ch4-電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)解析

第四章電氣限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1電氣限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容4.1.1電氣限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容電氣限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容就是依據(jù)電氣設(shè)備的限制要求，設(shè)計(jì)和編制電氣圖樣和資料。電氣圖樣包括電氣限制原理圖、電器元件布置圖、電氣安裝接線圖及限制面板圖等。設(shè)計(jì)資料包括外購件清單、材料消耗清單和電氣設(shè)備說明書等。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容則是：電氣限制原理圖設(shè)計(jì)和電氣工藝設(shè)計(jì)。1．電氣原理圖設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）確定電力拖動(dòng)方案。（2）選擇電動(dòng)機(jī)的類型、容量及轉(zhuǎn)速，并選擇具體型號(hào)。（3）設(shè)計(jì)電氣限制的原理框圖，確定各部分之間的關(guān)系，擬訂各部分的技術(shù)要求。（4）設(shè)計(jì)并繪制電氣原理圖，計(jì)算主要技術(shù)參數(shù)。（5）選擇電器元件，制定電機(jī)和電器元件明細(xì)表。（6）編寫設(shè)計(jì)說明書。1/13/20232．電氣工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）依據(jù)已設(shè)計(jì)好的電氣原理圖及選定的電器元件，設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的總體配置，繪制電氣限制系統(tǒng)的總裝配圖及總接線圖?？倛D應(yīng)反映出電動(dòng)機(jī)、執(zhí)行電器、電氣箱各組件、操作臺(tái)布置、電源以及檢測元件的分布狀況和各部分之間的接線關(guān)系及聯(lián)接方式，以供總體裝配、調(diào)試以及日常維護(hù)運(yùn)用。（2）依據(jù)原理框圖或劃分的組件，對總原理圖進(jìn)行編號(hào)，繪制各組件原理電路圖，列出各組件的元件書目表，并依據(jù)總圖編號(hào)標(biāo)出各組件的進(jìn)出線號(hào)。（3）依據(jù)組件原理電路圖及選定的元件書目表，設(shè)計(jì)各組件的電器裝配圖（包括電器元件布置圖和安裝圖）、接線圖，圖中要反映出各電器元件的安裝方式和接線方式。這部分資料是組件裝配和生產(chǎn)管理的依據(jù)。（4）依據(jù)組件的安裝要求，繪制零件圖紙，這些圖紙是機(jī)械加工的技術(shù)資料。（5）設(shè)計(jì)電氣箱，依據(jù)組件的尺寸及安裝要求，確定電氣箱的結(jié)構(gòu)與外形尺寸，設(shè)置安裝支架，標(biāo)明安裝方式，各組件的連接方式，通風(fēng)散熱及開門方式等。（6）依據(jù)總原理圖、總裝配圖及各組件原理圖等資料，列出外購件清單、標(biāo)準(zhǔn)件清單及主要材料消耗定額等。這些是生產(chǎn)管理和成本核算必備的技術(shù)資料。（7）編寫電氣設(shè)備運(yùn)用說明書。

1/13/20234.1.2電力拖動(dòng)方案確定的原則1．拖動(dòng)方式的選擇電力拖動(dòng)方式有單獨(dú)拖動(dòng)和集中拖動(dòng)兩種。電氣傳動(dòng)發(fā)展的趨向是電動(dòng)機(jī)逐步接近工作機(jī)構(gòu)，形成多電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)方式。在具體選擇時(shí)，應(yīng)依據(jù)工藝及結(jié)構(gòu)具體狀況確定電動(dòng)機(jī)的數(shù)量。2．調(diào)速方案的選擇各種生產(chǎn)機(jī)械往往要求具有確定的調(diào)速范圍和調(diào)速精度，為此，應(yīng)選用不同的調(diào)速方案，如接受機(jī)械變速、多速電動(dòng)機(jī)變速、變頻調(diào)速等。3．電動(dòng)機(jī)調(diào)速性質(zhì)應(yīng)與負(fù)載特性相適應(yīng)機(jī)械設(shè)備的各個(gè)工作機(jī)構(gòu)，具有各自不同的負(fù)載特性，如機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)為恒功率負(fù)載，而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。