電控技術設計要求及任務書

1、1、繼電-接觸器控制電路基本環(huán)節(jié)分析題目1下圖為一錯誤的正反轉(zhuǎn)電路，試指出其中錯誤并加以改正。L1 L2 L3FU1M 1二 FR192 .試設計可以兩地操作的對一臺電動機實現(xiàn)連續(xù)運轉(zhuǎn)和點動工作的電路。3. 分析下圖工作原理。(1)能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn);4.下圖所示的正反轉(zhuǎn)控制電路(主電路略)中，想達到以下兩條要求:(2)兩個方向運轉(zhuǎn)時能過載保護。試分析線路圖有何錯誤。FU2sbiF AKM2SB2F»tI I EMIK«25.分析下圖工作原理。LI L2 L3FU2FRlFUlFR2SBlKM2FR2KillSB 3 -1FRl3MlKH26.為了調(diào)整某加工工件的位置，需要對電動

2、機實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)點動控制。試畫出其控制線路圖 （包括主電路），并說明工作原理。7.有人設計出下圖所示的具有過載保護的正轉(zhuǎn)控制線路，試分析線路圖的錯誤。LI L£ L3FUSB1北2mEMm »7Qfk|&分析下圖工作原理。LI L2 L3FU2FtnE12SB1 KII2F 阿1甜4二KM1 SB 23 FR2Ml30KMlKMl2繼電器、接觸器電氣控制系統(tǒng)的設計目前，一些簡單設備的控制系統(tǒng)仍采用繼電器-接觸器控制，也稱常規(guī)控制或傳統(tǒng)控制。盡管數(shù)控系統(tǒng)和可編程控制器控制越來越多，但是，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)設備、 沒有改造的設備擁有量還較多，另一方面數(shù)控化有較長的發(fā)展過程，而且一些

3、簡單系統(tǒng)根本不需要微機控制。因此，學習和掌握機械設備繼電器、 接觸器電氣控制系統(tǒng)的設計是極為重要的。本章主要敘述電氣控制設計的基本原則、基本內(nèi)容、電力拖動方案和電動機的選擇。一、電氣控制設計的基本原則、基本內(nèi)容和設計程序：樹立工程實踐的觀點，這是高質(zhì)量完設計工作的首要問題是必須樹立正確的設計思想， 成設計任務的根本保證。（一）電氣控制設計的基本原則：在設計過程中，通常應遵循以下幾個原則：1. 最大限度滿足機械設備和工藝對電氣控制系統(tǒng)的要求。2. 在滿足控制要求的前提下， 設計方案力求簡單、 經(jīng)濟和實用， 不宜盲目追求自動化和 高指標。3. 把電氣系統(tǒng)的安全性和可靠性放在首位，確保使用安全、可靠

4、。4. 妥善處理機械與電氣的關系， 要從工藝要求、 制造成本、 機械電氣結(jié)構(gòu)的復雜性和使 用維護等方面綜合考慮。（二）電氣控制設計的基本內(nèi)容： 電氣控制設計包括原理設計與工藝設計兩個基本部分。 1、原理設計內(nèi)容： 擬訂電氣控制設計任務書。 選擇拖動方案、控制方式和電動機。 設計并繪制電氣原理圖和選擇電器元件并制訂元器件目錄表。 對原理圖各連接點進行編號。2、工藝設計內(nèi)容： 根據(jù)電氣原理圖（包括元器件表），繪制電氣控制系統(tǒng)的總裝配圖及總接線圖。 電器元件布置圖的設計與繪制。 電氣組件和元件接線圖的繪制。 電氣箱及非標準零件圖的設計。 各類元器件及材料清單的匯總。 編寫設計說明書和使用維護說明書。

5、（三）電氣控制設計的一般程序 : 設計程序一般是先進行原理設計再進行工藝設計， 詳細的設計程序同前述設計內(nèi)容的排 序相同。除電氣設計任務書以外，其余內(nèi)容后面要詳述。 設計任務書是整個系統(tǒng)設計的依據(jù)，同時又是今后設備竣工驗收的依據(jù)?；緝?nèi)容為： 給出機械及傳動結(jié)構(gòu)簡圖、工藝過程、負載特性、動作要求、控制方式、調(diào)速要求及 工作條件。 給出電氣保護、控制精度、生產(chǎn)效率、自動化程度、穩(wěn)定性及抗干擾要求。 給出設備布局、安裝、照明、顯示和報警方式等要求。 目標成本與經(jīng)費限額、驗收標準及方式等。二、電力拖動方案確定原則和電動機的選擇：（一）電力拖動方案確定原則： 交流電機特別是籠型異步電動機結(jié)構(gòu)簡單、 運

