线路的基本控制环节，典型机床电气控制线路等章节的基础上进行的实验性教学环节，其目的是培养学生掌握本专业所必须的基本技能和专业知识，通过学习使学生熟悉并掌握各种常用低压电器设备的构造、工作原理及使用机床的电气控制的线路结构、工作原理、故障分析和排除方法。通过实习培养学生热爱专业、热爱劳动，吃苦耐劳、刻苦钻研的学习精神

二 实习的目的和意义

1．了解Z3050型摇臂钻床的结构与运动情况及拖动特点

2．掌握行程开关、断路器、电流继电器、电压继电器的结构特点、符号、型号及选择

3．熟悉以时间原则控制电动机的启动与停止电路的设计方法 4．能设计自动往返控制线路并能进行安装调试与故障维修 5．能分析绕线式异步电动机电气控制线路的工作原理

6．掌握Z3050型摇臂钻床的电气控制原理分析方法及调试技能 7．能对Z3050型摇臂钻床常见的电气故障进行分析与诊断 8．能排除Z3050型摇臂钻床常见电气故障

三 实习要求

1，懂得使用常用低压电器的实际应用，常用电器控制电路的实际应用，各种电动机控制电路的应用。

2，对于交流接触器、热继电器、时间继电器、按钮、熔断器、行程开关、低压断路器等常用低压电器具有安装、使用、维修和选择的能力

3，初步掌握常用电气控制电路的安装工艺、接线方法、操作要领，试验步骤、常见故障排除技能。

4，初步掌握常用机床电气控制电路的技术要求、电器动作原理，操作步骤、常见故障分析和排除故障技能。

四 实习内容

1，拆装交流接触器、掌握其内部结构、动作原理；短路环的位置，作用；触点的作用和接线位置；测试吸合电压以及额定电压；简单故障处理。

2，熟悉热继电器、按钮、熔断器、开关位置、低压断路器的结构、原理和安装接线规则。了解其使用方法和技术参数的选择。

3，联系各种基本电气控制线路的接线和操作，如三相异步电动机的点动和连续运转、顺序控制、两地控制、正反转控制、行程控制、Y型和三角形降压启动控制、能耗制动控制。

4，现场观察、熟悉常用机床结构、组成、操作和动作的情况、了解电器设备的位置和电气控制线路的接线方法

5，完成钻床机床电气控制系统的安装和调试。

五 实习工具、仪表和器材

1，工具：测试笔、螺丝旋具、斜口钳、尖嘴钳、剥线钳、电工刀等。2，仪表：万用表、欧姆表 3，器材：（1）控制线路一块（包括所有低压电器器件）。（2）导线及规格：主电路导线由电动机容量确定，控制线路一般采用截面为1mm的铜芯导线，按钮先一般采用0.75mm的铜芯线，导线的颜色要求主电路与控制电路必须有明显的区别，（3）备用编码套管。

六 器件及工作原理

1，行程开关：

当运动部件的挡铁碰压行程开关的滚轮时，杠杆连同转轴一起转动，使凸轮推动撞块，当撞块被压到一定位置时，推动微动开关快速动作，使其动断触点断开，动合触点闭合。2，时间继电器

当电路通电后，电磁线圈的静铁芯产生磁场力，使衔铁克服反作用弹簧的弹力而吸合，与衔铁相连的推板向右运动，推动推杆压缩宝塔型弹簧，使气室内橡皮膜和活塞缓慢向右运动，通过弹簧片使瞬时触点动作的同时也通过杠杆使延时触点延时动作，延时时间由气室进气口的节流程度决定，其节流程度可用调节螺丝完成七 Z3050型摇臂钻床控制电路图 其中的电动机用灯泡代替，因为实验器材的因为，所以用三个三相的灯泡代替，实验检验过程接两项电路，所以在检验中只能亮两个灯泡

