第二章電器控制線路的基本原則和典型控制線路分析

第二章電器控制線路的基本原則

和基本環(huán)節(jié)主要內(nèi)容1電器控制線路的繪制2三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制3三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制4三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制5其它典型控制環(huán)節(jié)6電器控制線路的設(shè)計(jì)方法重慶禮品公司1第一節(jié)電器控制線路的繪制

由低壓控制電器所組成的控制線路叫做電氣控制線路。一、電氣控制線路常用的圖形、文字符號(hào)

根據(jù)GB4728-1984《電氣圖用圖形符號(hào)》；GB6988-1987《電氣制圖》；GB7159-1987《電氣技術(shù)的文字符號(hào)制訂通則》。主電路標(biāo)號(hào)由文字符號(hào)和數(shù)字組成，如：電源引入線用L1、L2、L3標(biāo)號(hào)；電源開(kāi)關(guān)后用U、V、W標(biāo)號(hào)；用下標(biāo)數(shù)字，表示哪一相、哪一接點(diǎn)。

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控制線路由三位或三位以下的數(shù)字組成。交流控制電路負(fù)載左側(cè)用奇數(shù)標(biāo)號(hào)，右側(cè)用偶數(shù)標(biāo)號(hào)。直流控制電路正極按奇數(shù)標(biāo)號(hào)，負(fù)極按偶數(shù)標(biāo)號(hào)。二、電氣原理圖電器原理圖是根據(jù)工作原理而繪制的，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、層次分明、便于研究和分析電路工作原理等優(yōu)點(diǎn)。繪制電器原理圖應(yīng)遵循以下原則：1、主電路和控制電路分開(kāi)畫(huà)。主電路包括從電源到電動(dòng)機(jī)的電路，大電流通過(guò)的部分，用粗線條畫(huà)在原理圖左邊?？刂齐娐吠ㄟ^(guò)小電流，由按鈕、觸頭、線圈等組成，用細(xì)線條畫(huà)在原理圖的右邊。34、全部觸頭都按“平?！睜顟B(tài)畫(huà)出。5、控制電路的分支線路，按動(dòng)作先后順序排列，交叉連接點(diǎn)用黑點(diǎn)標(biāo)出。繪制電器原理圖應(yīng)遵循以下原則（續(xù)）：2、電器元件的圖形、文字符號(hào)采用國(guó)家統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。3、同一電器元件的各部件可以不畫(huà)在一起，但需用同一文字符號(hào)標(biāo)出。常見(jiàn)原理圖有：軸坐標(biāo)標(biāo)注法、橫坐標(biāo)標(biāo)注法4（一）軸坐標(biāo)標(biāo)注法(一)軸坐標(biāo)標(biāo)注法首先根據(jù)線路的繁簡(jiǎn)程度以及線路中各部分線路的性質(zhì)、作用和特點(diǎn)，將線路分為交、直流主電路，交、直流控制電路及輔助電路等。為便于標(biāo)注坐標(biāo)，將線路各電器元件均按縱向畫(huà)法排列，每一條縱向線路為一個(gè)線路單元，而每一個(gè)線路單元給定一個(gè)軸坐標(biāo)，并用數(shù)碼表示。這樣每一線路單元中的各電器元件具有同一軸坐標(biāo)。在選定坐標(biāo)系統(tǒng)與給定坐標(biāo)后，下一步就是標(biāo)注圖示坐標(biāo)。為了閱讀，查找方便，可在線路圖下方標(biāo)注“正序圖示坐標(biāo)”和“逆序圖示坐標(biāo)”。1、正序圖示坐標(biāo)法：以線圈為據(jù)找觸頭。2、逆序圖示坐標(biāo)法：以觸頭為據(jù)找線圈。5M7120平面磨床軸坐標(biāo)圖示電氣原理圖交流主電路直流控制電路交流主電路軸坐標(biāo)標(biāo)號(hào)由100—110直流控制電路軸坐標(biāo)標(biāo)號(hào)由301～312正序圖示坐標(biāo)一般標(biāo)注在含有接觸器或繼電器線圈的線路單元的下方。在該線路單元的下方標(biāo)注該繼電器或接觸器各觸頭分布位置所在線路單元的軸坐標(biāo)號(hào)。線圈、元件觸頭位置熱保護(hù)器常閉觸電的位置正序圖示坐標(biāo)法：以線圈為據(jù)找觸頭。6交流控制電路交流輔助電路交流控制電路軸坐標(biāo)標(biāo)號(hào)由200～211交流輔助電路軸坐標(biāo)標(biāo)號(hào)由402～410接觸器KM5具有五對(duì)常開(kāi)觸頭、二對(duì)常閉觸頭，在線路中用上了四對(duì)常開(kāi)觸頭、一對(duì)常閉觸頭，它們分別位于210、308、309、409、211號(hào)線路單元中。逆序圖示坐標(biāo)一般標(biāo)注在各線路單元的下方，用來(lái)標(biāo)注該線路單元中的觸頭的受控線圈所在的軸坐標(biāo)號(hào)。201線路單元中含有觸頭SBl、SB2、FR，和KA，其中FRl觸頭的熱元件FRi在101線路單元中，KA控制線圈在307線路單元中(對(duì)于按鈕SB1、SB2因不受其它單元元件的控制，故無(wú)需標(biāo)注)。觸頭對(duì)應(yīng)元件線圈的位置7（二）橫坐標(biāo)標(biāo)注法采用橫坐標(biāo)標(biāo)注法，線路各電器元件均按橫向畫(huà)法排列。并。例如接觸器KM1常開(kāi)觸頭在主電路有三對(duì)，控制回路2支路中有一對(duì)；常閉觸頭在控制電路3支路中有一對(duì)。此種表示法在機(jī)床電氣控制線路中普遍采用。各電器元件線圈的右側(cè)，由上到下標(biāo)明各支路的序號(hào)1，2，…，在該電器元件線圈旁標(biāo)明其常開(kāi)觸頭(標(biāo)在橫線上方)、常閉觸頭(標(biāo)在橫線下方)在電路中所在支路的標(biāo)號(hào)8三、電氣安裝接線圖