6、行可靠、 價格低廉、 維修方便、 應用廣泛， 所以在選擇電力拖動方案時， 首先應盡量考慮籠型異步電動機， 只有那些要求調(diào)速范圍大和 頻繁起制動的機械設備， 才考慮采用直流或交流無級調(diào)速系統(tǒng)。 因此， 應依機械設備對調(diào)速 的要求來考慮電力拖動方案。1、對于一般無特殊調(diào)速指標要求的機械設備，應優(yōu)先采用籠型異步電動機。2、對于要求電氣調(diào)速的機械設備，應根據(jù)調(diào)速技術要求，如調(diào)速范圍、調(diào)速平滑性、 調(diào)速級數(shù)和機械特性硬度來選擇電力拖動方案。 若調(diào)速D=23（其中D=nnax/nmin）,額定負載下，調(diào)速級數(shù)W 24，般采用可變極數(shù) 的雙速或多速籠型異步電動機。 若D=310,且要求平滑調(diào)速時，在容量不大

7、的情況下，應采用帶滑差電磁離合器的 籠型異步電動機拖動方案。 若調(diào)速D=10100,可采用晶閘管直流或交流調(diào)速拖動方案。電力拖動系統(tǒng)設計時，電動機的調(diào)速性質(zhì)應與負載特性相適應調(diào)速性質(zhì)是指在整個調(diào)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)矩和功率與轉(zhuǎn)速的關系，有恒功率和恒轉(zhuǎn)矩輸出兩種。以車床為例，其主運動需要恒功率傳動， 進給運動則要求恒轉(zhuǎn)矩傳動。 若采用雙速籠型異步電 動機，當定子繞組由三角形改成雙星形連接時，轉(zhuǎn)速由低速升為高速，而功率卻增加很少， 適用于恒功率傳動。但當定子繞組由低速的星形連接改成雙星形連接后，轉(zhuǎn)速和功率都增加一倍，而電動機輸出轉(zhuǎn)矩卻保持不變，適用于恒轉(zhuǎn)矩傳動。（二）電動機的選擇因此，正確地選擇電動機具有重

8、要的意義。機械設備的運動部分大多數(shù)由電動機驅(qū)動。1電動機結(jié)構(gòu)形式的確定只有在特殊場合才采用某些特殊結(jié)構(gòu)的電動一般來說，應采用通用系列的普通電動機，機，以便于安裝。（開啟式）電動機。對易產(chǎn)生懸浮飛揚的鐵屑應采用圭寸閉式為在通常的環(huán)境條件下，應盡量選用防護式 或廢料、或者切消液、工業(yè)用水等有損于絕緣的介質(zhì)能侵入電動機的場合， 宜。煤油冷卻切削刀具或加工易燃合金的機械設備應選用防爆式電動機。2.電動機容量的選擇正確地選擇電動機容量具有重要意義。電動機容量選得過大是浪費，且功率因數(shù)降低；選得過小，會使電動機因過載運行而降低使用壽命。電動機容量選擇的依據(jù)是機械設備的負載功率。若機械設備總體設計中確定的機

9、械傳動P=P/n0.60.85。式中，n為機械傳動效率，一般取為3.電動機轉(zhuǎn)速的選擇籠型異步電動機的同步轉(zhuǎn)速有功率為Pi,則所需電動機的功率 P為：3000、1500、750和600r/min等幾種。一般情況下選用 同步轉(zhuǎn)速為1500r/mi n的電動機。因為這個轉(zhuǎn)速下的電動機適應性強，而且功率因數(shù)和效率也較高。對于一定容量，轉(zhuǎn)速選得越低，則電動機的體積就越大，價格也越高，并且功率因 數(shù)和效率也越低。但選得太高，則增加了機械部分的復雜程度。4. 籠型異步電動機的系列Y系列電動機是全國統(tǒng)一設計的新系列產(chǎn)品，它具有效率高、起動轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振 動小、性能優(yōu)良、外形美觀等優(yōu)點，功率等級和安裝尺寸符

10、合國際電工委員會標準。一般電動機的銘牌上有名稱、型號、功率、電壓、電流、頻率、接法、工作方式、絕緣 等級、產(chǎn)品編號、重量、生產(chǎn)廠家和出廠日期等欄。若電壓寫380V,接法寫聯(lián)接，表示定子繞組的額定電壓為 380V,應接成聯(lián)接。 若電壓寫380V/220V，接法寫Y/ 聯(lián)接，表明電源線電壓為 380V,應接成丫聯(lián)接；電源線 電壓為220V,應接成聯(lián)接。電流是指電動機繞組的輸入電流。如果寫有兩個電流值， 表示定子繞組在兩種接法時的輸入電流。三、電氣控制線路的設計它的設計是設在總體方案機械設備電氣原理圖包括機械設備電氣控制線路圖和電氣元器件目錄表， 備電氣系統(tǒng)設計的中心環(huán)節(jié)，而電氣控制線路的設計又是這