在選擇電動(dòng)機(jī)調(diào)速方案時(shí)，要使電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性質(zhì)與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性相適應(yīng)，以使電動(dòng)機(jī)獲得充分合理的運(yùn)用。1/13/20234.2電氣原理圖的設(shè)計(jì)方法與步驟4.2.1電氣原理圖的設(shè)計(jì)方法1．閱歷設(shè)計(jì)法閱歷設(shè)計(jì)法又稱分析設(shè)計(jì)法，是依據(jù)生產(chǎn)工藝要求和生產(chǎn)過程，選用適當(dāng)?shù)幕鞠拗骗h(huán)節(jié)，綜合成所須要的電氣限制線路。如沒有現(xiàn)成的典型環(huán)節(jié)可運(yùn)用，可依據(jù)實(shí)際閱歷自行設(shè)計(jì)，邊分析邊畫圖，通過反復(fù)修改設(shè)計(jì)以得到最佳的設(shè)計(jì)方案。2．邏輯設(shè)計(jì)法邏輯設(shè)計(jì)法是利用邏輯代數(shù)這一數(shù)學(xué)工具來設(shè)計(jì)電氣限制線路。從生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備的工藝要求動(dòng)身，將限制電路中的接觸器、繼電器等電器元件線圈的通電與斷電，觸點(diǎn)的閉合與斷開，以及主令元件的接通與斷開等看成是邏輯變量，依據(jù)限制線路中各邏輯變量之間所要滿足的邏輯關(guān)系，依據(jù)確定的方法和步驟設(shè)計(jì)出符合生產(chǎn)工藝要求的電氣限制線路。1/13/20234.2.2閱歷設(shè)計(jì)法的基本步驟1、設(shè)計(jì)主電路主要考慮電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和制動(dòng)等。２、設(shè)計(jì)限制電路主要是設(shè)計(jì)滿足各電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)功能和工作狀態(tài)相對應(yīng)的限制線路，以及滿足執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)規(guī)定動(dòng)作相適應(yīng)的指令信號(hào)的限制線路。３、設(shè)計(jì)聯(lián)鎖疼惜環(huán)節(jié)主要考慮如何完善整個(gè)限制線路的設(shè)計(jì)，包括各種聯(lián)鎖環(huán)節(jié)以及短路、過載、失壓等疼惜環(huán)節(jié)。４、線路的綜合審查反復(fù)審查所設(shè)計(jì)電路的工作狀況，對困難電路應(yīng)進(jìn)行模擬試驗(yàn)，發(fā)覺問題剛好修改，直到電路動(dòng)作精確無誤，滿足生產(chǎn)工藝要求為止。1/13/20234.2.3閱歷設(shè)計(jì)法舉例某機(jī)床有左、右兩個(gè)銑削動(dòng)力頭，各由一臺(tái)溝通電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)；另外有一個(gè)安裝工件的滑臺(tái)，由另一臺(tái)溝通電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。加工工藝要求是滑臺(tái)先快速移動(dòng)，到達(dá)加工位置后，自動(dòng)變?yōu)槁龠M(jìn)給，進(jìn)給到指定位置后自動(dòng)停止，再由操作者發(fā)出指令使滑臺(tái)快速返回，回到原位后自動(dòng)停車。要求兩動(dòng)力頭在滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)正向起動(dòng)后才能起動(dòng)，在滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)正向停車時(shí)也停車。1．主電路設(shè)計(jì)動(dòng)力頭拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)只要求單方向旋轉(zhuǎn)，為使兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)同步起動(dòng)，可用一只接觸器KM3限制。滑臺(tái)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)須要正反轉(zhuǎn)，可用兩只接觸器KM1、KM2限制。滑臺(tái)的快速移動(dòng)由電磁鐵YA變更機(jī)械傳動(dòng)鏈來實(shí)現(xiàn)，由接觸器KM4來限制。三臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用一個(gè)熔斷器來做短路疼惜，分別用三個(gè)熱繼電器來做過載疼惜。主電路如圖4-1所示。1/13/20231/13/20232．限制電路設(shè)計(jì)滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)分別用兩個(gè)按鈕SB1和SB2限制，停車則分別用SB3和SB4限制。