【學(xué)習(xí)課件】第十章電氣控制系統(tǒng)設(shè)計b

1、第十章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計第一節(jié) 電氣控制設(shè)計的原則和內(nèi)容第二節(jié) 電力拖動方案的確定和電動機的選擇第三節(jié) 電氣控制電路設(shè)計的一般要求第五節(jié) 常用控制電器的選擇第六節(jié) 電氣控制的施工設(shè)計與施工第四節(jié) 電氣控制電路設(shè)計的方法與步驟7/29/2022 為電氣控制裝置本身的制造、使用、運行及維修的需要而進行的生產(chǎn)工藝設(shè)計。電氣控制設(shè)計包括：1、電氣原理圖設(shè)計 為滿足生產(chǎn)機械及其工藝要求而進行的電氣控制設(shè)計。2、電氣工藝設(shè)計7/29/2022第一節(jié) 電氣控制設(shè)計的原則和內(nèi)容一、電氣控制設(shè)計的一般原則1）最大限度地滿足生產(chǎn)機械和生產(chǎn)工藝對電氣控制的要求，這些生產(chǎn)工藝要求是電氣控制設(shè)計的依據(jù)。 2）在滿足控制

2、要求前提下，設(shè)計方案力求簡單、經(jīng)濟、合理，不要盲目追求自動化和高指標(biāo)。 3）正確、合理地選用電器元件，確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠地工作。 4）為適應(yīng)生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進，在選擇控制設(shè)備時，設(shè)備能力留有適當(dāng)裕量。7/29/2022二、電氣控制設(shè)計的基本內(nèi)容 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容是根據(jù)控制要求，設(shè)計和編制出電氣設(shè)備制造和使用維修中必備的圖樣和資料等。包括電氣原理圖設(shè)計和電氣工藝設(shè)計兩部分。 7/29/2022（一）電氣原理圖設(shè)計內(nèi)容1）擬定電氣設(shè)計任務(wù)書 2）選擇電氣拖動方案和控制方式 3）確定電動機類型、型號、容量、轉(zhuǎn)速4）設(shè)計電氣控制原理圖5）選擇電氣元件，擬定元器件清單6）編寫設(shè)計計算說明

3、書7/29/2022（二）電氣工藝設(shè)計內(nèi)容1) 根據(jù)設(shè)計出的電氣原理圖及選定的電氣元件,設(shè)計電氣設(shè)備的總體配置,繪制電氣控制系統(tǒng)的總裝配圖及總接線圖。2）繪制各組件電器元件布置圖和安裝接線圖，表明各電器元件的安裝方式和接線方式。3）編寫使用維護說明書。7/29/2022第二節(jié) 電力拖動方案的確定和電動機的選擇一、電力拖動方案的確定（三）電動機調(diào)速性質(zhì)應(yīng)與負(fù)載特性相適應(yīng)（一）拖動方式的選擇（二）調(diào)速方案的選擇7/29/2022二、拖動電動機的選擇（一）電動機選擇的基本原則 1）電動機的機械特性應(yīng)滿足生產(chǎn)機械提出的要求，要與負(fù)載的負(fù)載特性相適應(yīng)。保證運行穩(wěn)定且具有良好的起動、制動性能。2）工作過程

4、中電動機容量能得到充分利用，使其溫升盡可能達到或接近額定溫升值。3）電動機結(jié)構(gòu)型式滿足機械設(shè)計提出的安裝要求，并能適應(yīng)周圍環(huán)境工作條件。4）在滿足設(shè)計要求前提下，應(yīng)優(yōu)先采用結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、使用維護方便的三相籠型異步電動機。7/29/2022（二）根據(jù)生產(chǎn)機械調(diào)速要求選擇電動機（三）電動機結(jié)構(gòu)形式的選擇（四）電動機額定電壓的選擇（五）電動機額定轉(zhuǎn)速的選擇7/29/2022（六）電動機容量的選擇1分析計算法 根據(jù)生產(chǎn)機械負(fù)載圖預(yù)選一臺電動機，再用該電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)機械負(fù)載圖求出電動機的負(fù)載圖。最后按電動機的負(fù)載圖從發(fā)熱的方面進行校驗，并檢查電動機的過載能力與起動轉(zhuǎn)矩是否滿足要求，如若不合