11、一環(huán)節(jié)的核心內(nèi)容。確定之后的具體設計是從電氣原理圖開始的，各項設計要求和指標主要是通過電氣原理圖來實現(xiàn)的，同時，它又是工藝設計和編制各種技術資料的依據(jù)。在具體設計時，熟練掌握（一）電氣原理圖設計的基本方法 電氣原理圖的設計是在拖動方案及控制方式確定之后進行的。下面幾種基本方法的應用是極為重要的。1 經(jīng)驗設計若控制系統(tǒng)較簡單， 可采用經(jīng)驗設計法， 也就是利用前面學過的基本電路的知識， 按照 主電路7控制電路7輔助電路7聯(lián)鎖與保護7總體檢查7反復修改與完善的步驟進行。2邏輯設計所謂邏輯設計是指： 參照在控制要求中由機械液壓系統(tǒng)設計人員給出的執(zhí)行元件及主令 電器工作狀態(tài)表， 找出執(zhí)行元件線圈同主令電

12、器觸點間的關系， 將主令電器的觸點作為邏輯 自變量，執(zhí)行元件線圈作為邏輯應變量，寫出有關邏輯代數(shù)式;當無法寫出全部邏輯式時， 只能憑經(jīng)驗逐個增設中間繼電器， 將它們的觸點也當作邏輯自變量， 直到能寫出全部邏輯式 為止，另一方面，還要寫出中間繼電器自身的邏輯式;最后，根據(jù)邏輯式作出對應電路。但 是，一般當系統(tǒng)復雜時才采用邏輯設計法， 而在當前條件下， 較復雜的系統(tǒng)應采用可編程序 控制器控制。不合理、不經(jīng)濟等現(xiàn)象， 因此在設計過程（二）電氣原理圖設計的注意點 有時候，設計出來的實際線路會出現(xiàn)不正確、 中，應注意：2-1 為一個產(chǎn)生這種現(xiàn)象的典型電路。KT通電，電動機 M運轉(zhuǎn)，延時到后，電動機1避免

13、“臨界競爭和冒險現(xiàn)象”的產(chǎn)生，圖 圖 2-1 電路的設計意圖是：按動 SB2 后， KM1、M停轉(zhuǎn)M運轉(zhuǎn)。正式運行時，會產(chǎn)生這樣的奇特現(xiàn)象：有時候可正常運行，有時候就不行。 原因在于圖4-4電路設計不可靠，存在臨界競爭和冒險現(xiàn)象。KT延時到后，其延時常閉觸點總是由于機械運動原因先斷開而延時常開觸點晚閉合，當延時常閉觸點先斷開后，KT線圈隨即斷電， 由于磁場不能突變?yōu)榱愫豌曡F復位需要時間， 故有時候延時常開觸點來得及閉 合，但有時候因受到某些干擾而失控。若將KT延時常閉觸點換上 KM常閉觸點以后，就絕4-5 所示。對可靠了。改進后的電路如圖2盡量減少電器元件觸點數(shù)量，圖 4-6 為一個實例。圖節(jié)

14、省了一個 KM1 常開觸點，通過兩個線圈共用同個觸點來實現(xiàn)。3. 合理安排電器元件觸點位置。4. 盡量減少電氣線路的電源種類，電源有交流和直流兩大類， 交直流兩大類，要盡量采用同一類電源。電壓等級應符合標準等級， 220 V、 127 V、 110 V、 36 V、 24 V、 6.3V ，直流為：4-6a 不合理；圖 4-6b 較合理，接觸器和繼電器等也有如交流一般為：12 V、24 V 和 48V。380 V、5盡量減少電器元件的品種、規(guī)格、數(shù)量和觸點。同一用途的電器元件，盡可能選用 同一型號規(guī)格。 實現(xiàn)同一控制功能的電路可以有多個， 電器元件的觸點用得最少的電路最優(yōu)。6盡可能減少通電電器

15、數(shù)量。例如，時間繼電器在完成延時控制功能以后就應斷電， 以利節(jié)能和延長壽命。（三）原理圖設計舉例-CW6163型臥式車床電氣原理圖的設計1 課題概述和設計要求CW6163型臥式車床是性能優(yōu)良應用廣泛的普通小型車床，工件最大車削直徑為630mm工件最大長度為1500 mm其主軸運動的正反轉(zhuǎn)依靠兩組機械式摩擦片離合器完成，主軸的 制動采用液壓制動器， 進給運動的縱向左右運動、 橫向前后運動以及快速移動都集中由一個 手柄操作。對電氣控制的要求是： 由于工件的最大長度較長，為了減少輔助時間，除了配備一臺主軸運動電動機以外， 還應配備一臺刀架快速運動電動機，主軸運動的起、停要求兩地操作。 由于車削時會產(chǎn)