由于動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)在滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)后起動(dòng)，停車時(shí)也停車，故可用接觸器KM1的常開幫助觸點(diǎn)限制KM3的線圈，如圖4-2(a)所示?；_(tái)的快速移動(dòng)接受電磁鐵YA通電時(shí)變更凸輪的變速比來實(shí)現(xiàn)。滑臺(tái)的快速前進(jìn)與返回分別用KM1和KM2的幫助觸點(diǎn)限制KM4，再由KM4觸點(diǎn)去通斷電磁鐵YA?；_(tái)快速前進(jìn)到加工位置時(shí)，要求慢速進(jìn)給，因而在KM1觸點(diǎn)限制KM4線圈的支路上串聯(lián)行程開關(guān)SQ3的常閉觸點(diǎn)，此部分電路如圖4-2(b)所示。1/13/2023圖4-2限制電路草圖1/13/20233．聯(lián)鎖與疼惜環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)用行程開關(guān)SQ1的常閉觸點(diǎn)限制滑臺(tái)慢速進(jìn)給到位時(shí)的停車；用行程開關(guān)SQ2的常閉觸點(diǎn)限制滑臺(tái)快速返回到原位時(shí)的自動(dòng)停車。接觸器KM1和KM2之間應(yīng)有電氣互鎖。三個(gè)熱繼電器的常閉觸點(diǎn)串聯(lián)作過載疼惜。完整的限制電路如圖4-3所示。

1/13/20234．電路的完善圖4-3中用了三個(gè)KM1的常開幫助觸點(diǎn)，而一般的接觸器只有兩個(gè)常開幫助觸點(diǎn)，所以必需進(jìn)行修改。分析電路的工作狀況可知，KM3的常開幫助觸點(diǎn)完全可以代替KM1的常開幫助觸點(diǎn)去限制電磁鐵YA，修改后的電路如圖4-4所示。

1/13/20234.2.4設(shè)計(jì)限制線路時(shí)應(yīng)留意的問題1．盡量削減連接導(dǎo)線設(shè)計(jì)限制電路時(shí)，應(yīng)依據(jù)實(shí)際環(huán)境狀況，合理考慮支配各種電氣設(shè)備和電器元件的位置及實(shí)際連線，以保證它們之間的連接導(dǎo)線的數(shù)量最少，導(dǎo)線的長度最短。如圖4-5(a)是不合理的。因?yàn)榘粹o裝在操作臺(tái)上，接觸器裝在電氣柜內(nèi)，這樣接線就須要由電氣柜二次引出連接線到操作臺(tái)上，所以一般都將啟動(dòng)按鈕和停止按鈕干脆連接，就可以削減一次引出線，如圖4-5(b)所示。1/13/20232．正確連接電器元件的觸點(diǎn)同一電器元件的常開和常閉觸點(diǎn)靠的很近，假如分別接在電源的不同相上，如圖4-6(a)所示的限位開關(guān)SQ的常開和常閉觸點(diǎn)，常開觸點(diǎn)接在電源的一相，常閉觸點(diǎn)接在電源的另一相上，當(dāng)觸點(diǎn)斷開產(chǎn)生電弧時(shí)，可能會(huì)在兩觸點(diǎn)間形成飛弧造成電源短路。若改成圖4-6(b)的形式，由于兩觸點(diǎn)間的電位相同，則不會(huì)造成電源短路。因此，設(shè)計(jì)限制線路時(shí)，應(yīng)使分布在線路不同位置的同一電器觸點(diǎn)盡量接到同一個(gè)極或共接同一等電位點(diǎn)，以避開在電器觸點(diǎn)上引起短路。

1/13/20233．正確連接電器的線圈電壓線圈不允許串聯(lián)運(yùn)用，即使外加電壓是兩個(gè)線圈額定電壓之和也不行以，如圖4-7(a)所示。若須要兩個(gè)電器元件同時(shí)工作，其線圈應(yīng)并聯(lián)連接。兩電感量相差懸殊的電壓線圈不能干脆并聯(lián)。如圖4-7(b)中的直流電磁鐵YA與繼電器KA并聯(lián)，在接通電源時(shí)可正常工作，但在斷開電源時(shí)，由于電磁鐵線圈的電感比繼電器線圈的電感大很多，所以斷電時(shí)，繼電器很快釋放，但電磁鐵線圈產(chǎn)生的自感電勢可能使繼電器又吸合一段時(shí)間，從而造成繼電器的誤動(dòng)作。為此，解決方法可各用一個(gè)接觸器的觸點(diǎn)來限制，如圖4-7(c)所示。1/13/20234．避開出現(xiàn)寄生電路在限制電路運(yùn)行中，由正常操作而產(chǎn)生意外接通的電路稱為寄生電路。如圖4-8所示是一個(gè)具有指示燈和過載疼惜的電動(dòng)機(jī)正反向限制電路。正常工作時(shí)，能完成正反向啟動(dòng)、停止和信號(hào)指示。但當(dāng)熱繼電器FR動(dòng)作時(shí)，線路中就會(huì)出現(xiàn)圖中虛線所示的寄生電路，使接觸器不能牢靠釋放，起不到保護(hù)作用。若將FR常閉觸點(diǎn)移接到SB1上端就可避開寄生電路。1/13/20235．盡量削減電器元件的數(shù)量、選用標(biāo)準(zhǔn)件和相同型號(hào)的電器盡量削減不必要的觸點(diǎn)以簡化線路，提高線路工作的牢靠性。