電氣接線圖是按照電器元件的實(shí)際位置和實(shí)際接線繪制的，根據(jù)電器元件布置最合理、連接導(dǎo)線最經(jīng)濟(jì)等原則來(lái)安排。它為安裝電器設(shè)備、電器元件之間進(jìn)行配線及檢修電氣故障等提供了必要的依據(jù)。

9繪制電氣安裝接線圖應(yīng)遵循以下原則：1、各電器元件用規(guī)定的圖形、文字符號(hào)繪制，同一電器元件各部件必須畫(huà)在一起。各電器元件的位置，應(yīng)與實(shí)際安裝位置一致。2、不在同一控制柜或配電屏上的電器元件的電氣連接必須通過(guò)端子排進(jìn)行。各電器元件的文字符號(hào)及端子排的編號(hào)應(yīng)與原理圖一致，并按原理圖的接線進(jìn)行連接。3、走向相同的多根導(dǎo)線可用單線表示。4、畫(huà)連接導(dǎo)線時(shí)，應(yīng)標(biāo)明導(dǎo)線的規(guī)格、型號(hào)、根數(shù)和穿線管的尺寸。10U1V1W1119912第二節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)控制

起動(dòng)主要考慮起動(dòng)電流，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩問(wèn)題。在電網(wǎng)容量足夠大的條件下，一般30KW以下電機(jī)允許直接起動(dòng)，30KW以上電機(jī)應(yīng)采用降壓起動(dòng)等措施。一、三相籠型電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)（一）采用刀開(kāi)關(guān)直接起動(dòng)控制FU13（二）采用接觸器直接起動(dòng)控制1.點(diǎn)動(dòng)控制2.連續(xù)控制短路保護(hù)，過(guò)載保護(hù)，欠電壓，失電壓保護(hù)。自鎖的概念。SB2143.既能點(diǎn)動(dòng)又能長(zhǎng)動(dòng)控制154.三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制(互鎖的概念)

SB316二、三相籠型電動(dòng)機(jī)降壓起動(dòng)

降壓起動(dòng)適用電機(jī)輕載或空載起動(dòng)。SB1SB2SB3SB3SB117（一）定子繞組串電阻降壓起動(dòng)控制（三相籠型電動(dòng)機(jī)）KM1；KT通電定子繞組串電阻降壓起動(dòng)（延時(shí)）KM2通電電機(jī)正常運(yùn)行KM1；KT斷電。按SB218按SB2KM；KMY；KT通電電機(jī)Y形降壓起動(dòng)（延時(shí)）KMY斷電KM通電電機(jī)形正常運(yùn)行KT斷電。（二）星—三角降壓起動(dòng)控制（三相籠型電動(dòng)機(jī)）19（三）自耦變壓器降壓起動(dòng)控制（三相籠型電動(dòng)機(jī)）20三、三相繞線式異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制（一）轉(zhuǎn)子繞組串接起動(dòng)電阻控制