5、格，另選一臺電動機重新計算，直到合格為止。7/29/20222統(tǒng)計類比法 將各國同類型、先進的電動機容量進行統(tǒng)計和分析，從中找出電動機容量與機床主要參數(shù)間的關(guān)系，再根據(jù)國情得出相應(yīng)的計算公式來確定電動機容量的一種實用方法。式中： P電動機容量，單位為KW； D工件最大直徑，單位為m。（1）車床7/29/2022（2）立式車床式中 ： P電動機容量，單位為KW； D工件最大直徑，單位為m。式中：D最大鉆孔直徑，單位為mm。（3）搖臂鉆床7/29/2022（4）臥式鏜床式中：D鏜桿直徑，單位為mm。（5）外圓磨床式中： B砂輪寬度，單位為mm。 K砂輪主軸用滾動軸承時，K=0.81.1, 砂輪主軸

6、用滑動軸承時，K=1.01.3。7/29/2022（6）龍門銑床式中：B工作臺寬度，單位為mm。7/29/2022一、電氣控制應(yīng)最大限度的滿足 生產(chǎn)機械加工工藝的要求第三節(jié) 電氣控制電路設(shè)計的一般要求二、對控制電路電流、電壓的要求7/29/2022常用電氣控制電路電壓等級表整流器48、24、12直流電磁鐵及電磁離合器的控制電路整流器或直流發(fā)電機220、110直流直流電力傳動的控制電路采用控制電源變壓器48、24、6照明及信號指示電路采用控制電源變壓器110（127）、48交流電力傳動的控制電路較復(fù)雜不用控制電源變壓器380、220交流交流電力傳動的控制電路較簡單電源設(shè)備常用的電壓值/V控制電路

7、類型7/29/2022三、控制電路力求簡單、經(jīng)濟1盡量縮短連接導(dǎo)線的長度和導(dǎo)線數(shù)量a) 不合理 b) 合理7/29/20222盡量減少電器元件的品種、數(shù)量和規(guī)格3盡量減少電器元件觸頭的數(shù)目7/29/20224盡量減少通電電器的數(shù)量7/29/2022四、確?？刂齐娐饭ぷ鞯陌踩院涂煽啃?正確連接電器的線圈a）不正確 b）正確7/29/2022a）不正確 b）正確7/29/20222正確連接電器元件的觸頭a）不正確 b）正確7/29/20223防止寄生電路a）有寄生電路 b）無寄生電路7/29/20224在控制電路中控制觸頭應(yīng)合理布置a）不合理 b）合理7/29/20225應(yīng)考慮繼電器觸頭的接通與

8、分?jǐn)嗄芰?避免發(fā)生觸頭“競爭” 、“冒險”現(xiàn)象7為確保電路的安全運行，應(yīng)采用電氣 連鎖與機械連鎖的雙重連鎖7/29/2022一、電氣控制電路設(shè)計方法簡介第四節(jié) 電氣控制電路設(shè)計的方法與步驟（一）分析設(shè)計法1、設(shè)計各控制單元環(huán)節(jié)中拖動電動機的起動、正反 向運轉(zhuǎn)、制動、調(diào)速、停車等的主電路或執(zhí)行元 件的電路。7/29/20223、連接各單元環(huán)節(jié)構(gòu)成滿足整機生產(chǎn)工藝要求， 實現(xiàn)加工過程自動或半自動和調(diào)整的控制電路。4、設(shè)計保護、聯(lián)鎖、檢測、信號和照明等環(huán)節(jié) 控制電路。5、全面檢查所設(shè)計的電路。2、設(shè)計滿足各電動機的運轉(zhuǎn)功能和工作狀態(tài)相 對應(yīng)的控制電路，以及滿足執(zhí)行元件實現(xiàn)規(guī) 定動作相適應(yīng)的指令信號的