主电路分析

Z3050型摇臂钻床共有4台电动机，除冷却泵电动机采用开关直接启动外，其余3台异步电动机均采用接触器直接启动。

M1：主轴电动机，由交流接触器KM1控制，只要求单方向旋转，主铀的正反转由机械手柄操作。M1装在主轴箱顶部，带动主轴及进给传动系统，热继电器FR是过载保护元件。

M2：摇臂升降电动机，装于主轴顶部，用接触器KM2和KM3控制正反转。因为该电动机短时间工作，故不设过载保护电器。

M3：液压油泵电动机，可以做正向转动和反向转动。正向旋转和反向旋转的启动与停止由接触器KM4和KM5控制。热继电器FR2是液压油泵电动机的过载保护电器。该电动机的主要作用是供给夹紧装置压力油、实现摇臂和立柱的夹紧与松开。

M4：冷却泵电动机，功率很小，由开关直接启动和停止。（1）主轴电动机M1的控制

按下启动按钮SB2，则接触器KM1吸合并自锁，使主电动机M1启动运行，同时指示灯HL3亮。

按停止按钮SB1，则接触器KM1释放，使主电动机M1停止旋转，同时指示灯HL3熄灭。

（2）摇臂升降控制

Z3050型摇臂钻床摇臂的升降由M2拖动，SB3和SB4分别为摇臂升、降的点动按钮，由SB3、SB4和KM2、KM3组成具有双重互锁的M2正反转点动控制电路。因为摇臂平时是夹紧在外立柱上的，所以在摇臂升降之前，先要把摇臂松开，再由M2驱动升降；摇臂升降到位后，再重新将其夹紧。

摇臂的松、紧是由液压系统完成的。在电磁阀YV线圈通电吸合的条件下，液压泵电动机M3正转，正向供出压力油进入摇臂的松开油腔，推动松开机构使摇臂松开，摇臂松开后，行程开关SQ2动作、SQ3复位；若M3反转，则反向供出压力油进入摇臂的夹紧油腔，推动夹紧机构使摇臂夹紧，摇臂夹紧后，行程开关SQ3动作、SQ2复位。由此可见，摇臂升降的电气控制是与松紧机构液压与机械系统（M3与YV）的控制配合进行的。（3）主轴箱和立柱的松紧控制

主轴箱和立柱的松、紧是同时进行的，SB5和SB6分别为松开与夹紧控制按钮，由它们点动控制KM4、KM5→控制M3的正、反转，由于SB5、SB6的动断触点（17—20—21）串联在YV线圈支路中。

操作SB5、SB6使M3点动作的过程中，电磁阀YV线圈不吸合，液压泵供出的压力油进入主轴箱和立柱的松开、夹紧油腔，推动松、紧机构实现主轴箱和立柱的松开、夹紧。

同时，由行程开关SQ4控制指示灯发出信号：主轴箱和立柱夹紧时，SQ4的动断触点（201—202）断开而动合触点（201—203）闭合，指示灯HL1灭，HL2亮；反之，在松开时SQ4复位，HL1亮而HL2灭

九 故障分析方

故障分析方法：

①行程开关SQ2不动作，SQ2的动合触点（6—8）不闭合，SQ2安装位置移动或损坏；

② 接触器KM2线圈不吸合，摇臂升降电动机M2不转动； ③ 系统发生故障（如液压泵卡死、不转，油路堵塞等），使摇臂不能完全松开，压不上SQ2；

④ 安装或大修后，相序接反，按SB3摇臂上升按钮，液压泵电动机反转，使摇臂夹紧，压不上SQ2，摇臂也就不能上升或下降。

十 检测操作原理与具体分析

Z3050摇臂钻床电气原理图（上图）1 主电路设计（2～7区）

三相电源L1 L2 L3由电源开关QS控制，熔断器FU1实现对全电路的短路保护（1区）。从2区开始就是主电路。主电路有4台电动机。

M4（2区）是冷却泵电动机，带动冷却泵供给工件冷却液。由于M4容量较小，因此不需要过载保护，由转换开关QS2直接控制。M4直接起动，单向旋转。

M1(3区)是主轴电动机，带动主轴的旋转运动和垂直运动，是主运动和进给运动电动机。它由KM1的主触点控制，其控制线圈在13区。热继电器FR1做过载保护，其常闭触点在13区。M1直接起动，单向旋转。主轴的正反转由液压系统和正反转摩擦离合器来实现，空档，制动及变速也由液压系统来实现。