如圖4-9(a)的線路改成圖4-9(b)后可削減一個(gè)觸點(diǎn)。1/13/20236．多個(gè)電器的依次動(dòng)作問題在限制線路中應(yīng)盡量避開很多電器元件依次動(dòng)作才能接通另一個(gè)電器元件的線路。7．可逆線路的聯(lián)鎖在頻繁操作的可逆線路中，正反向接觸器之間要有電氣聯(lián)鎖和機(jī)械聯(lián)鎖。8．要有完善的疼惜措施在電氣限制線路中，為保證操作人員、電氣設(shè)備及生產(chǎn)機(jī)械的平安，確定要有完善的疼惜措施。常用的疼惜有漏電流、短路、過載、過流、失壓等環(huán)節(jié)，有時(shí)還設(shè)有合閘、斷開、事故和平安等必需的指示信號(hào)。1/13/20234.3電路設(shè)計(jì)中元器件的選擇4.3.1電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)是生產(chǎn)機(jī)械電力拖動(dòng)系統(tǒng)的拖動(dòng)元件，選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，主要應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)的功率、結(jié)構(gòu)型式、額定轉(zhuǎn)速和額定電壓等。1．電動(dòng)機(jī)功率的選擇選擇電動(dòng)機(jī)功率的依據(jù)是負(fù)載功率。電動(dòng)機(jī)功率選得過大，設(shè)備投資大將造成奢侈，同時(shí)由于電動(dòng)機(jī)欠載運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致效率和功率因數(shù)降低，運(yùn)行費(fèi)用也會(huì)提高。反之，功率選得過小，電動(dòng)機(jī)過載運(yùn)行，會(huì)使電動(dòng)機(jī)壽命降低。當(dāng)主拖動(dòng)和進(jìn)給拖動(dòng)用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)時(shí)，應(yīng)按主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算。若接受單獨(dú)的進(jìn)給拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，且具有快速移動(dòng)功能時(shí)，應(yīng)按快速移動(dòng)所需功率來計(jì)算?？焖僖苿?dòng)所需功率一般按閱歷數(shù)據(jù)來選擇，可查閱有關(guān)資料。1/13/20232．電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式的選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式按其安裝方式的不同可分為臥式（軸是水平的）和立式（軸是垂直的）。以電動(dòng)機(jī)與工作機(jī)構(gòu)的連接便利、緊湊為原則來選擇，如立式鉆床、龍門銑等機(jī)床的主軸都是垂直于工作臺(tái)的，所以接受立式電動(dòng)機(jī)更為合適。電動(dòng)機(jī)具有不同的防護(hù)方式，如開啟式、防護(hù)式、封閉式和防爆式等，具體要依據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作條件來選擇。粉塵多的場合，如鑄造車間、磨削加工等，應(yīng)選擇封閉式的電動(dòng)機(jī)；易燃易爆的場合應(yīng)選用防爆式的電動(dòng)機(jī)。按機(jī)床電氣設(shè)備通用技術(shù)條件中規(guī)定，機(jī)床應(yīng)接受全封閉扇冷式電動(dòng)機(jī)。3．電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇電動(dòng)機(jī)電壓等級、相數(shù)、頻率都要與供電電壓相一樣。1/13/20234．電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇對于額定功率相同的電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速越高，電動(dòng)機(jī)尺寸、重量和成本越小，因此選用高速電動(dòng)機(jī)較為經(jīng)濟(jì)。但由于生產(chǎn)機(jī)械所需轉(zhuǎn)速確定，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速比越大，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)越困難。所以應(yīng)通過綜合分析來確定電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。5．