KA1~KA3吸合電流值相同，但釋放電流值不同，KA1的釋放電流最大，KA2次之，KA3的釋放電流最小?？刂凭€路設(shè)置了中間繼電器KA，是為了保證轉(zhuǎn)子串入全部電阻后，電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)。21第三節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制

三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：n=60f1（1-s）/p改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有三種方法：改變頻率，改變磁極對(duì)數(shù)，改變轉(zhuǎn)差率。一、三相籠型電動(dòng)機(jī)的變極調(diào)速控制改變定子繞組極對(duì)數(shù)的方法：1、裝有一套定子繞組，改變它的聯(lián)結(jié)方式，得到不同的極對(duì)數(shù)。2、定子槽里裝有兩套極數(shù)不一樣的獨(dú)立繞組。3、定子槽里裝有兩套極數(shù)不一樣的獨(dú)立繞組，而每套繞組本身又可以改變它的聯(lián)結(jié)方式，得到不同的極對(duì)數(shù)。22

上述利用變更定子繞組的連接來(lái)達(dá)到改變電動(dòng)機(jī)極數(shù)的原理，可以利用電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象來(lái)加以說(shuō)明。圖(a)和圖(b)表示定子一相繞組兩個(gè)線圈相互串聯(lián)和并聯(lián)時(shí)的兩種不同磁場(chǎng)。如果電流方向如圖所示，應(yīng)用右螺旋定則就可以判斷磁場(chǎng)的方向，并且得出磁極的對(duì)數(shù)。由圖上看出，定子一相繞組的兩個(gè)線圈相互串聯(lián)時(shí)[相當(dāng)于圖(a)接線]，磁場(chǎng)具有四個(gè)極：S、N、S、N，即兩對(duì)極。當(dāng)定子一相繞組的兩個(gè)線圈相互并聯(lián)時(shí)[相當(dāng)于圖(b)接線]，磁場(chǎng)具有兩個(gè)極：S、N，即一對(duì)極。23

雙速電動(dòng)機(jī)三角形/雙星形變換、星形/雙星形變換繞組聯(lián)結(jié)圖。1、2、3接電源，4、5、6懸空，P=2，電機(jī)低速運(yùn)行。4、5、6接電源，1、2、3短接，P=1，電機(jī)高速運(yùn)行。三角形/雙星形變換，適用恒功率負(fù)載，星形/雙星形變換適用恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。24上圖所示的另外一種常用的雙速電動(dòng)機(jī)繞組改接方法是星變雙星，其繞組接線如圖所示。單星時(shí)每相繞組兩線圈串聯(lián)，電動(dòng)機(jī)為四極，改接雙星后每相繞組兩線圈并聯(lián)，電動(dòng)機(jī)變?yōu)槎O。25KM2KM2SC在低速KM3通電電機(jī)聯(lián)結(jié)，低速運(yùn)行。SC在高速KT通電KM3通電電機(jī)聯(lián)結(jié)，低速運(yùn)行（延時(shí)）

KM3斷電，KM2通電KM1通電電機(jī)雙Y聯(lián)結(jié)，高速運(yùn)行。KM3閉合低速運(yùn)行KM1，KM2閉合高速運(yùn)行26第四節(jié)三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)控制

主要解決迅速停車(chē)和準(zhǔn)確定位問(wèn)題。一、機(jī)械制動(dòng)（電磁抱閘制動(dòng)）1.（軸抱?。┢饎?dòng)軸松開(kāi)運(yùn)行停止（軸抱?。?.（軸松開(kāi)）起動(dòng)運(yùn)行停止軸抱住延時(shí)（軸松開(kāi)）二、電氣制動(dòng)（一）三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制

1.控制原理27

2.單向運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制283.可逆運(yùn)行的三相異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)控制按起動(dòng)按鈕SB2KM1通電，電機(jī)正向運(yùn)行n>時(shí)KSF閉合按停鈕SB1KM1斷電;KA通電;KM2通電電機(jī)制動(dòng)n<時(shí)KSF斷電KM2斷電KA斷電電機(jī)停正轉(zhuǎn)：KSF閉合反轉(zhuǎn)：KSR閉合29（二）三相異步電動(dòng)機(jī)能耗制動(dòng)控制