16、生高溫，故需配備一臺普通冷卻泵電動機。 需要一套局部照明裝置以及一定的工作狀態(tài)指示燈。M;冷卻泵電動2電動機的選擇 根據(jù)課題概述和設計要求，可知需配備三臺電動機：主軸電動機，設為 主軸電動機 M選定為 Y160M-4 冷卻泵電動機 M選定為JCB-22 快速電動機 M選定為Y90S- 4 3電氣控制線路圖的設計 主電路的設計 主軸電機 M。M的功率較大，超過的正反轉(zhuǎn)通過機械式方式進行的，所以 設計時還應考慮到過載保護，并采用電流表機，設為M;快速電動機，設為 M。通常電動機的選擇在機械設計時確定。11kW， 380V， 22.6A， 1460r/min ）。 0.125kW， 380V， 0.

17、43A， 2790r/min ）。10kW但是由于車削是在起動以后進行，并且主軸M采用單向直接起動控制方式，用KM進行控制。在PA監(jiān)視車削量，就可得到控制 M的主電路如圖1.1kW， 380V， 2.7A， 1400r/min ）。M。由于電動機 M和M的功率較小，額定電流分別為0.43A 可分別用交流中間繼電器KA和KA2替代接觸器進行控故不設過載保護， 這樣可得到控制 M和M3的主電路如圖4-7所示。從圖4-7中可看到M未設置短路保護，它的短路保護可由機械設備的前一級配電 箱中的熔斷器擔任。冷卻泵電動機 M和快速電動機 和2.7A，為了節(jié)省成本和縮小體積， 制。由于快速電動機 M短時運行，

18、 4-7 所示。 控制電源的設計考慮到安全可靠和滿足照明及指示燈的要求，采用控制變壓器TC供電，其一次側(cè)為交6.3V 提供給指示燈電路， 具體接線情況如流380V,二次側(cè)為交流127V、36V和6.3V，其中：127V提供給KM和中間繼電器 KA及KA2 的線圈，36V交流安全電壓提供給局部照明電路， 圖 4-7 所示。考慮到操作方便，主電機M1 可在機床床SB及SB和SB及SB進行操縱，實現(xiàn)兩 控制電路的設計 主軸電動機M1的控制。由于機械設備比較大，頭操作板上和刀架拖板上分別設置起動和停止按鈕 地控制，可得到 M1 的控制電路如圖 4-7 所示。冷卻泵電動機M和快速電動機M。M采用單向起停

19、控制方式，而M采用點動控制方式，具體電路如圖 4-6 所示。具體電路如圖 4-7 示。QS接通以后立即發(fā)光顯示，表示機 紅色）表示主軸電動機是否運行。電路如圖 4-7 局部照明與信號指示電路的設計設置照明燈EL、燈開關SA和照明回路熔斷器 F5 可設三相電源接通指示燈HL2 綠色），在電源開關床電氣線路已經(jīng)處于供電狀態(tài)。另外，設置指示燈HL1此兩指示燈HL和HL可分別由接觸器 KM的常開和常閉觸點進行切換通電顯示， 所示。在操作板上設有交流電流表PA它被串接在主軸電動機的主回路中，用以指示機床的工作電流。這樣可根據(jù)電動機工作情況調(diào)整切削量使主電機盡量滿載運行，以提高生產(chǎn)效率，并能提高電動機的功

20、率因數(shù)。4. 電氣元件的選擇（1）電動機的選擇：實際上是在機電設計密切配合下并進行實際實驗的情況下定型的。 現(xiàn)在我們來進行其它電氣元件的選擇。（2）電源開關的選擇：電源開關QS的選擇主要考慮電動機 MM的額定電流和起動電流， 而在控制變壓器 TC二次側(cè)的接觸器及繼電器線圈、 照明燈和顯示燈在 TC 一次側(cè)產(chǎn)生的電流 相對來說較小，因而可不作考慮。已知M、M和M的額定電流分別為 22.6A、0.43A和2.7A，易算得電流之和為 25.73A， 由于只有功率較小的冷卻泵電動機M和快速移動電動機 M為滿載起動，如果這兩臺電動機的額定電流之和放大 5倍，也不過15.65A，而功率最大的主軸電動機M為

21、輕載起動，并且M短時動作，因而電源開關的額定電流就選25A左右，具體選擇QS為：三極轉(zhuǎn)換開關，HZ10-25/3型額定電流 25A。(3)熱繼電器的選擇：根據(jù) M和M的額定電流，F(xiàn)R應選用 額定電流為25A，額定電流調(diào)節(jié)范圍為1625A,工作時調(diào)整為熱繼電器。熱元件額定電流為0.4A，額定電流調(diào)節(jié)范圍為 接觸器的選擇：因主軸電動機04JR0-40型熱繼電器。熱元件22.6A。FRa應選用 JR0-40 型0.64A ,工作時調(diào)整為 0.43A?？刂苹芈冯娫?27V,需主觸點三對，輔助點常開觸點兩對，輔助常閉觸點 流40A,線圈電壓 127V。(5) 中間繼電器的選擇：冷卻泵電動機和2.7A,所