籠型異步電動(dòng)機(jī)有關(guān)電阻的計(jì)算（1）籠型異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電阻的計(jì)算在電動(dòng)機(jī)降壓啟動(dòng)方式中，定子回路串聯(lián)的限流電阻可按下式近似計(jì)算1/13/2023式中Rst——每相限流電阻的阻值，單位為Ω；IN——電動(dòng)機(jī)的額定電流，單位為A；Kst——不加電阻時(shí)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流與額定電流之比，可由手冊查出；Kstr——加入啟動(dòng)限流電阻后，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流與額定電流之比，可依據(jù)須要選取。假如只在電動(dòng)機(jī)的兩相中串入限流電阻，Rst的值可近似取計(jì)算值的1.5倍。1/13/2023（2）籠型異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)電阻的計(jì)算式中Rrb——每相反接制動(dòng)限流電阻的阻值，單位為Ω；Krbr——接入限流電阻后，反接制動(dòng)電流與額定電流之比。假如只在電動(dòng)機(jī)的兩相中串聯(lián)制動(dòng)限流電阻，則Rrb的值可取計(jì)算值的1.5倍。1/13/20234.3.2常用低壓電器的選擇1．接觸器的選用（1）溝通接觸器的選用溝通接觸器的選擇主要考慮主觸點(diǎn)的額定電流、額定電壓、幫助觸點(diǎn)的數(shù)量與種類、線圈電壓等。①主觸點(diǎn)額定電流應(yīng)等于或稍大于實(shí)際負(fù)載電流，對于電動(dòng)機(jī)負(fù)載，可按下面閱歷公式計(jì)算IN=PN×103/KUN式中PN——被控電動(dòng)機(jī)的額定功率，單位為kW；UN——被控電動(dòng)機(jī)的額定線電壓，單位為V；K——閱歷系數(shù)，一般取1~1.4。②主觸點(diǎn)的額定電壓應(yīng)等于或大于負(fù)載電路的額定電壓。③依據(jù)限制回路的電壓來選擇接觸器的線圈電壓。為了保證平安，一般接觸器吸引線圈選擇較低的電壓。但假如在限制線路比較簡潔的狀況下，為了省去變壓器，可干脆選用380V或220V。值得留意的是，接觸器產(chǎn)品系列是按運(yùn)用類別設(shè)計(jì)的，所以要依據(jù)接觸器負(fù)擔(dān)的工作任務(wù)來選擇相應(yīng)的運(yùn)用類別。1/13/2023（2）直流接觸器的選用直流接觸器主要用于限制直流電動(dòng)機(jī)和電磁鐵。①限制直流電動(dòng)機(jī)時(shí)的選用。應(yīng)先弄清電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行的主要技術(shù)參數(shù)。接觸器的額定電壓、額定電流（或額定限制功率）均不得低于電動(dòng)機(jī)的相應(yīng)值。當(dāng)用于反復(fù)短時(shí)工作制或短時(shí)工作制時(shí)，接觸器的額定發(fā)熱電流應(yīng)不低于電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行的等效有效電流，接觸器的額定操作頻率也不應(yīng)低于電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行的操作頻率。然后依據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)用類別，選擇相應(yīng)運(yùn)用類別的接觸器系列。②限制直流電磁鐵時(shí)的選用。應(yīng)依據(jù)額定電壓、額定電流、通電持續(xù)率和時(shí)間常數(shù)等主要技術(shù)參數(shù)，選用合適的直流接觸器。1/13/20232．繼電器的選用（1）電磁式繼電器的選用選用時(shí)，除滿足繼電器線圈電壓或線圈電流的要求外，還應(yīng)依據(jù)限制須要分別選用過電流繼電器、欠電流繼電器、過電壓繼電器、欠電壓繼電器、中間繼電器等。另外，電壓和電流繼電器還有溝通和直流之分，選用時(shí)也應(yīng)留意。（2）時(shí)間繼電器的選用時(shí)間繼電器型式多樣，各具特點(diǎn)，選用時(shí)應(yīng)從以下幾方面考慮：①依據(jù)限制線路的要求來選擇延時(shí)方式，即通電延時(shí)型或斷電延時(shí)型。②依據(jù)延時(shí)精度和延時(shí)長短要求來選擇。③依據(jù)運(yùn)用場合和工作環(huán)境狀況來選擇。1/13/2023（3）熱繼電器的選用熱繼電器的選用應(yīng)依據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境、啟動(dòng)狀況、負(fù)載性質(zhì)等因素來考慮。①熱繼電器結(jié)構(gòu)形式的選擇。星形連接的電動(dòng)機(jī)可選用兩相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器；三角形連接的電動(dòng)機(jī)應(yīng)選用帶斷相疼惜裝置的三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器。