1.控制原理2.單方向能耗制動(dòng)控制線路

3.正反向能耗制動(dòng)控制線路優(yōu)點(diǎn)：制動(dòng)較為平穩(wěn)缺點(diǎn)：制動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)，增加能耗設(shè)備，電路復(fù)雜。TC：隔離、降壓R：調(diào)節(jié)直流制動(dòng)電流。要求：I制動(dòng)＝1.5電機(jī)額定電流30第五節(jié)其它典型控制環(huán)節(jié)一、多地點(diǎn)控制

兩開(kāi)兩?；蛉_(kāi)三?？刂凭€路。31二、多臺(tái)電動(dòng)機(jī)先后順序工作的控制1.電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)控制線路2.電動(dòng)機(jī)順序停車(chē)控制線路電動(dòng)機(jī)順序控制的接線規(guī)律是：1)要求接觸器KM1動(dòng)作后接觸器KM2才能動(dòng)作，故將接觸器KM1的常開(kāi)觸頭串接于接觸器KM2的線圈電路中。2)要求接觸器KM1動(dòng)作后接觸器KM2不能動(dòng)作，故將接觸器KM1的常閉輔助觸頭串接于接觸器KM2的線圈線路中。問(wèn)題：當(dāng)按SB1時(shí)，KM1停車(chē)，KM2也同時(shí)停止了。冷卻水刀具32改進(jìn)1：改變KM2的自鎖開(kāi)關(guān)位置改進(jìn)2：要求停止時(shí)先停KM2，再停KM1。冷卻水刀具當(dāng)KM1停止后，KM2不受影響，可單獨(dú)控制。33線路要求電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)T(s)后，電動(dòng)機(jī)M2自動(dòng)起動(dòng)?？衫脮r(shí)間繼電器的延時(shí)閉合常開(kāi)觸頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。34三、自動(dòng)循環(huán)控制SQ2SQ435第六節(jié)電器控制線路中的保護(hù)環(huán)節(jié)電器控制線路中常用的保護(hù)環(huán)節(jié)有短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)、零電壓保護(hù)和欠電壓保護(hù)等。短路保護(hù)的常用方法是采用熔斷器、低壓斷路器或?qū)ｉT(mén)的短路保護(hù)裝置。在對(duì)主電路采用三相四線制或?qū)ψ儔浩鞑捎弥行渣c(diǎn)接地的三相三線制的供電電路中，必須采用三相短路保護(hù)。若主電路容量較小，電路中的熔斷器可同時(shí)作為控制電路的短路保護(hù)；若主電路容量較大，則控制電路一定要單獨(dú)設(shè)置短路保護(hù)熔斷器（FU2）。一、短路保護(hù)36二、過(guò)載保護(hù)過(guò)載是指電動(dòng)機(jī)在大于其額定電流的情況下運(yùn)行，但過(guò)載電流超過(guò)額定電流的倍數(shù)要小些，通常在額定電流的1.5倍以?xún)?nèi)。

過(guò)載保護(hù)特性與過(guò)電流保護(hù)不同，故不能采用過(guò)電流保護(hù)方法來(lái)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。例如，負(fù)載的臨時(shí)增加而引起過(guò)載，過(guò)一段時(shí)間又轉(zhuǎn)入正常工作，對(duì)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，只要過(guò)載時(shí)間內(nèi)繞組不超過(guò)允許溫升是允許的，不需要立即切斷電源。下圖為三相過(guò)載保護(hù)，和兩相過(guò)載保護(hù)。37三、過(guò)電流保護(hù)

