CA6150卧式车床的电路原理及其维修的文章，读后受益匪浅。但这种车床加工工件的最大直径为400mm，对于工件直径大于400mm的加工需求则无能为力。本文介绍的CA6150型车床的最大工件直径可达500mm，加工能力大幅提升。由于CA6150型车床可加工的工件直径更大，它的主轴电机功率也由CA6140型车床的7.5kW增加到20kW;同时由于加工所需，它的主轴电机还要求能够正转和反转。较大功率电机的停车惯性较大，所以要求主轴电机停机时需采用制动措施。在CA6150型车床电路中采用的是电源反接制动方案。维修实践说明，较多车床操作工甚至维修电工对该型车床的电路控制原理理解不准确，甚至出现分析错误，致使排除设备故障时困难较多。本文对CA6150型车床的电路原理给以分析，并提供维修实例供参考。

CA6150卧式车床属于中型车床，其外形结构如图1所示。主要组成部件有主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠、床身及冷却系统等。可用来加工各种回转表面、螺纹和端面。

一、CA6150卧式车床的电气控制

1.CA6150卧式车床的电力拖动及控制要求

(1)正常加工时一般不需反转，但加工螺纹时需反转退刀，且工件旋转速度与刀具的进给速度要保持严格的比例关系，为此主轴的转动和溜板箱的移动由同一台20kW的电机M1拖动。主轴电机M1采用直接启动的方式，可正反两个方向旋转，为加工调整方便，还应具有点动功能。由于加工的工件比较大，加工时其转动惯量也比较大，停车时不易立即停止转动，必须有停车制动的功能。CA6150型车床的正反向停车采用速度继电器控制的电源反接制动。

(2)M2为冷却泵电机，单向旋转，采用直接启动、停止方式。

(3)M3为快速移动电机，利用M3带动刀架和溜板箱快速移动。电机可根据使用需要随时手动控制启停。

(4)采用一只电流表检测电机的负载电流。

2.CA6150卧式车床电气控制原理电路分析

CA6150卧式车床的电气控制原理图如图2所示。

(1)一次主电路分析

图2电路中由隔离开关QS(在图2中的1区)将三相电源引入。主电路中有3台电机，其中主轴电机M1(在图2中的2区)电路接线分为3部分，第1部分由正转控制交流接触器KM1和反转控制交流接触器KM2的两组主触点构成电机的正反转控制接线;第2部分(在图2中的2区)为一只电流表A经电流互感器TA接在主轴电机M1的一次电路中，以监视电机绕组工作时的电流变化;利用一只时间继电器的延时动断触点，在启动的短时间内将电流表暂时短接，以防止电流表被启动电流冲击损坏;第3部分为一串联电阻限流控制部分，交流接触器KM3的主触点控制限流电阻R的接入和切除。

车床在点动调整时，为防止连续的启动电流造成电机过载，点动主回路中串联限流电阻R(在图2中的2区)，保证电路安全工作。

速度继电器KS(在图2中的2区)用作主轴电机停机时的电源反接制动，其速度检测部分与电机的主轴同轴相连，在停车制动过程中，当电机转速低于100r/min时，其动合触点断开，将控制电路中反接制动相应电路切断，完成停车制动。

冷却泵电机M2(在图2中的3区)由交流接触器KM4的主触点(在图2中的3区)控制其电源的接通与断开;快速移动电机M3(在图2中的4区)由交流接触器KM5(在图2中的4区)控制，为保证主电路的正常运行，主电路采用熔断器实现短路保护、采用热继电器对电机进行过载保护。

(2)二次控制电路分析

1)接触器、继电器的触点分布图

图2的下部矩形框内标注的数字，是控制电路按功能单元给出的区域标号，它的作用是便于检修人员快速查找到控制元件的位置。为了达到这个目的，图2中还给出继电器或接触器的触点所处的区域号，如图2右下角区域号与电路图之间给出的标记。关于这些标记的具体说明见图3。

对于继电器的触点，图3中用一条竖线将动合触点与动断触点分开，竖线左边是动合触点所处的区域编号，竖线右边是动断触点所处的区域编号。由于继电器只有动合和动断两种触点，所以标记中使用一条竖线。继电器的这个标记符号画在电路图中相应继电器下方的适当位置。

接触器的触点除了有辅助动合触点和辅助动断触点外，还有主触点，共有3类触点，所以图3中交流接触器的触点使用两条竖线将3类触点分开，最左边一列数字是接触器主触点所处的电路区号，3个相同的数字表示接触器有3个主触点处在同一电路区号内;2条竖线中间的一列数字是接触器辅助动合触点所处的电路区号;最右边一列数字是接触器辅助动断触点所处的电路区号。标记中的3类触点如果没有完全使用，则未使用的触点类别位置空缺，或者使用符号“×”去填充那些触点位置。将使用的触点类别标注在竖线旁边，读图时只要观察到哪条竖线旁有数字，就会知道这些数字代表的是主触点、辅助动合触点或者辅助动断触点，并根据数字从电路图中找到这些触点所处的位置。

