機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)課件

1、機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)2022/7/27機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)機(jī)床電氣設(shè)計(jì)的基本原則機(jī)床電氣設(shè)計(jì)的基本要求機(jī)床電氣設(shè)計(jì)的內(nèi)容及設(shè)計(jì)步驟電氣設(shè)計(jì)的技術(shù)條件機(jī)床電力傳動(dòng)方案的確定機(jī)床電氣控制方案的確定控制方式的選擇確定電動(dòng)機(jī)容量機(jī)床電氣電路的原理圖設(shè)計(jì)原則機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)機(jī)床電氣設(shè)計(jì)的基本要求熟悉所設(shè)計(jì)機(jī)床（設(shè)備）的總體技術(shù)要求及工作過程，弄清其它系統(tǒng)對(duì)電氣控制系統(tǒng)的技術(shù)要求。了解機(jī)床的現(xiàn)場工作條件，供電情況及測量儀表的種類。通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇性能價(jià)格比最佳的傳動(dòng)方案和控制方案。設(shè)計(jì)簡單合理、技術(shù)先進(jìn)、工作可靠。維修方便的電氣控制電路。進(jìn)行模擬試驗(yàn)，驗(yàn)證控制電路能否滿足機(jī)床的工藝要求。保證使用

2、安全性，貫徹最新國家標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)機(jī)床電氣設(shè)計(jì)的內(nèi)容及設(shè)計(jì)步驟擬定電氣設(shè)計(jì)的技術(shù)條件確定電力傳動(dòng)方案和控制方案確定 電動(dòng)機(jī)容量設(shè)計(jì)電氣控制原理圖選擇電氣元器件及裝置；制定電氣設(shè)備裝置、元件、器件的清單及備件，易損件的清單繪制電氣安裝圖、位置圖、互連圖設(shè)計(jì)電氣柜、操作臺(tái)、配電板及非標(biāo)準(zhǔn)器件編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書及使用說明書機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)電氣設(shè)計(jì)的技術(shù)條件用戶供電電網(wǎng)的種類、電壓、頻率及容量。有關(guān)電氣傳動(dòng)的基本特性有關(guān)電氣控制的特性有關(guān)操作方面的要求機(jī)床主要電氣設(shè)備的參數(shù)及布置框圖機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)機(jī)床電力傳動(dòng)方案的確定確定機(jī)床傳動(dòng)的調(diào)速方式傳動(dòng)方式與其負(fù)載特性相適應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起制動(dòng)

3、和正反轉(zhuǎn)的要求機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)機(jī)床電氣控制方案的確定機(jī)床電氣控制方案的可靠性電氣控制方案的確定機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)控制方式的選擇控制方式主要有時(shí)間控制、速度控制、電流控制及行程控制。應(yīng)根據(jù)實(shí)際工作情況決定還必須注意因負(fù)載變化而出現(xiàn)的問題。機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)確定電動(dòng)機(jī)容量節(jié)能查表法當(dāng)電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性硬，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速在整個(gè)工作過程中可以近似不變時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率近似與轉(zhuǎn)矩成正比，此時(shí)，等效負(fù)載P為：機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)的一般原則 控制系統(tǒng)應(yīng)滿足生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求力求控制電路安全可靠，簡單經(jīng)濟(jì)合理選擇各種電器元件符合人機(jī)關(guān)系，便于維修其設(shè)計(jì)包括主電路、控制電路和輔助電路。機(jī)床電氣控制電

4、路設(shè)計(jì)主電路設(shè)計(jì)對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)：選擇電路電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式，正反轉(zhuǎn) 控制及主電路的保護(hù)環(huán)節(jié)。確定電動(dòng)機(jī)是全壓起動(dòng)還是降壓起動(dòng)。對(duì)于正反轉(zhuǎn)控制方式，應(yīng)防止誤操作而引起的電源相間短路，在控制電路中有互鎖保護(hù)。注意主電路的熔斷保護(hù)、過載保護(hù)及其它安全保護(hù)元件的選擇與設(shè)置。主電路與控制電路應(yīng)保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)全壓起動(dòng)的條件全壓起動(dòng)的條件為：Seb-電源變壓器額定容量（kvA）Ig -電動(dòng)機(jī)全電壓起動(dòng)電流（A）Ie -電動(dòng)機(jī)額定電流（A）Pe -電動(dòng)機(jī)額定功率（kW)機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)控制電路的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)過程是逐步完善，不易得到最佳方案需反復(fù)修改草圖，會(huì)影響設(shè)計(jì)速度需要一定的經(jīng)

