機(jī)床電氣控制與LC第十一講

第五章機(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)床電氣控制電路的設(shè)計(jì)內(nèi)容機(jī)床電氣控制電路的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法常用電器元件選擇機(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。保證使用安全性，貫徹最新國家標(biāo)準(zhǔn)。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)條件確定電力傳動方案和控制方案確定電動機(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、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)床電力傳動方案的確定確定機(jī)床傳動的調(diào)速方式傳動方式與其負(fù)載特性相適應(yīng)電動機(jī)的起制動和正反轉(zhuǎn)的要求機(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。確定電動機(jī)容量節(jié)能查表法當(dāng)電動機(jī)的機(jī)械特性硬，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速在整個(gè)工作過程中可以近似不變時(shí)，電動機(jī)的功率近似與轉(zhuǎn)矩成正比，此時(shí)，等效負(fù)載P為：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。主電路路設(shè)計(jì)計(jì)對于異異步電電動機(jī)機(jī)：選選擇電電路電電動機(jī)機(jī)的起起動方方式，，正反反轉(zhuǎn)控控制制及主主電路路的保保護(hù)環(huán)環(huán)節(jié)。。確定電電動機(jī)機(jī)是全壓起起動還還是降降壓起起動。對于正正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)控制制方式式，應(yīng)應(yīng)防止止誤操操作而而引起起的電電源相相間短短路，，在控控制電電路中中有互互鎖保保護(hù)。。注意主主電路路的熔熔斷保保護(hù)、、過載載保護(hù)護(hù)及其其它安安全保保護(hù)元元件的的選擇擇與設(shè)設(shè)置。。主電路路與控控制電電路應(yīng)應(yīng)保持持嚴(yán)格格的對對應(yīng)關(guān)關(guān)系。。全壓起起動的的條件件全壓起起動的的條件件為：：Seb----電電源變變壓器器額定定容量量（kvA）Ig----電電動機(jī)機(jī)全電電壓起起動電電流（（A））Ie----電電動機(jī)機(jī)額定定電流流（A）Pe----電電動機(jī)機(jī)額定定功率率（kW)控制電電路的的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)法設(shè)計(jì)過過程是是逐步步完善善，不不易得得到最最佳方方案需反復(fù)復(fù)修改改草圖圖，會會影響響設(shè)計(jì)計(jì)速度度需要一一定的的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)才能能進(jìn)行行設(shè)計(jì)計(jì)，可可能影影響到到系統(tǒng)統(tǒng)的可可靠性性。設(shè)計(jì)中中應(yīng)注注意的的問題題設(shè)計(jì)舉舉例設(shè)計(jì)中中應(yīng)注注意的的問題題控制電電路的的電源源選擇擇簡化電電路、、減少少觸頭頭，提提高可可靠性性正確聯(lián)聯(lián)接電電器的的線圈圈避免在在控制制電路路中出出現(xiàn)寄寄生回回路根據(jù)實(shí)實(shí)際情情況合合理安安排原原理圖圖中元元件位位置。。