2)主轴电机M1的正、反转控制

电路中接触器KM1为电机M1的正转启动接触器，KM2为反转启动接触器，KA为中间继电器。

需要正转时，点按正转按钮SB3(在图2中的7区)，接触器KM3线圈(在图2中的8区)和时间继电器KT线圈(在图2中的9区)通电，KM3主触点(在图2中的2区)动作吸合，电阻R被短接。接触器的辅助动合触点KM3-1(在图2中的10区)闭合，使中间继电器KA线圈(在图2中的10区)通电，其动合触点KA-1(在图2中的7区)闭合，使接触器KM1线圈(在图2中的7区)通电，主轴电机M1在全压下启动;接触器辅助动合触点KM1-1(在图2中的7区)闭合、中间继电器KA的动合触点KA-3(在图2中的8区)闭合使KM1自锁。如此，主轴电机M1完成了正转启动过程。

主轴电机须在停机情况下才能启动反转。需要反转时，点按反转按钮SB4，控制过程与正转类似。

KM1的辅助动断触点KM1-2(在图2中的9区)和KM2的辅助动断触点KM2-1(在图2中的7区)分别串在对方的接触器线圈的回路中，起正反转的互锁作用。

3)主轴电机M1的点动控制

调整车床时，要求主轴电机能够点动控制。点动操作过程如下。

按下点动按钮SB2(在图2中的6区)，接触器KM1线圈(在图2中的7区)通电，主触点闭合，电机经限流电阻R(在图2中的2区)接通电源，在低速下实现点动。松开点动按钮SB2，接触器KM1线圈断电，电机断开电源，停车。

4)主轴电机M1的反接制动控制

CA6150卧式车床采用速度继电器KS实现主轴电机停车时的反接制动。为了方便理解电源反接制动的工作原理，下面介绍一下速度继电器。

速度继电器是一种信号继电器，它输入的是电机的转速，输出的是触头动作信号。

速度继电器通常应用在三相异步电机的制动过程中。为了在电机电源反接制动使转速降低到一定程度时及时切断制动电源，防止电机反向启动，可以用速度继电器检测电机的减速过程，一般在转速降低到100r/min时，其触头动作，切断电机的反接制动电源，制动过程结束。

速度继电器由定子、转子和触头系统3部分组成，使用时，连接头与电机轴相连，当电机启动旋转时，速度继电器的转子随着转动，定子也随转子旋转方向转动，与定子相连的胶木摆杆随之偏转，当偏转到一定角度时，速度继电器的动断触头打开，而动合触头闭合。当电机转速下降时，继电器转子转速也随之下降，当转子转速下降到一定值时，继电器触头恢复到原来状态。一般速度继电器触头的动作转速为120r/min，触头的复位转速为100r/min。

速度继电器有正向旋转动作触头和反向旋转动作触头，电机正向运转时，可使正向动合触头闭合，动断触头断开;当电机反向运转时，可使速度继电器的反向动合触头闭合，动断触头断开。

常用的速度继电器都具有两对常开、常闭触头，触头额定电压为380V，额定电流为2A。

速度继电器在电路中的图形符号和文字符号见图4。下面以正转为例分析反接制动的过程。

设主轴电机正在正转运行，停车时按下停止按钮SB1(在图2中的6区)，接触器KM3线圈(在图2中的8区)断电，KM3主触点(在图2中的2区)断开，限流电阻R(在图2中的2区)串入主电路;按下停止按钮SB1后中间继电器KA线圈也断电，其动合触点KA-1(在图2中的7区)和KA-3(在图2中的8区)断开，接触器KM1线圈(在图2中的7区)断电，电机断开正相序电源;中间继电器KA的动断触点KA-2(在图2中的8区)闭合，当松开停止按钮SB1(在图2中的6区)后，由于此时电机转速仍然较高，速度继电器KS的正向动合触点KS-2(在图2中的8区)仍为闭合状态，故KM2线圈(在图2中的9区)经由SB1、KA-2、KS-2获得电源，接触器KM2主触点(在图2中的2区)闭合，实现对电机的电源反接制动;当电机转速降低到低于100r/min时，速度继电器KS的正向动合触点KS-2断开，接触器KM2线圈断电，电机断开电源，制动结束。

主轴电机反转时的制动与正转相似，仅提示如下。主轴电机反转时，接通反转电源的是接触器KM2;停机时接通反接制动电源的是接触器KM1，终止反接制动过程的是速度继电器的反转动合触点KS-1。

5)刀架的快速移动与冷却泵控制

转动刀架快速移动手柄，压动限位开关SQ(在图2中的12区)，接触器KM5线圈(在图2中的12区)通电，KM5主触点(在图2中的4区)闭合，刀架快速移动电机M3(在图2中的4区)接通电源启动。

M2(在图2中的3区)为冷却泵电机，启动和停止使用常规电路通过按钮SB5和SB6(均在图2中的11区)控制。

6)其他辅助环节

监视主电路负载的电流表A通过电流互感器TA(A和TA均在图2中的2区)接入，为防止电机启动、点动和制动电流对电流表的冲击，电流表与时间继电器的延时动断触点KT(在图2中的2区)并联，主轴电机启动时，KT线圈通电，KT的延时动断触点未动作，电流表被短接，启动后，KT延时断开的动断触点打开，此时电流表接入互感器的二次回路对主电路的电流进行监视。

控制电路使用控制变压器T(在图2中的5区)提供的隔离电源供电，使之更安全。此外，为便于工作，设置了工作照明灯EL(在图2中的13区)，照明灯的电压为安全电压36V，由开关SA(在图2中的13区)控制。36V电源由控制变压器T提供。