M2(4～5区)是摇臂升降电动机，带动摇臂沿立柱的上下移动。它由KM2,KM3的主触点控制正反转，其控制线圈分别在15，16区。电动机M2是短时运行，因此不需要过载保护。

M3(6～7区)是液压泵电动机，带动液压泵送出压力油以实现摇臂的松开，夹紧和主轴箱的松开，夹紧控制。它由KM4,KM5的主触点控制其正反转,控制线圈分别在17，18区。热继电器FR2作过载保

护。其常闭触点在17区。熔断器FU2作摇臂升降电动机M2，液压电动机M3和控制电路的短路保护。控制电路的设计（13～19控制电区）

控制电路由控制变压器TC(8区)将380V交流电源降为127V.主轴电动机M1的控制电路（13区）。主轴电动机M1的控制电路是典型的电动机单向连续控制电路。SB1,SB2分别为砂轮电动机M1的停止和启动按钮。

摇臂升降的控制电路（14～19区）。摇臂升降由摇臂升降电动机M2作动力，按钮SB3,SB4分别为摇臂上升，下降的点动按钮，和KM3,KM2组成接触器按钮双重连锁的正反转点动控制电路（15～16区）。

由于摇臂的升降控制须与夹紧机构液压系统紧密配合：摇臂升降前，先把摇臂松开，再由M2驱动升降；摇臂升降到位后，再重新夹紧。摇臂的松开和加紧过程为：

摇臂松开：

摇臂夹紧：

由此可见，摇臂升降的电气控制是与松紧机构液压－机械系统（M3与YV）的控制配合进行的。

现以摇臂上升为例，来分析控制的全过程：

摇臂的下降由SB4控制KM3使M2反转来实现，工作过程与摇臂上升相似。

时间继电器KT为断电延时型，其作用是在摇臂升降到位，M2停转后，延时1～3s再起动M3将摇臂夹紧，其延时时间以摇臂升降电动机从切断电源到停止时惯性作用的时间而定。

摇臂升降的限位保护由行程开关SQ1实现，SQ1有两对常闭触点：SQ1-1实现上限位保护，SQ1-2实现下限位保护。

摇臂松开由行程开关SQ2控制，摇臂夹紧由行程开关SQ3控制。如果夹紧机构液压系统出现故障，摇臂不能夹紧；或者因SQ3的位置安装不当，在摇臂已夹紧后SQ3仍不能动作，那么SQ3的常闭触点长时间不能断开，会使液压泵电动机M3处于长期过载状态。因此，M3采用热继电器FR2作过载保护。

主轴箱和立柱松紧的控制（17～18区）。主轴箱和立柱的松紧控制是同时进行的。SB5和SB6分别为松开和夹紧控制按钮，和KM4,KM5组成接触器连锁的正反转电动控制电路。其工作过程如下：

由于SB5,SB6的常闭触点串联在YV线圈支路中，因此在按下SB5,SB6使M3点动正反转的过程中，电磁阀YV线圈不吸合，液压泵送出压力油，进入主轴箱和立柱的松开，夹紧油箱，推动松紧机构实现主轴箱的松开和夹紧。辅助电路设计（8～12区）