5、驗(yàn)才能進(jìn)行設(shè)計(jì)，可能影響到系統(tǒng)的可靠性。設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題設(shè)計(jì)舉例機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題控制電路的電源選擇簡化電路、減少觸頭，提高可靠性正確聯(lián)接電器的線圈避免在控制電路中出現(xiàn)寄生回路根據(jù)實(shí)際情況合理安排原理圖中元件位置。機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)控制電路電源選擇機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)簡化電路、減少觸頭的方法其主要方法有：合并同類觸頭利用轉(zhuǎn)換觸頭在直流電路中利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦詠碛行p少觸頭數(shù)和利用邏輯電數(shù)進(jìn)行電路化簡。機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)合并同類觸頭機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)利用轉(zhuǎn)換觸頭機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)利用二極管機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)正確聯(lián)接電器的線圈機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)避免在控制

6、電路中出現(xiàn)寄生回路機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)合理安排元件位置機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)舉例（M7120平面磨床為例）機(jī)床傳動(dòng)的總體方案確定電動(dòng)機(jī)型號(hào)及參數(shù)主電路的設(shè)計(jì)控制電路的設(shè)計(jì)電磁吸盤控制電路設(shè)計(jì)輔助電路設(shè)計(jì)控制電源的確定及總體電路的完善機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)機(jī)床傳動(dòng)的總體方案 工作臺(tái)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)由液壓泵電動(dòng)機(jī)M1拖動(dòng)，M1電機(jī)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，往復(fù)運(yùn)動(dòng)由液壓傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)。砂輪的旋轉(zhuǎn)磨削工作由電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3提供磨削時(shí)你磨削液砂輪架升降由電動(dòng)機(jī)M4拖動(dòng)，M4雙向運(yùn)轉(zhuǎn)。工作臺(tái)吸盤電路中應(yīng)具有欠電壓保護(hù)及去磁控制，以確保工件吸牢及取下方便。機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)的確定 M1 M2 M3 M4機(jī)

7、床電氣控制電路設(shè)計(jì)主電路的設(shè)計(jì)機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)控制電路的設(shè)計(jì)機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)電磁吸盤控制電路設(shè)計(jì)機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)輔助電路的設(shè)計(jì)機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)控制電源的確定及總體電路的完善選用380V作為控制電路電壓。電磁吸盤采用110V直流供電。照明用24V安全電壓，信號(hào)指示為6.3V機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)常用電器元件選擇電器元件的可靠性電器元件選擇的基本原則電器元件的選擇機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)電器元件選擇的基本原則根據(jù)對(duì)控制元件功能的要求，確定電器元件類型；確定元器件承載能力的臨界值及使用壽命。確定元器預(yù)期的工作環(huán)境及供應(yīng)情況；確定元器件在應(yīng)用時(shí)所需的可靠性等。機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)電器元件選擇

8、按鈕、開關(guān)選擇接觸器選用中間繼電器的選用時(shí)間繼電器的選用熱繼電器的選用熔斷器選用控制變壓器的選用電磁鐵的選用控制電路中某些電阻的計(jì)算。機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)按鈕、開關(guān)選擇按鈕刀開關(guān)組合開關(guān)行程開關(guān)自動(dòng)開關(guān)機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)按鈕按鈕是短時(shí)切換小電流控制電路的開關(guān)，根據(jù)控制功能選擇按鈕的結(jié)構(gòu)型式及顏色。按鈕的額定電壓：交流500V,直流440V,額定電流5A.機(jī)床上常選用：LA2、LA10、LA18、LA19、LA20等。LA- L-主令電器,A-按鈕, -設(shè)計(jì)序號(hào), -常開觸頭數(shù), -常閉觸頭數(shù), -結(jié)構(gòu)型式代號(hào)(K、S、J、X、H、F、Y和D)機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)按鈕K-開啟式S-防水式J-緊