控制電電路電電源選選擇簡化電電路、、減少少觸頭頭的方方法其主要要方法法有：：合并同同類觸觸頭利用轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換觸觸頭在直流流電路路中利用半半導(dǎo)體體二極極管的單向向?qū)щ婋娦詠韥碛行p少少觸頭頭數(shù)和和利用用邏輯輯電數(shù)數(shù)進(jìn)行行電路路化簡簡。合并同同類觸觸頭利用轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換觸觸頭利用二二極管管正確聯(lián)聯(lián)接電電器的的線圈圈避免在在控制制電路路中出出現(xiàn)寄寄生回回路合理安安排元元件位位置設(shè)計(jì)舉舉例（（M7120平平面磨磨床為為例））機(jī)床傳傳動的的總體體方案案確定電電動機(jī)機(jī)型號號及參參數(shù)主電路路的設(shè)設(shè)計(jì)控制電電路的的設(shè)計(jì)計(jì)電磁吸吸盤控控制電電路設(shè)設(shè)計(jì)輔助電電路設(shè)設(shè)計(jì)控制電電源的的確定定及總總體電電路的的完善善機(jī)床傳傳動的的總體體方案案工作臺臺的往往復(fù)運(yùn)運(yùn)動由由液壓壓泵電電動機(jī)機(jī)M1拖動動，M1電電機(jī)單單向運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)，，往復(fù)復(fù)運(yùn)動動由液液壓傳傳動裝裝置實(shí)實(shí)現(xiàn)。。砂輪的的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)磨削削工作作由電電動機(jī)機(jī)M2拖動動。冷卻泵泵電動動機(jī)M3提提供磨磨削時(shí)時(shí)你磨磨削液液砂輪架架升降降由電電動機(jī)機(jī)M4拖動動，M4雙雙向運(yùn)運(yùn)轉(zhuǎn)。。工作臺臺吸盤盤電路路中應(yīng)應(yīng)具有有欠電電壓保保護(hù)及及去磁磁控制制，以以確保保工件件吸牢牢及取取下方方便。。電動機(jī)機(jī)的確確定M1M2M3M4主電路路的設(shè)設(shè)計(jì)控制電電路的的設(shè)計(jì)計(jì)電磁吸吸盤控控制電電路設(shè)設(shè)計(jì)輔助電電路的的設(shè)計(jì)計(jì)控制電電源的的確定定及總總體電電路的的完善善選用380V作作為控控制電電路電電壓。。電磁吸吸盤采采用110V直直流供供電。。照明用用24V安安全電電壓，，信號號指示示為6.3V常用電電器元元件選選擇電器元元件的的可靠靠性電器元元件選選擇的的基本本原則則電器元元件的的選擇擇電器元元件選選擇的的基本本原則則根據(jù)對對控制制元件件功能能的要要求，，確定定電器器元件件類型型；確定元元器件件承載載能力力的臨臨界值值及使使用壽壽命。。確定元元器預(yù)預(yù)期的的工作作環(huán)境境及供供應(yīng)情情況；；確定元元器件件在應(yīng)應(yīng)用時(shí)時(shí)所需需的可可靠性性等。。電器元元件選選擇按鈕、、開關(guān)關(guān)選擇擇接觸器器選用用中間繼繼電器器的選選用時(shí)間繼繼電器器的選選用熱繼電電器的的選用用熔斷器器選用用控制變變壓器器的選選用電磁鐵鐵的選選用控制電電路中中某些些電阻阻的計(jì)計(jì)算。。按鈕、、開關(guān)關(guān)選擇擇按鈕刀開關(guān)關(guān)組合開開關(guān)行程開開關(guān)自動開開關(guān)按鈕按鈕是是短時(shí)時(shí)切換換小電電流控控制電電路的的開關(guān)關(guān)，根根據(jù)控控制功功能選選擇按按鈕的的結(jié)構(gòu)構(gòu)型式式及顏顏色。。按鈕的的額定定電壓壓：交交流500V,直流流440V,額額定電電流5A.