辅助电路包括信号灯电路（9～11区）和照明电路（12区）。

信号灯的工作电压6V由控制变压器TC提供。

照明灯的工作电压36V仍有控制变压器TC提供。按下照明灯开关SA，钻床照明指示灯EL亮。为保证安全，EL的一端接地。熔断器FU3作照明电路的短路保护。

十一 参数的选定

（1）热继电器的选定

FR1的选定：

FR1实现对电动机M1的过载保护。按照“热继电器元件的额定电流 应接近或略大于电动机的额定电流 ”的原则：

＝（0.95～1.05）（取系数为1）（1）应大于等于6.8A.又因为鼠笼式三相异步电动机M1采用直接启动方式，为△接法，故必须采用三相结构带断相保护的热继电器。

所以，FR1的型号应选定为JR16-20/3D.规格为9号热元件整定电流6.8A.同理，FR2的型号选定为JR16-20/3D.规格为6号热元件整定电流2.1A（2)接触器的选定

接触器KM1的选定：

主触点额定电流一般是根据电动机容量 来计算，即 ≥ × ／K（2）

K为经验常数，一般取1～1.4； 为电动机额定线电压，为电动机功率； 为接触器主触点额定电流。所以，≥3000／380＝7.9A.（K取1）。在这里取10A就已经满足要求。但是，对于频繁启动、正反转工作的电动机，为了防止接触器主触点的烧蚀和过早损坏，应将其额定电流降级使用，所以选择型号CJ10-20。

同理，KM2,KM3,KM4,KM5应选择性的型号为CJ10-10.（这里不再一一计算）。

（3）熔断器的选定

FU3的选定：

因为FU3对EL（40W,36V）其保护作用，故熔体额定电流

≥40／36＝1.1A 取 ＝2A

因为熔断器额定电流不小于熔体额定电流，所以熔断器电流选为15A.所以FU3的型号应选定为RL1-15,规格为380V 15A配2A熔体。

FU2的选定：

对于多台电动机长期共用一个熔断器保护的情况，按照经验公式来选择：

≥（1.5～2.5）＋（3）

即 ≥1.5×3.7＋2.1＝7.55A（常数取1.5）这里取 ＝10A.熔断器额定电流选为15A。

所以，FU2的型号应选定为RL1-15,规格为380V 15A配10A的熔体。

FU1的选定：

按照上面的经验公式计算：

≥2.5×6.8+3.7+2.1＝22.8A(常数取2.5)这里取25A。

所以，FU1的型号应选定为RL1-60,规格为380V 60A配25A熔体。

（4）电磁阀的选定

考虑到电磁阀在控制电路中所起的作用（在通电吸合后，产生电磁力使阀杆移动，达到控制油路开闭及换向目的），以及额定吸力、额定行程、操作频率等方面，其型号选定为MFJ1-3.线圈电压为127V（与控制变压器电压保持一致）。

（5）时间继电器的选定

因为控制电路中的时间继电器是断电延时型，且有动合触

点，因此选择其型号为JS7-4A。线圈电压为127V（与控制变压器电压保持致）。

（6）控制变压器的选定

当控制回路电器较多，电路复杂时，一般采用变压器降低电压，以提高电路的安全可靠性。控制变压器主要根据所需容量及一次侧和二次侧的电压等级来选择，其容量可以根据经验公式开计算：

≥0.6 +1.5（4）

为控制回路承担最负载时所有电器所需的总功率；

为同时启动的电器总吸持功率；

由电气原理图知：KM1、KM4、YV可以同时启动。所以根据公式：

≥0.6（22＋11＋48）＋1.5×48＝120.6 所以，其容量选定为150.又由于需要，该变压器须带有抽头。根据控制电路电压不宜过高和机床电路的一般取用原则，以127-36-6.3V为宜。

所以，控制变压器的型号选定为BK-150.（7）按钮的选定 根据控制需要，所有按钮只需一个动合触点和一个动断触点，因此可选型号为LA19-11.需要带指示灯的，可选型号为LA19-11D.指示灯电压为6V.颜色按规定选择。