9、控制電路。7/29/2022（二）邏輯設(shè)計法采用邏輯設(shè)計法設(shè)計電氣控制電路大體按五步進行：1、按工藝要求畫出工作循環(huán)圖2、決定執(zhí)行元件與檢測元件，作出執(zhí)行元件動作節(jié) 拍表和檢測元件狀態(tài)表。7/29/20224、列寫中間記憶元件開關(guān)邏輯函數(shù)式及執(zhí)行元件 動作邏輯函數(shù)式，進而畫出相應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)圖。5、對畫出的電路進行檢查、化簡和完善。3、根據(jù)檢測元件狀態(tài)表寫出各程序的特征碼，并確 定相區(qū)分組，設(shè)置中間記憶元件，使各待相區(qū)分 組所有程序皆可區(qū)分。7/29/20221、按工藝要求對電動機提出的起動、制動、反向 和調(diào)速等要求，設(shè)計出主電路。2、根據(jù)所設(shè)計出的主電路，設(shè)計出相應(yīng)控制電路 的基本環(huán)節(jié)。二、分

10、析設(shè)計法基本步驟3、根據(jù)各部分運動要求的配合關(guān)系及連鎖關(guān)系， 確定控制參量和特殊環(huán)節(jié)。4、加入必要的保護環(huán)節(jié)。5、綜合審查、全面檢查電路動作是否正確，進一步 完善和簡化電路，必要時可通過實驗檢驗。7/29/20221、橫梁上升時，自動按照先放松后上升再夾緊的 順序進行。三、分析設(shè)計法設(shè)計舉例（一）橫梁升降機構(gòu)的工藝要求下面以橫梁升降機構(gòu)的電氣控制的設(shè)計為例：2、橫梁下降時，自動按照先放松后下降再回升最 后夾緊的順序進行。3、橫梁夾緊后，夾緊電動機自動停止。4、橫梁升降，應(yīng)設(shè)有上下行程的限位保護，夾緊 電動機應(yīng)設(shè)有夾緊力保護。7/29/20221、主電路設(shè)計（二）電氣控制電路設(shè)計過程 7/29/

11、20222、控制電路基本環(huán)節(jié)的設(shè)計 3、控制電路特殊環(huán)節(jié)的設(shè)計7/29/20224、設(shè)計聯(lián)鎖保護環(huán)節(jié) 7/29/2022第五節(jié) 常用控制電器的選擇一、接觸器的選擇1）接觸器種類的選擇2）接觸器使用類別的選擇3）接觸器額定電壓的選擇4）接觸器額定電流的選擇接觸器的選擇按以下步驟進行:5）接觸器線圈額定電壓的確定6）接觸器觸頭數(shù)目的考慮7）接觸器額定操作頻率7/29/2022二、電磁式繼電器的選擇1、電磁式電壓繼電器的選擇2、電磁式電流繼電器的選擇3、電磁式中間繼電器的選擇名稱動作特點主要用途電壓繼電器當(dāng)電路中的電壓達到規(guī)定值時動作用于電動機失電壓或欠電壓保護、制動和反轉(zhuǎn)制動電流繼電器當(dāng)電路中通過

12、的電流達到規(guī)定值時動作用于電動機過載與短路保護，直流電動機磁場控制及失磁保護中間繼電器當(dāng)電路中的電壓達到規(guī)定值時動作觸頭數(shù)量較多、容量較大，通過他增加控制回路或起信號放大作用時間繼電器自得到動作信號起至觸頭動作有一定延時用于交流電動機，作為以時間為函數(shù)起動時切換電阻的加速繼電器，籠型電動機的Y-起動、能耗制動及控制各種生產(chǎn)工藝程序等7/29/20221、熱繼電器結(jié)構(gòu)形式的選擇三、熱繼電器的選擇2、熱繼電器額定電流的選擇四、時間繼電器的選擇1、電流種類和電壓等級2、延時方式3、延時精度4、延時時間5、觸頭形式和數(shù)量6、操作頻率7/29/2022五、熔斷器的選擇1、一般熔斷器的選擇 1） 熔斷器類型 2） 熔斷器額定電壓和額定電流 3） 熔斷器熔體額定電流 4） 配電系統(tǒng)的熔斷器2、快速熔斷器 1）快速熔斷器的額定電壓 2）快速熔斷器的額定電流7/29/2022六、開關(guān)電器的選擇1、刀開關(guān)的選擇2、組合開關(guān)的選擇3、低壓斷路器的選擇4、電源開關(guān)聯(lián)鎖機構(gòu)7/29/2022七、控制變壓器的選擇選擇控制變壓器的原則：1）一、二次側(cè)應(yīng)與電源、控