機(jī)床上上常選選用：：LA2、、LA10、LA18、、LA19、LA20等等。LA-???????L-主主令電電器,A-按鈕鈕,?-設(shè)計(jì)序序號,?-常開觸觸頭數(shù)數(shù),?-常閉觸觸頭數(shù)數(shù),?-結(jié)構(gòu)型型式代代號(K、、S、、J、、X、、H、、F、、Y和和D)按鈕K-開開啟式式S-防防水式式J-緊緊急式式X-旋旋轉(zhuǎn)式式H-保保護(hù)式式F-防防腐式式Y(jié)-鑰鑰匙式式D-帶帶燈按按鈕刀開關(guān)關(guān)刀開關(guān)關(guān)主要要用于于接通通和切切斷長長期工工作設(shè)設(shè)備的的電源源。刀開關(guān)關(guān)的種種類很很多，，按級級數(shù)分分單級級、雙雙級、、和三三極；；按刀刀的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換方方向可可分單單擲和和雙擲擲等。。常用用的刀刀開關(guān)關(guān)有開開啟式式負(fù)荷荷開關(guān)關(guān)和封封閉式式負(fù)荷荷開關(guān)關(guān)。根據(jù)電電源種種類、、電壓壓等級級、用用電設(shè)設(shè)備容容量、、所需需極數(shù)數(shù)及使使用場場合來來選用用。開啟式式，主主要控控制5.5kw以下下的電電機(jī)（（一般般）型型號HKI-?含義：：HK-開開啟式式負(fù)荷荷開關(guān)關(guān)，I-設(shè)設(shè)計(jì)序序號；；?-額定電電流。。封閉式式（鐵鐵殼開開關(guān)）），型型號HH4-?/?含義：：HH-封封閉式式負(fù)荷荷開關(guān)關(guān)，4-設(shè)設(shè)計(jì)序序號，，?-額定電電流，，?-極數(shù)數(shù)。組合開開關(guān)組合開開關(guān)主主要用用于電電源引引入與與隔離離，可根據(jù)據(jù)電源源種類類、電電壓等等級、、所需需極數(shù)數(shù)及電電氣設(shè)設(shè)備額額定容容量選選取。。額定電電壓500V的的開關(guān)關(guān)適用用于交交流380V，，額定定電壓壓250V的開開關(guān)適適用于于交流流220V控制制。開關(guān)的的額定定電流流一般般取設(shè)設(shè)備額額定電電流的的1.5倍倍~3倍。。常用的的型號號有HZ系系列：：HZ1、HZ2、……HZ10組合開開關(guān)技技術(shù)參參數(shù)行程開開關(guān)用于控控制運(yùn)運(yùn)動機(jī)機(jī)構(gòu)的的行程程、訊訊號轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換、、聯(lián)鎖鎖等。。根據(jù)控控制功功能、、安裝裝位置置、電電壓電電流等等級、、觸頭頭種類類及數(shù)數(shù)量來來選擇擇結(jié)構(gòu)構(gòu)和型型號。。機(jī)床上上常用用的有有LX2、、LX19、JLXK1型行行程開開關(guān)及及JXW-11、JLXK1-11型型微動動開關(guān)關(guān)等。。（LXK3系列新新產(chǎn)品品，LXW5系系列微微動開開關(guān)））JLXK1-???的含義義：J-機(jī)機(jī)床電電器；；L-主令令電器器；X-行行程開開關(guān)；；K-快速速；1-設(shè)設(shè)計(jì)序序號；；?-滾輪數(shù)數(shù)目；；?-常開觸觸頭數(shù)數(shù)；?-常閉觸觸頭數(shù)數(shù)。對于要要求動動作快快、靈靈敏度度高的的行程程控制制，可可采用用無觸觸點(diǎn)接接近開開關(guān)。。LXK3系系列行程開開關(guān)主要技技術(shù)數(shù)據(jù)自動開關(guān)（（自動空氣氣開關(guān)）自動開關(guān)又又稱低壓斷斷路器。常常作為機(jī)床床電路的電電源引入開開關(guān)，并且且對電源設(shè)設(shè)備有過載載、短路、、欠壓保護(hù)護(hù)作用。