②熱元件額定電流的選擇。一般可按下式選取IR=（0.95~1.05）IN式中IR——熱元件的額定電流；IN——電動(dòng)機(jī)的額定電流。對于工作環(huán)境惡劣、啟動(dòng)常見的電動(dòng)機(jī)，則應(yīng)按下式選取IR=（1.15~1.5）IN熱元件選好后，還需依據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定電流來調(diào)整它的整定值。1/13/20233．熔斷器的選用熔斷器的選擇主要包括熔斷器類型、額定電壓、額定電流與熔體額定電流的確定。（１）熔斷器的類型選擇。熔斷器的類型應(yīng)依據(jù)負(fù)載疼惜特性和短路電流大小，各類熔斷器的適用范圍來選用。（２）熔斷器的額定電壓選擇。熔斷器的額定電壓應(yīng)不小于線路的額定電壓。（３）熔斷器的額定電流選擇。熔斷器的額定電流應(yīng)不小于熔體的額定電流。（４）熔體額定電流的選擇。有以下幾種狀況：①對于照明線路等沒有沖擊電流的負(fù)載，應(yīng)使熔體的額定電流等于或稍大于電路的工作電流。1/13/2023②對于有啟動(dòng)沖擊電流的電動(dòng)機(jī)負(fù)載，應(yīng)按下式計(jì)算IFU≥（1.5~2.5）IN式中IFU——熔體的額定電流；IN——電動(dòng)機(jī)的額定電流。③對于多臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用一個(gè)熔斷器疼惜時(shí)，熔體額定電流應(yīng)按下式計(jì)算IFU≥（1.5~2.5）INmax+∑IN式中INmax——容量最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流；∑IN——其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和。輕載啟動(dòng)及啟動(dòng)時(shí)間較短，式中系數(shù)取1.5；重載啟動(dòng)及啟動(dòng)時(shí)間較長時(shí)，式中系數(shù)取2.5。④降壓啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)選用熔體的額定電流應(yīng)等于或稍大于電動(dòng)機(jī)的額定電流。1/13/20234．自動(dòng)空氣開關(guān)的選用（1）依據(jù)線路的計(jì)算電流和工作電壓，確定自動(dòng)空氣開關(guān)的額定電流和額定電壓。明顯，自動(dòng)空氣開關(guān)的額定電流應(yīng)不小于線路的計(jì)算電流。（2）熱脫扣器的整定電流應(yīng)與所限制的電動(dòng)機(jī)額定電流或負(fù)載額定電流相等。（3）確定過電流脫扣器瞬時(shí)動(dòng)作的整定電流IZ≥KIpk式中IZ——瞬時(shí)動(dòng)作的整定電流；Ipk——線路中的尖峰電流；K——考慮整定誤差和啟動(dòng)電流允許變更的平安系數(shù)。對于動(dòng)作時(shí)間在0.02s以上的自動(dòng)空氣開關(guān)，取K為1.35；對于動(dòng)作時(shí)間在0.02s以下的自動(dòng)空氣開關(guān)，取K為1.7。1/13/20235．限制變壓器的選用限制變壓器一般用于降低限制電路或幫助電路電壓，以保證限制電路平安牢靠。選擇限制變壓器的原則為：（1）限制變壓器一、二次側(cè)電壓應(yīng)與溝通電源電壓、限制電路電壓與幫助電路電壓要求相一樣。（2）應(yīng)保證接于變壓器二次側(cè)的溝通電磁器件在啟動(dòng)時(shí)能牢靠地吸合。（3）電路正常運(yùn)行時(shí)，變壓器溫升不應(yīng)超過允許溫升。（4）限制變壓器的容量可按長期運(yùn)行的溫升來考慮，其容量應(yīng)大于或等于最大工作負(fù)荷的功率，即Ｓ≥Ｋ∑Ｓi式中Ｓ——限制變壓器容量，單位為VA；Ｓi——電磁器件吸持總功率，單位為VA；Ｋ——變壓器容量的儲(chǔ)備系數(shù)，一般取1.1~1.25。1/13/20236．限制按鈕的選用（1）依據(jù)運(yùn)用場合，選擇限制按鈕的種類，如開啟式、疼惜式、防水式和防腐式等。（2）依據(jù)用途，選擇合適的型式，如手把旋鈕式、鑰匙式、緊急式等。（3）按限制回路的須要，確定不同的按鈕數(shù)，如單鈕、雙鈕、三鈕等。（4）按工作狀態(tài)指示和工作狀況的要求，選擇按鈕及指示燈的顏色。7．行程開關(guān)的選用（1）依據(jù)應(yīng)用場合及限制對象選擇，有一般用途行程開關(guān)和起重設(shè)備用行程開關(guān)。（2）依據(jù)安裝環(huán)境選擇防護(hù)形式，如開啟式或疼惜式。（3）依據(jù)限制回路的電壓和電流選擇行程開關(guān)系列。（4）依據(jù)機(jī)械與行程開關(guān)的傳動(dòng)與位移關(guān)系選擇合適的頭部形式。1/13/20238．萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的選用（1）按額定電壓和工作電流選用合適的萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)系列。（2）按操作須要選定手柄形式和定位特征。（3）按限制要求參照轉(zhuǎn)換開關(guān)樣本確定觸點(diǎn)數(shù)量和接線圖編號(hào)。（4）選擇面板形式及標(biāo)記。