22、以KA和KA2都可以選用普通的M的額定電流為 22.6A，KM應選用CJ10-40型接觸器，主觸點額定電M和快速電動機M的額定電流較小，分別為0.43AJZ7-44型交流中間繼電器代替接觸器進行控制，每個中間繼電器常開常閉觸點各有4 個,額定電流為5A,線圈電壓為127V。(6) 熔斷器的選擇：熔斷器FU對M和M進行短路保護，M和M的額定電流分別為 0.43A 和2.7A，根據(jù)多臺電動機共用一個熔斷器時熔體額定電流的計算公式：I fu > ( 1.52.5 ) I Nmax!刃 N若取系數(shù)為2.5,算得Ifu M.18A，因此可選用 RL1-15型熔斷器，配用10A熔體。1 1 12 1

23、 3 14 15 16 71 8 19 11總開關1主軸1短路保護冷卻泵1快速移動1變壓器和照明及顯示主軸控制1冷卻泵控制1快移控制1FU125ATC100VA380V/1276.3、36V14 FR116 FR2L1._L2._尸W2L3 O£' coU12V12W2QS KM J7補U11V11W11PAAKA8、9 VWV2：W22K/2U1FR116FR27U2U3V3M23W3Qm3£ 6.3V127VFU2 1 -15 二I36VUJ FU31弟SA018T*ELkM km7 )7 fI 6-HlJhL21219SB3E-AKMSE4rKMl田5SB7E

24、-k Et£B6IE-VA11 KA213熔斷器FL2和Fd的選擇將同控制變壓器的選擇結(jié)合進行。(7)按鈕的選擇：三個起動按鈕 SB、SB4和SB6可選擇LA-18型按鈕，黑色；三個停止按 鈕SB、SB和SB5也選擇LA-18型按鈕，顏色為紅色；點動按鈕SB7型號相同，顏色為綠色。照明燈EL和燈開關SA成套購置，EL可選用JC2型，交流(8) 照明燈及燈開關的選擇：36V，40W(9) 指示燈的選擇：指示燈 綠色。(10) 電流表的選擇：電流表(11) 控制變壓器的選擇：控制變壓器可實現(xiàn)高低壓電路的隔離，使得控制電路中的電氣元件，如按鈕、行程開關和接觸器及繼電器線圈等同電網(wǎng)電壓不直接

25、相接，提高了安全性。HL和HL2,都選用ZSD-0型，6.3V , 0.25A，分別為紅色和PA可選用 62T2 型，050A?？刂谱儔浩骺蓪崿F(xiàn)高低壓電路的隔離,另外各種照明燈、指示燈和電磁閥等執(zhí)行元件的供點電壓有多種，有時也需要用控制變壓器6.3、12、降壓提供。常用的控制變壓器有 BK-50、100、150、200、300、400和1000等型號，其中的 數(shù)字為額定功率（VA），次側(cè)壓一般為交流 380V和220V,二次側(cè)壓一般為交流24、36和127V?？刂谱儔浩骶唧w選用時要考慮所需電壓的種類和進行容量的計算?？刂谱儔浩鞯娜萘?P可以根據(jù)由它供電的最大負載所需要的功率來計算，并留有一定的

26、余量，這樣可得經(jīng)驗公式：P=K：P式中：P -電磁元件的吸持功率和燈負載等其它負載消耗的功率；K為變壓器的容量儲備系數(shù)，一般取1.1 “1.25。雖然電磁線圈在起動吸合時消耗功率大，但變壓器有短時過載能力，故式子中，對電磁器件僅考慮吸持功率。對本實例而言，接觸器KM的吸持功率為12W中間繼電器KA和KA的吸持功率都為12W 照明燈EL的功率為40W指示燈HL1和HL2的功率都為1.575W，易算得總功率為 79.15W，若 取K為1.25，則算得P約等于99W因此控制變壓器 TC可選用BK-100VA, 380、220V/127、 36、6.3V。易算得KM KA和KA線圈電流及 HL、HL2