選用時(shí)考慮慮額定電流流和額定電電壓以及短短路保護(hù)的的電磁瞬時(shí)時(shí)脫扣器電電流整定值值應(yīng)略大于于電路最大大短路電流流。常用的有DZ10系系列(額定定電流分10、100、200、600A)。。小容量的的有DZ4、DZ5（額定電電流25A、50A兩級）引進(jìn)西門子子公司的新新產(chǎn)品3VE1、3VE3系系列。（0.1~63A)接觸器選用用主要考慮主主觸頭的額額定電流、、額定電壓壓、吸引線線圈的電壓壓等級，其其次考慮輔輔助觸頭的的數(shù)量和種種類、操作作頻率等。。吸引線圈的的電壓等級級應(yīng)等于控控制電路的的電壓。交流接觸器器多用CJ10系系列，直流接觸觸器多用CZD系列。CJ?-?型號的含義義：C-接接觸器；J-交流；；?-設(shè)計(jì)序號；；?-主觸頭額定定電流。還有LC1-D,可可與西門子子公司3TB系列互互換使用的的CJX1、CJX2系列。。CJ10系系列交流接接觸器技術(shù)術(shù)數(shù)據(jù)CZD系列列直流接觸觸器基本技技術(shù)數(shù)據(jù)接觸器的選選擇選擇類型選擇觸頭的的額定電壓壓選擇主觸頭頭的額定電電流：主觸觸頭的額定定電流應(yīng)大大于或等于于負(fù)載的額額定電流。。如負(fù)載是是電動機(jī)，，其額定電電流按下式式推算：選擇線圈電電壓選擇觸頭數(shù)數(shù)量和種類類中間繼電器器的選用中間繼電器器用于控制制電路中傳傳遞與轉(zhuǎn)換換信號，擴(kuò)擴(kuò)大控制路路數(shù)，將小小功率控制制信號轉(zhuǎn)換換為大容量量的觸頭控控制，擴(kuò)充充交流接觸觸器及其它它電器的控控制作用。。中間繼電器器主要根據(jù)據(jù)觸點(diǎn)的數(shù)數(shù)量及種類類確定型號號，吸引線線圈的額定定電壓等于于控制電路路的電壓等等級。機(jī)床上常用用JZ7系列列，新產(chǎn)品品有JDZ1系列、、CA2-DN1系系列及仿西西門子3TH的JZC1系列列等。三種系列中中間繼電器器技術(shù)參數(shù)數(shù)時(shí)間繼電器器的選用時(shí)間繼電器器的類型有有：電磁式式、空氣阻阻尼式、晶晶體管式和和電動機(jī)式式等。選用時(shí)考慮慮延時(shí)方式式、延時(shí)范范圍、延時(shí)時(shí)精度要求求、瞬時(shí)觸觸頭數(shù)目等等。另外，，線圈電壓壓等級應(yīng)滿滿足控制電電路的要求求。對延時(shí)精度度不高的可可選用空空氣阻尼式式；對直流流斷電延時(shí)時(shí)，宜選用用價(jià)格較低低的電磁式式；當(dāng)延時(shí)時(shí)范圍大，，延時(shí)精度度要求高時(shí)時(shí)，可選用用晶體管管式或電動動機(jī)式時(shí)間間繼電器。。常用機(jī)床時(shí)時(shí)間繼電器器主要有JS7系列列（空氣式式時(shí)間繼電電器新產(chǎn)品品JSKI）熱繼電器的的選用熱繼電器主主要對異步步電動機(jī)進(jìn)進(jìn)行過載保保護(hù)。熱繼電器有有雙金屬片片式和電子子式兩種。。電子式熱繼繼電器保護(hù)護(hù)性能好，，適用于重重要電動機(jī)機(jī)。選擇熱繼電電器主要根根據(jù)電動機(jī)機(jī)的額定電電流來確定定熱繼電器器的額定電電流及熱元元件的電流流等級。對星形接線線的電動機(jī)機(jī)可選兩相相或三相結(jié)結(jié)構(gòu)式的，，對三角形形接線的電電動機(jī)，應(yīng)應(yīng)選擇帶斷斷相保護(hù)的的熱繼電器器。熱元件件的額定電電流值，一一般按電動動機(jī)額定電電流的0.95~1.05倍倍選用。常用的熱繼繼電器為JR0系列列，新產(chǎn)品品JRS1系列、LR1-D系列以及及西門子的的3UA系系列。熔斷器選用用熔斷器主要要對電氣設(shè)設(shè)備起短路路瞬時(shí)保護(hù)護(hù)作用。主要類型