9、急式X-旋轉(zhuǎn)式H-保護(hù)式F-防腐式Y(jié)-鑰匙式D-帶燈按鈕機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)刀開關(guān)刀開關(guān)主要用于接通和切斷長期工作設(shè)備的電源。刀開關(guān)的種類很多，按級(jí)數(shù)分單級(jí)、雙級(jí)、和三極；按刀的轉(zhuǎn)換方向可分單擲和雙擲等。常用的刀開關(guān)有開啟式負(fù)荷開關(guān)和封閉式負(fù)荷開關(guān)。根據(jù)電源種類、電壓等級(jí)、用電設(shè)備容量、所需極數(shù)及使用場合來選用。開啟式，主要控制5.5kw以下的電機(jī)（一般）型號(hào)HKI- 含義：HK-開啟式負(fù)荷開關(guān)，I-設(shè)計(jì)序號(hào)； -額定電流。封閉式（鐵殼開關(guān)），型號(hào)HH4- /含義：HH-封閉式負(fù)荷開關(guān)，4-設(shè)計(jì)序號(hào)， -額定電流， -極數(shù)。機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)組合開關(guān)組合開關(guān)主要用于電源引入與隔離，可根據(jù)電源

10、種類、電壓等級(jí)、所需極數(shù)及電氣設(shè)備額定容量選取。額定電壓500V的開關(guān)適用于交流380V，額定電壓250V的開關(guān)適用于交流220V控制。開關(guān)的額定電流一般取設(shè)備額定電流的1.5倍3倍。常用的型號(hào)有HZ系列：HZ1、HZ2、HZ10機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)組合開關(guān)技術(shù)參數(shù)機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)行程開關(guān)用于控制運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的行程、訊號(hào)轉(zhuǎn)換、聯(lián)鎖等。根據(jù)控制功能、安裝位置、電壓電流等級(jí)、觸頭種類及數(shù)量來選擇結(jié)構(gòu)和型號(hào)。機(jī)床上常用的有LX2、LX19、JLXK1型行程開關(guān)及JXW-11、JLXK1-11型微動(dòng)開關(guān)等。（LXK3系列新產(chǎn)品，LXW5系列微動(dòng)開關(guān)）JLXK1- 的含義：J-機(jī)床電器；L-主令電器；X

11、-行程開關(guān)；K-快速；1-設(shè)計(jì)序號(hào)； -滾輪數(shù)目； -常開觸頭數(shù)； -常閉觸頭數(shù)。對(duì)于要求動(dòng)作快、靈敏度高的行程控制，可采用無觸點(diǎn)接近開關(guān)。機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)LXK3系列行程開關(guān)主要技術(shù)數(shù)據(jù)機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)自動(dòng)開關(guān)（自動(dòng)空氣開關(guān)）自動(dòng)開關(guān)又稱低壓斷路器。常作為機(jī)床電路的電源引入開關(guān)，并且對(duì)電源設(shè)備有過載、短路、欠壓保護(hù)作用。選用時(shí)考慮額定電流和額定電壓以及短路保護(hù)的電磁瞬時(shí)脫扣器電流整定值應(yīng)略大于電路最大短路電流。常用的有DZ10系列(額定電流分10、100、200、600A)。小容量的有DZ4、DZ5（額定電流25A、50A兩級(jí)）引進(jìn)西門子公司的新產(chǎn)品3VE1、3VE3系列。（0.16