27、電流之和小于2A，EL的電流也小于2A， 故熔斷器FU和FU均選用RL1-15型，熔體2A。四、電氣控制系統(tǒng)的工藝設計工藝設計的目的是為了滿足電氣控制設備的制造和使用要求。工藝設計的依據(jù)是電氣原理圖及電氣元件目錄表。 工藝設計時，一般先進行電氣設備總體配置設計，而后進行電氣元件布置圖、接線圖、電氣箱及非標準零件圖的設計，再進行各類元器件及材料清單的匯總， 最后還要編寫設計說明書和使用說明書，從而形成一套完整的設計技術文件。（一）電氣設備總體配置設計各種電動機及各類電器元件根據(jù)各自的作用，都有移動的裝配位置，在構(gòu)成一個完整的（電磁閥、電磁鐵和電磁離合器等） 必須安裝在機械設備相應部位，它們構(gòu)成電

28、氣控制系統(tǒng)時，必須劃分組件，同時要解決組件之間以及電氣箱與被控制裝置之間的接線 問題。通?？煞殖梢韵聨追N組件：以及 設備電器組件。拖動電動機與各種執(zhí)行元件 各種檢測元件（行程開關、速度和溫度繼電器等） 了機械設備電器組件。 電器板和電源板組件。各種控制電器（接觸器、中間繼電器和時間繼電器等）以及保 護電器（熔斷器、熱繼電器和過電流繼電器等）安裝在電氣箱，構(gòu)成一塊或多塊電器板（主 板），而控制變壓器及整流、濾波元件也安裝電氣箱內(nèi)，構(gòu)成電源板組件。 控制面板組件。各種控制開關、按鈕、指示燈、指示儀表和需要經(jīng)常調(diào)節(jié)的電位器等， 必須安裝在控制臺面板上，構(gòu)成控制面板組件。各組件板和機械設備電器相互間的

29、接線一般采用接線端子板，以便接拆?？傮w配置設計是以電氣系統(tǒng)的總裝配圖與總線接線圖形式來表達的，圖中應以示意形式反映出電氣部件（如電氣箱、電動機組、機械設備電器等）的位置及接線關系，以及走線方式和 使用管線要求等。（二）電氣元件布置圖的繪制電氣元件布置圖是某些電器元件按一定原則的組合。同一組件電器元件的布置應注意： 需要經(jīng)常維護、檢修和調(diào)整的電器元件的位置不宜過高過低。 體積大和較重的電器元件應安裝在電器板的下面（一般電器板在電氣箱內(nèi)垂直安裝， 以便通風散熱、接線和維修），而發(fā)熱元件應安裝在電器板的上面。 電器元件布置不宜過密，對易產(chǎn)生分弧的接觸器和自動開關尤其要注意。若采用板前走線槽配線方式，

30、應適當加大各排電器間距，以利布線和維護，同時還應考慮整齊、美觀。 原理圖中靠近的電器元件，應盡量布置得近些，以縮短接線。布置圖是根據(jù)電器元件的外形繪制，并標出各元件間距尺寸。 每個電器元件的安裝尺寸及公差范圍，應嚴格按標準標出，作為底板加工依據(jù)，以保證各電器的順利安裝。在電氣布置圖設計中，還要根據(jù)本組件進出線的數(shù)量和采用導線規(guī)格，選擇進出線方式,并選用適當接線端子板或接插件，按一定順序標上進出線的接線號。（三）電氣接線圖的繪制電氣接線圖是根據(jù)電氣原理圖及電氣元件布置圖繪制的，它一方面表示出各電氣組件（電器板、電源板、控制面板和機械設備電器）之間的接線情況，另一方面表示出各電氣組件板上電器之間接

31、線情況。因此，它是電氣設備安裝、進行電器元件配線和檢修時查線的依 據(jù)。設備上的電器（電動機和行程開關等） 可先接線到裝在機械設備上的分線盒， 再從分線 盒接線到電氣箱內(nèi)電器板上的接線端子板上， 也可不用分線盒直接接到電氣箱。 電氣箱上的 各電器板、電源板和控制面板之間要通過接線端子板接線。 接線圖的繪制還應注意以下幾點：1. 電器元件按外形繪制， 并與布置圖一致，偏差不要太大。與電氣原理圖不同，在接線 圖中同一電器元件的各個部分（線圈、觸點等）必須畫在一起。2. 所有電器元件及其引線應標注與電氣原理圖相一致的文字符號及接線回路標號。3. 電器元件之間的接線可直接連接，也可采用單線表示法繪制，實

32、含幾根線可從電器元也可不畫各元件間的件上標注的接線回路數(shù)看出來。當電器元件數(shù)量較多和接線較復雜時，連線，但是在各元件的各接線端子回路標號處應標注另一元件的文字符號，以便識別，方便接線。電氣組件之間的接線也可采用單線表示法繪制，含線數(shù)可從端子板上的回路標號數(shù)看出來。4. 接線圖中應標出配線用的各種導線的型號、 規(guī)格、截面積及顏色等。規(guī)定交流或直流 動力電路用黑線，交流輔助電路為紅色， 直流輔助電路為藍色，地線為黃綠雙色， 與地線連 接的電路導線以及電路中的中性線用白色線。 還應標出組件間連線的護套材料， 如橡套或塑 套、金屬軟管、鐵管和塑料管等。電氣控制原理電路設計的方法與步驟電氣控制原理電路設