1/13/20234.4電氣限制裝置的工藝設(shè)計(jì)4.4.1電氣設(shè)備總裝圖的設(shè)計(jì)總裝圖的設(shè)計(jì)原則如下：（1）功能類似的元件組合在一起。如用于操作的各類按鈕、開關(guān)、鍵盤、指示、調(diào)整等元件集中為限制面板組件；各種繼電器、接觸器、熔斷器、限制變壓器等限制電器集中為電氣板組件；各類限制電源、整流、濾波等元件集中為電源組件。（2）盡可能削減組件之間的連線數(shù)量，將接線關(guān)系親密的電器元件置于同一組件中。（3）強(qiáng)電與弱電限制器分別，以削減干擾。（4）力求整齊美觀，外形尺寸相同、重量相近的電器組合在一起。（5）為便于檢查與調(diào)試，需將常常調(diào)整、維護(hù)和易損元件組合在一起。1/13/20234.4.2電器元件布置圖的設(shè)計(jì)電器元件的布置應(yīng)留意以下幾點(diǎn)：（1）體積較大、較重的元器件安裝在電器板的下方，發(fā)熱器件安放在電器板的上方。（2）強(qiáng)電和弱電要分開，并加以屏蔽，以防干擾。（3）須要常常維護(hù)、檢修、調(diào)整的電器元件安裝高度要適宜。（4）電器元件的布置應(yīng)考慮整齊、美觀和對稱。外形尺寸與結(jié)構(gòu)類似的電器安放在一起，以便加工、安裝和配線。（5）各種電器元件的布置不宜過密，要有確定的間距。各電器元件的位置確定后，便可繪制電器布置圖。布置圖是依據(jù)電器元件的外形尺寸按比例繪制，并標(biāo)明各元件間距尺寸。同時(shí)還要依據(jù)本部件進(jìn)出線的數(shù)量和導(dǎo)線規(guī)格，來選擇適當(dāng)?shù)慕泳€端子板或接插件，按確定依次標(biāo)上進(jìn)出線的接線號(hào)。1/13/20234.4.3繪制電氣限制裝置的接線圖繪制電氣限制裝置接線圖的原則是：（1）接線圖和接線表的繪制應(yīng)符合GB6988.3—1997《電氣技術(shù)用文件的編制》第3部分：《接線圖和接線表》的規(guī)定。（2）接線圖中各電器元件的位置應(yīng)與實(shí)際安裝位置一樣。（3）全部電器元件的圖形符號(hào)、各接線端子的編號(hào)和文字符號(hào)必需與電氣原理圖相一樣。（4）在接線圖中同一電器元件的各個(gè)部分必需畫在一起。（5）電氣接線圖一律接受細(xì)實(shí)線。對于簡潔電氣限制部件，電器元件數(shù)量較少，接線關(guān)系不困難，可干脆畫出元件內(nèi)的連線。對于困難部件，電器元件數(shù)量多，接線較困難時(shí)，一般是接受走線槽，只要在各電器元件上標(biāo)出接線號(hào)，不必畫出各元件之間的連線。（6）接線圖中應(yīng)標(biāo)出所用各種導(dǎo)線的型號(hào)、規(guī)格、截面積和顏色要求等。（7）部件的進(jìn)出線除個(gè)別大截面導(dǎo)線外，其他進(jìn)出線都應(yīng)經(jīng)過接線端子排，不得干脆進(jìn)出。1/13/20234.4.4電氣箱及非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的設(shè)計(jì)在電氣限制比較簡潔時(shí)，電氣限制板往往附在生產(chǎn)設(shè)備上，而在限制系統(tǒng)比較困難，或者操作環(huán)境須要時(shí)，接受單獨(dú)的電氣限制箱，以便制造、運(yùn)用和維護(hù)。電氣限制箱設(shè)計(jì)要考慮以下幾方面的問題：（1）依據(jù)限制面板及箱內(nèi)各電氣部件的尺寸來確定電氣箱總體尺寸和結(jié)構(gòu)形式。（2）依據(jù)限制面板及箱內(nèi)電氣部件的安裝尺寸，設(shè)計(jì)箱內(nèi)的安裝支架。（3）從便利安裝、調(diào)整及修理要求，設(shè)計(jì)限制箱的開門方式。（4）在箱體適當(dāng)部位設(shè)計(jì)通風(fēng)孔或通風(fēng)槽，以利箱內(nèi)電器的通風(fēng)散熱。（5）設(shè)計(jì)合適的起吊鉤、吊孔或箱體底部帶活動(dòng)輪等，以便電氣箱的搬動(dòng)。外形確定以后，再按上述要求進(jìn)行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制箱體總裝圖及門、限制面板、底板、安裝支架、裝飾條等零件圖，并注明加工尺寸。1/13/20234.4.5各類元器件及材料清單的匯總在電氣原理圖設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)依據(jù)各種圖紙，對本設(shè)備須要的各種零件和材料進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)，列出外購件清單表、標(biāo)準(zhǔn)件清單表、主要材料消耗定額表和幫助材料消耗定額表，供有關(guān)部門備料，以備生產(chǎn)。