12、3A)機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)接觸器選用主要考慮主觸頭的額定電流、額定電壓、吸引線圈的電壓等級(jí)，其次考慮輔助觸頭的數(shù)量和種類、操作頻率等。吸引線圈的電壓等級(jí)應(yīng)等于控制電路的電壓。交流接觸器多用CJ10系列，直流接觸器多用CZD系列。CJ - 型號(hào)的含義：C-接觸器；J-交流； -設(shè)計(jì)序號(hào)； -主觸頭額定電流。還有LC1-D,可與西門子公司3TB系列互換使用的CJX1、CJX2系列。機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)CJ10系列交流接觸器技術(shù)數(shù)據(jù)機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)CZD系列直流接觸器基本技術(shù)數(shù)據(jù)機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)接觸器的選擇選擇類型選擇觸頭的額定電壓選擇主觸頭的額定電流：主觸頭的額定電流應(yīng)大于或等于負(fù)載的額定

13、電流。如負(fù)載是電動(dòng)機(jī)，其額定電流按下式推算：選擇線圈電壓選擇觸頭數(shù)量和種類機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)中間繼電器的選用中間繼電器用于控制電路中傳遞與轉(zhuǎn)換信號(hào)，擴(kuò)大控制路數(shù)，將小功率控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為大容量的觸頭控制，擴(kuò)充交流接觸器及其它電器的控制作用。中間繼電器主要根據(jù)觸點(diǎn)的數(shù)量及種類確定型號(hào)，吸引線圈的額定電壓等于控制電路的電壓等級(jí)。機(jī)床上常用JZ7系列，新產(chǎn)品有JDZ1系列、CA2-DN1系列及仿西門子3TH的JZC1系列等。機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)三種系列中間繼電器技術(shù)參數(shù)機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)時(shí)間繼電器的選用時(shí)間繼電器的類型有：電磁式、空氣阻尼式、晶體管式和電動(dòng)機(jī)式等。選用時(shí)考慮延時(shí)方式、延時(shí)范圍、延時(shí)

14、精度要求、瞬時(shí)觸頭數(shù)目等。另外，線圈電壓等級(jí)應(yīng)滿足控制電路的要求。對(duì)延時(shí)精度不高的可選 用空氣阻尼式；對(duì)直流斷電延時(shí)，宜選用價(jià)格較低的電磁式；當(dāng)延時(shí)范圍大，延時(shí)精度要求高時(shí)，可選 用晶體管式或電動(dòng)機(jī)式時(shí)間繼電器。常用機(jī)床時(shí)間繼電器主要有JS7系列（空氣式時(shí)間繼電器新產(chǎn)品JSKI）機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)熱繼電器的選用熱繼電器主要對(duì)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)。熱繼電器有雙金屬片式和電子式兩種。電子式熱繼電器保護(hù)性能好，適用于重要電動(dòng)機(jī)。選擇熱繼電器主要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流來確定熱繼電器的額定電流及熱元件的電流等級(jí)。對(duì)星形接線的電動(dòng)機(jī)可選兩相或三相結(jié)構(gòu)式的，對(duì)三角形接線的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)選擇帶斷相保護(hù)的熱繼電器。熱元件的額定電流值，一般按電動(dòng)機(jī)額定電流的0.951.05倍選用。常用的熱繼電器為JR0系列，新產(chǎn)品JRS1系列、LR1-D系列以及西門子的3UA系列。機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)熔斷器選用熔斷器主要對(duì)電氣設(shè)備起短路瞬時(shí)保護(hù)作用。主要類型有：插入式、螺旋式、填料封閉客式等。機(jī)床上常用螺旋式RL1系列熔斷器的選擇方法為：根據(jù)電路的特點(diǎn)及參數(shù)求出熔體電流，再根據(jù)熔體電流大小選擇熔斷器的額定電流來確定其規(guī)格型號(hào)。對(duì)負(fù)載電流較平穩(wěn)的電氣設(shè)備，如照明，按額定電流進(jìn)行選用。對(duì)具有沖擊電流的電氣設(shè)備，則應(yīng)采用經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法選用。機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)RL1系列熔斷器的技術(shù)參數(shù)機(jī)床電氣控制電路設(shè)計(jì)控