過(guò)電流保護(hù)是區(qū)別于短路保護(hù)的一種電流型保護(hù)。所謂過(guò)電流是指電動(dòng)機(jī)或電器元件在超過(guò)其額定電流的狀態(tài)下運(yùn)行。引起電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)過(guò)電流的原因，往往是由于不正確的啟動(dòng)和負(fù)載轉(zhuǎn)矩過(guò)大。過(guò)電流一般比短路電流小；不超過(guò)額定電流的6倍。過(guò)電流保護(hù)可以采用過(guò)電流繼電器、低壓斷路器、電動(dòng)機(jī)保護(hù)器等過(guò)電流繼電器是與接觸器配合使用，實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)的。將過(guò)電流繼電器線圈KI串聯(lián)在被保護(hù)電路中，電路電流達(dá)到其整定值時(shí)，過(guò)電流繼電器動(dòng)作，串聯(lián)在控制回路中的常閉觸點(diǎn)KI斷開(kāi)，斷開(kāi)了接觸器KM線圈的控制支路，使得接觸器的主觸點(diǎn)脫開(kāi)釋放，以切斷電源。這種控制方法，既可用于保護(hù)，也可達(dá)到一定的自動(dòng)控制目的。38四、零電壓(失壓)保護(hù)和欠電壓保護(hù)電動(dòng)機(jī)或電器元件都是在一定的額定電壓下才能正常工作，電壓過(guò)高、過(guò)低或者工作過(guò)程中非人為因素的突然斷電，都可能造成生產(chǎn)機(jī)械的損壞或人身事故，因此在電器控制線路設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)要求設(shè)置失壓保護(hù)、過(guò)電壓保護(hù)及欠電壓保護(hù)。1．零電壓(失壓)保護(hù)如果是采用接觸器和按鈕控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和停止，其控制電路中的自鎖環(huán)節(jié)就具有失壓保護(hù)的作用。如果不是采用按鈕，而是用不能自動(dòng)復(fù)位的手動(dòng)開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)等控制接觸器，必須采用專(zhuān)門(mén)的零壓繼電器。主令控制器SA置于“零位”時(shí)，零電壓繼電器KA吸合并自鎖；當(dāng)SA置于“工作位置1”時(shí)，保證了對(duì)接觸器KM線圈的供電。當(dāng)電源斷電時(shí)，零電壓繼電器KA釋放；當(dāng)電網(wǎng)再接通時(shí)，必須先將主令控制器SA置于“零位”，使零電壓繼電器KA吸合后，才可以重新啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，這樣就起到了失壓保護(hù)的作用。392．欠電壓保護(hù)當(dāng)電網(wǎng)電壓降低時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)在欠電壓下運(yùn)行，在負(fù)載一定情況下，電動(dòng)機(jī)的主磁通下降，電流將增加。

能夠保證在電網(wǎng)電壓降到額定電壓以下，如額定電壓的60％～80％時(shí)，自動(dòng)切除電源，而使電動(dòng)機(jī)或電器元件停止工作的保護(hù)環(huán)節(jié)稱(chēng)為欠電壓保護(hù)。通常采用欠電壓繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)欠電壓保護(hù)。方法是將欠電壓繼電器線圈跨接在電源上，其常開(kāi)觸點(diǎn)(KV)串接在接觸器控制回路中。當(dāng)電網(wǎng)電壓低于欠電壓繼電器整定值時(shí)，欠電壓繼電器動(dòng)作使接觸器釋放40第七節(jié)電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法一、電氣控制線路設(shè)計(jì)的一般內(nèi)容（一）擬定電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

包括以下內(nèi)容：機(jī)械設(shè)備的型號(hào)，用途，工藝過(guò)程，技術(shù)性能，傳動(dòng)參數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)工作條件，用戶(hù)供電電網(wǎng)種類(lèi)，電壓，頻率及容量等。41（二）選擇電氣傳動(dòng)形式1．傳動(dòng)方式：?jiǎn)为?dú)拖動(dòng)，分立拖動(dòng)。2．調(diào)速性能：齒輪變速箱，液壓調(diào)速裝置（進(jìn)給），多速電機(jī)，無(wú)級(jí)調(diào)速。無(wú)級(jí)調(diào)速適用于重型或大型設(shè)備，精密機(jī)械設(shè)備，自動(dòng)化程度較高的設(shè)備，可選用可控硅直流調(diào)速系統(tǒng)和交流變頻調(diào)速系統(tǒng)。一般中小型設(shè)備選用液壓調(diào)速和齒輪箱調(diào)速。42選擇電氣傳動(dòng)形式（續(xù)）3．負(fù)載特性恒功率負(fù)載，如機(jī)床的切削運(yùn)動(dòng)（主運(yùn)動(dòng)），△/YY變換，直流電機(jī)改變勵(lì)磁調(diào)速適應(yīng)于恒功率負(fù)載。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，如機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，Y/YY變換，直流電機(jī)調(diào)壓調(diào)速適應(yīng)于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。4．起動(dòng)，制動(dòng)和反向要求43（三）確定電動(dòng)機(jī)的容量1．電動(dòng)機(jī)容量的選擇（1）分析計(jì)算法P=P1/η1η2