33、計是原理設計的核心內(nèi)容, 計和各種技術資料的依據(jù)。各項設計指標通過它來實現(xiàn)，它又是工藝設、電氣控制原理電路的基本設計方法電氣控制原理電路設計的方法主要有分析設計法和邏輯設計法兩種。1、分析設計法分析設計法是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求選擇適當?shù)幕究刂骗h(huán)節(jié)（單元電路）或?qū)⒈容^成熟的電路按其聯(lián)鎖條件組合起來，并經(jīng)補充和修改，將其綜合成滿足控制要求的完整線路。當沒有現(xiàn)成的典型環(huán)節(jié)時，可根據(jù)控制要求邊分析邊設計。分析設計法的優(yōu)點是設計方法簡單，無固定的設計程序，它是在熟練掌握各種電氣控制電路的基本環(huán)節(jié)和具備一定的閱讀分析電氣控制電路能力的基礎進行的，容易為初學者所掌握，對于具備一定工作經(jīng)驗的電氣技術人員來說，

34、能較快地完成設計任務， 因此在電氣設計中被普遍采用；其缺點是設計出的方案不一定是最佳方案，當經(jīng)驗不足或考慮不周全時會影響線路工作的可靠性。 為此，應反復審核電路工作情況， 有條件時還應進行模擬試驗， 發(fā)現(xiàn)問題及時修改，直到電路動作準確無誤，滿足生產(chǎn)工藝要求為止。2、邏輯設計法邏輯設計法是利用邏輯代數(shù)來進行電路設計，從生產(chǎn)機械的拖動要求和工藝要求 出發(fā)，將控制電路中的接觸器、 繼電器線圈的通電與斷電，觸點的閉合與斷開，主令電器的 接通與斷開看成邏輯變量， 根據(jù)控制要求將它們之間的關系用邏輯關系式來表達，然后再化簡，做出相應的電路圖。邏輯設計法的優(yōu)點是能獲得理想、經(jīng)濟的方案，但這種方法設計難度較大

35、，整個 設計過程較復雜，還要涉及一些新概念，因此，在一般常規(guī)設計中，很少單獨采用。其具體 設計過程可參閱專門論述資料，這里不再作進一步介紹。二、電氣原理圖設計的基本步驟 電氣原理圖設計的基本步驟是:(I)根據(jù)確定的拖動方案和控制方式設計系統(tǒng)的原理框圖。(2)設計出原理框圖中各個部分的具體電路。設計時按主電路、控制電路、輔助 電路、聯(lián)鎖與保護、總體檢查反復修改與完善的先后順序進行。(3 )繪制總原理圖。(4)恰當選用電器元件，并制訂元器件明細表。設計過程中，可根據(jù)控制電路的簡易程度適當?shù)剡x用上述步驟。三、原理圖設計中的一般要求一般來說，電氣控制原理圖應滿足生產(chǎn)機械加工工藝的要求，電路要具有安全可

36、 靠，操作和維修方便，設備投資少等特點，為此，必須正確地設計控制電路，合理地選擇電 器元件。原理圖設計應滿足以下要求:1、電氣控制原理應滿足工藝的要求在設計之前必須對生產(chǎn)機械的工作性能、結(jié)構(gòu)特點和實際加工情況有充分的了解，并在此基礎上來考慮控制方式，起動、反向、制動及調(diào)速的要求，設置各種聯(lián)鎖及保護裝置。2、控制電路電源種類與電壓數(shù)值的要求對于比較簡單的控制電路， 而且電器元件不多時，往往直接采用交流 380V或220V 電源，不用控制電源變壓器。對于比較復雜的控制電路，應采用控制電源變壓器， 將控制電壓降到110V或48V、24V。這種方案對維修、操作以及電器元件的工作可靠均有利。對于操作比較

37、頻繁的直流電力傳動的控制電路，常用220V或110V直流電源供電。直流電磁鐵及電磁離合器的控制電路，常采用24V直流電源供電。交流控制電路的電壓必須是下列規(guī)定電壓的一種或幾種:6V，24V，48V，110V (優(yōu)選值)，220V，380V，50Hz。直流控制電路的電壓必須是下列規(guī)定電壓的一種或幾種：6V，12V，24V，48V，110V，220V。3、確保電氣控制電路工作的可靠性、安全性為保證電氣控制電路可靠地工作，應考慮以下幾個方面:(1)電器元件的工作要穩(wěn)定可靠，符合使用環(huán)境條件，并且動作時間的配合不致 引起競爭。復雜控制電路中，在某一控制信號作用下，電路從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種穩(wěn)定狀態(tài)