其他元器件的选定见元器件明细表。

元器件明细表

符号 名 称 型 号 规 格 数量 用 途

M1 主轴电动机主运动和进给运动动力（用三个三相的灯泡代替）

M2 摇臂升降电动机摇臂升降动力（用三个灯泡代替）

M3 液压泵电动机驱动液压泵（用三个灯泡代替）

十一 实习心得体会

（一）实习的意义

自动化自始至终学习的都是以电和程序以及系统有关的，很多东西都是具体而又抽象的，在刚刚接触的短暂的时间内，也是朦朦懂懂的混过去，没有结合实际的应用和实际操作光是在理论上下功夫，学到的知识不仅是很少的，而且也是很容易忘记的，一个自然的习惯就是学而没有进行运用很快就是忘记的了，所以在自动化的学习当中几乎每个学习都有一次的实习的安排，主要是加深了学生在一个学期中所学到的东西和结合自己的设计设想进行实际的运用，同时也是培养大学生的动手操作能力，在现在的社会看来，很多企业的老板都是认识大学生理论性是很强的，但是操作却是不行的，所以要加深和巩固自己的全面的知识，我们以学习结合实践，努力的培养自己是全方面的人才

（二）实习注意的安全问题

这次实习的制作系统的是钻床的控制系统，说到钻床在工业上是常见的，而且像是自动化话的专业也是应该最熟悉的，因为在大一的实习经历的是金工实习也稍微的对钻床的初步的理解，但是这次是教我们怎么去制作钻床的控制系统，制作属于自己的操作系统。

钻床工业上的用电是380V的，虽然我们在实习中心外接电源由我们自主的选择，但是电的问题还是值得很多提醒的，在现实生活中因电而出现的问题也是最大的，所以在这次的实习过程中，我们也是最重视的就是电的问题，首先就是接电的安全，在连接线路过程中一般都不要带电的操作，同时当电路因为故障而出现问题不工作的时候我们也不能带电的去检测电路的，这是很危险的，虽然没有380V的高压电，但是超过36V以上的电压也足已让人感觉有反应，多少还是对人体的健康有害的同时在这次的实习过程中，我们用到了很多的电器器件，同样也理解了很多的电路器件，有的是我们在家经常见到的，但是有的我们只能在学习的课本上见到的，但是通过实习系统的制作让我们也理解和很多的电器控制器件

每一种电器都有它的工作特点和操作特点，在检测过程中也是无不考虑到的，虽然现在用的是低压的，但是我们不能忽视在工作岗位上接触的高压的电路，所以对于电的东西我们是不能马虎的（三）实习结束的体会

在这将近期末的学期实习当中也是最紧张，也是最繁忙的，一边要按时的完成我们实习的作品，二是要抓紧时间复习我们的学习的功课，每一项对我们来说都是极其的重要的。

在次的制作就是对钻床系统的模拟制作和检测，一组是八个人，虽然比起复杂的系统这是不算什么的，但是用到的线路很多，用到的器件也是很多，很凌乱，所以每个步骤都是一步一步细心的进行，要是重新弄是最麻烦的，这不近要靠个人的独立见解同样也要靠团体的合作

这次的实习我们组进行的很顺利，虽然不是什么大的工程项目的成功，但是每个人都有不一样的成就感，是个人的一个大的成功也是团体的一个小小的成功，这不仅告诉我们，只要我们认真的做每一件事都是可以行的其中这产品的验收之前也是最烦恼的时刻，三番五次的进行试验电路的检测，当在接电检测的时候有的工作有的不工作，主要是之前在用电器器件之前我们没有仔细的对电器器件的检测，所以有点点麻烦是不可避免的，但是在我们团体的合作的情况下，在大家努力的坚持的情况下最终还是顺利的解决的了，最终还是成功的上交我们的产品

另外在我们大三大四的时候我们也见识到了本科和专科的差别，在动手实习上，专业升本的学生动手能力确实的比我们的强，设计和规划上也是比我们的好看，这是大家一致认同的，这也是值得我们向他们学习的地方，虽然在学习和理论上我们有的差别，但是实际才是硬道理