這些資料也是成本核算的依據(jù)。1/13/20234.5電氣限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)舉例4.5.1CW6163臥式車床的主要結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要求1．主要結(jié)構(gòu)CW6163臥式車床屬于一般的小型車床，性能優(yōu)良，應(yīng)用比較廣泛。其主軸的正反向運(yùn)動(dòng)由兩組機(jī)械式磨擦片離合器限制，主軸的制動(dòng)接受液壓制動(dòng)器，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的橫向前后運(yùn)動(dòng)、縱向左右運(yùn)動(dòng)及快速移動(dòng)均由一個(gè)手柄操作限制?？杉庸すぜ淖畲筌囅髦睆綖?30mm，工件的最大長度為1500mm。2．對電氣限制的要求（1）依據(jù)工件的最大長度要求，為了削減幫助工作時(shí)間，要求配備一臺(tái)拖動(dòng)主軸運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)和一臺(tái)拖動(dòng)刀架快速移動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，主軸運(yùn)動(dòng)的啟、停要求兩地操作限制。（2）須要一臺(tái)冷卻泵電動(dòng)機(jī)，為車削加工時(shí)供應(yīng)冷卻液。（3）具有機(jī)床平安照明電路與信號(hào)指示電路。1/13/20234.5.2電動(dòng)機(jī)的選擇依據(jù)前面的設(shè)計(jì)要求可知，本車床需配備三臺(tái)電動(dòng)機(jī)，型號(hào)及參數(shù)選擇如下：（1）主軸電動(dòng)機(jī)M1：型號(hào)為Y160M-4，性能指標(biāo)為：11kW、380V、22.6A、1460r/min。（2）冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2：型號(hào)為JCB-22，性能指標(biāo)為：0.15kW、380V、0.43A、2790r/min。（3）快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3：型號(hào)為Y90S-4，性能指標(biāo)為：1.1kW、380V、2.7A、1400r/min。1/13/20234.5.3電氣原理圖的設(shè)計(jì)1．主電路的設(shè)計(jì)（1）主軸電動(dòng)機(jī)M1依據(jù)設(shè)計(jì)要求，M1接受單向干脆啟動(dòng)限制方式，由接觸器KM進(jìn)行限制。M1的過載疼惜由熱繼電器FR1實(shí)現(xiàn)，并接受電流表PA監(jiān)視其車削量。（2）冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2和快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3M2和M3的功率較小，因此選用溝通中間繼電器KA1和KA2限制。M2的過載疼惜由熱繼電器FR2來實(shí)現(xiàn)。M3由于短時(shí)運(yùn)行，不設(shè)過載疼惜。M2和M3共用一組熔斷器FU1實(shí)現(xiàn)短路疼惜。CW6163臥式車床主電路圖的設(shè)計(jì)如圖4-10所示。1/13/20232．限制電源的設(shè)計(jì)考慮到平安牢靠和滿足照明及指示燈的要求，接受限制變壓器TC供電，其一次側(cè)為溝通380V，二次側(cè)為溝通127V、36V和6.3V。其中127V供應(yīng)接觸器KM、中間繼電器KA1和KA2的線圈，36V給局部照明電路供電，6.3V給指示燈電路供電。電路如圖4-10所示。3．限制電路的設(shè)計(jì)（1）在機(jī)床的床頭操作板上和刀架拖板上分別設(shè)置啟動(dòng)按鈕SB3、SB1和停止按鈕SB4、SB2實(shí)現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)M1的兩地限制。（2）依據(jù)設(shè)計(jì)要求和M2、M3需完成的工作任務(wù)，確定M2接受單向啟停限制方式，M3接受點(diǎn)動(dòng)限制方式。CW6163臥式車床限制電路圖的設(shè)計(jì)如圖4-10所示。1/13/20231/13/20234．局部照明及信號(hào)指示電路的設(shè)計(jì)

局部照明設(shè)備用照明燈EL、燈開關(guān)S和照明回路熔斷器FU3組成。信號(hào)指示電路由兩路構(gòu)成：一路為三相電源接通指示燈HL2（綠色），在電源開關(guān)QS接通后發(fā)光，表示機(jī)床電氣線路處于供電狀態(tài)；另一路指示燈HL1（紅色），表示主軸