38、，常常有幾個電器元件的狀態(tài)同時變化，考慮到電器元件總有一定的動作時間，對時序電路來說，就會得到幾個不同的輸出狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為電路的“競爭”。而對于開關電路，由于電器元件的釋放延時作用，也會出現(xiàn)開關元件不按要求的邏輯功能輸出的可能性， 這種現(xiàn)象稱為“冒險”?！案偁帯迸c“冒險”現(xiàn)象都將造成控制電路不能按照要求動作，從而引起控制失靈。通常所分析的控制電路電器的動作和觸點的接通與斷開，都是靜態(tài)分析，沒有考慮電器元件動作時間，而在實際運行中，由于電磁線圈的電磁慣性、 機械慣性、機械位移量等因素， 使接觸器或繼電器從線圈的通電到觸點閉合，有一段吸合時間；線圈斷電時，從線圈的斷電到觸點斷開，有一段釋放時間

39、，這些稱為電器元件的動作時間，是電器元件固有的時間，不同于人為設置的延時，固有的動作延時是不可控制的，而人為的延時是可調(diào)的。當電器元件的動作時間可能影響到控制電路的動作時，需要用能精確反映元件動作時間及其互相配合的方法(如時間圖法)來準確分析動作時間，從而保證電路正常工作。(2)電器元件的線圈和觸點的連接應符合國家有關標準規(guī)定電器元件圖形符號應符合 GB4728中的規(guī)定，繪制時要合理安排版面。例如，主 電路一般安排在左面或上面，控制電路或輔助電路排在右面或下面，元器件目錄表安排在標題上方。為讀圖方便，有時以動作狀態(tài)表或工藝過程圖形式將主令開關的通斷、電磁閥動作要求、控制流程等表示在圖面上，也可

40、以在控制電路的每一支路邊上標注出控制目的。在實際連接時，應注意以下幾點:以免電壓分配不均引起工作正確連接電器線圈。交流電壓線圈通常不能串聯(lián)使用，即使是兩個同型號電壓 線圈也不能采用串聯(lián)后， 接在兩倍線圈額定電壓的交流電源上， 不可靠。電磁鐵或直流電機勵在直流控制電路中，對于電感較大的電器線圈，如電磁閥、 磁線圈等，不宜與同電壓等級的接觸器或中間繼電器直接并聯(lián)使用。電器元件或觸點位置互換時,合理安排電器元件和觸點的位置。對于串聯(lián)回路，并不響其工作原理，但在實際運行中，影響電路安全并關系到導線長短,防止出現(xiàn)寄生電路。寄生電路是指在控制電路的動作過程中，意外出現(xiàn)不是由 于誤操作而產(chǎn)生的接通電路。 盡

41、量減少連接導線的數(shù)量，縮短連接導線的長度。 控制電路工作時，應盡量減少通電電器的數(shù)量，以降低故障的可能性并節(jié)約電能。 在電路中采用小容量的繼電器觸點來斷開或接通大容量接觸器線圈時，要分析 觸點容量的大小，若不夠時，必須加大繼電器容量或增加中間繼電器，否則工作不可靠。4、應具有必要的保護環(huán)節(jié)控制電路在事故情況下，應能保證操作人員、電氣設備、生產(chǎn)機械的安全，并能 有效地制止事故的擴大。 為此，在控制電路中應采取一定的保護措施。常用的有漏電開關保護、過載、短路、過流、過壓、失壓、聯(lián)鎖與行程保護等措施。必要時還可設置相應的指示 信號。5、操作、維修方便控制電路應從操作與維修人員的工作出發(fā)，力求操作簡單

42、、維修方便。6、控制電路力求簡單、經(jīng)濟在滿足工藝要求的前提下， 控制電路應力求簡單、 經(jīng)濟。盡量選用標準電氣控制環(huán)節(jié)和電路,縮減電器的數(shù)量，采用標準件和盡可能選用相同型號的電器、設計目的工廠電氣控制設備課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用專業(yè)及基礎知識，解決實際工程技術問題的能力，同時還培養(yǎng)學生查閱圖書資料、手冊、各種工具書的能力，培養(yǎng)學生繪圖和書寫技術報告的能力。二、 設計題目Z35搖臂鉆床的電氣控制線路三、設計內(nèi)容及要求：1、設計要求：Z35搖臂鉆床有四臺籠型異步電動機拖動， M2功率1.1KW，點動運行，液壓泵電動機主軸電動機M1的功率3KW,搖臂升降電動機M3的功率0.6KW，冷卻泵電動機 M4功率 它有五個位手柄位置實物位置接通微動開關觸點工作情況中都不通停止左SA1-1零壓保護右SA1-2主軸運動上SA1-3搖臂上升下SA1-4搖臂下降0.125KW?？刂齐娐凡捎?/p>