P1─機(jī)械傳動(dòng)軸上的功率η1─生產(chǎn)機(jī)械效率η2─電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械之間的效率往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備η總=η1η2在0.6~0.7；回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)械設(shè)備0.7~0.8544確定電動(dòng)機(jī)的容量（續(xù)）（2）調(diào)查統(tǒng)計(jì)類(lèi)比法這種方法就是對(duì)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行實(shí)測(cè)，分析，找出電動(dòng)機(jī)容量與機(jī)械設(shè)備主要數(shù)據(jù)的關(guān)系，根據(jù)這種關(guān)系作為選擇電動(dòng)機(jī)容量的依據(jù)。例如：車(chē)床：P=36.5D１.54（KW），D─工件最大直徑（m）搖臂鉆床：P=0.064D1.19(KW)，D─最大鉆孔直徑（mm)鏜床：P=0.004D1.7(KW)，D─鏜桿直徑（mm）龍門(mén)銑床：P=B1.15/166（KW），B─工作臺(tái)寬度（mm）2.電機(jī)轉(zhuǎn)速和結(jié)構(gòu)選擇根據(jù)電動(dòng)機(jī)使用條件不同，選用不同類(lèi)型電機(jī)，如防塵式，防爆式，防水式等。45（四）選擇控制方案

繼電接觸器控制（固定接線控制裝置），可編程控制器，數(shù)字程序控制，計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)等。（五）設(shè)計(jì)電氣控制原理圖。（六）選擇電氣元件，并制定電氣元件明細(xì)表。（七）設(shè)計(jì)操作臺(tái)，電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電氣元件。（八）設(shè)計(jì)設(shè)備布置總圖，電氣安裝圖，電氣接線圖（九）編寫(xiě)電氣說(shuō)明書(shū)和使用操作說(shuō)明書(shū)。46二、電氣控制線路的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法（一）經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法原則

最大限度地滿(mǎn)足機(jī)械設(shè)備對(duì)電氣控制線路的要求。在滿(mǎn)足上述要求的前提下，應(yīng)力求使控制線路簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，安全，可靠，便于操作和維修。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法就是在電氣控制方案確定后，根據(jù)各電動(dòng)機(jī)的控制任務(wù)不同，參照典型線路逐一分別設(shè)計(jì)局部線路，然后根據(jù)各部分的相互關(guān)系綜合而成完整的控制線路。47所有條件都具備時(shí)，線圈斷電。4．常閉觸點(diǎn)并聯(lián)有一個(gè)條件具備時(shí)，線圈斷電。3．常閉觸點(diǎn)串聯(lián)當(dāng)n個(gè)條件中，一個(gè)條件滿(mǎn)足，線圈得電動(dòng)作。2．常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)1．常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)當(dāng)要求n個(gè)條件同時(shí)具備時(shí)，才使電器線圈動(dòng)作。（二）控制線路設(shè)計(jì)規(guī)律“與”“或”“或非”“與非”48（三）控制線路設(shè)計(jì)的一般問(wèn)題

1．盡量減少觸點(diǎn)數(shù)量492．盡量減少導(dǎo)線數(shù)量3．除必要的電器通電外，其它應(yīng)不通電4．選擇可靠性高的元器件選用機(jī)械和電氣壽命長(zhǎng)，結(jié)構(gòu)合理，動(dòng)作可靠，抗干擾性能好的電器。操作臺(tái)安裝啟動(dòng)停止按扭，接觸器放在電氣柜中?？刂婆_(tái)控制臺(tái)控制臺(tái)設(shè)備臺(tái)設(shè)備臺(tái)505．正確連接電磁式繼電器的線圈6．正確連接電路的觸點(diǎn)常開(kāi)和常閉觸點(diǎn)靠的很近，當(dāng)觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生電弧，如果兩觸點(diǎn)間不等電位，可能造成弧光短路。交流電路中不允許線圈串聯(lián)。+－+－51減少多個(gè)電器元件依次動(dòng)作后才能接通另一個(gè)電器元件的情況。線圈KM3的接通要經(jīng)過(guò)KA、KAl、KA2三對(duì)常開(kāi)觸頭。若改為圖b，則每一線圈的通電只需經(jīng)過(guò)一對(duì)常開(kāi)觸頭，工作較可靠。52應(yīng)考慮電器元件觸頭“競(jìng)爭(zhēng)”問(wèn)題。同一繼電器的常開(kāi)觸頭和常閉觸頭有“先斷后合”型和“先合后斷”型。通電時(shí)常閉觸頭先斷開(kāi)，常開(kāi)觸頭后閉合；斷電時(shí)常開(kāi)觸頭先斷開(kāi)，常閉觸頭后閉合，屬于“先斷后合”型。而“先合后斷”型則相反：通電時(shí)常開(kāi)觸頭先閉合，常閉觸頭后斷開(kāi)；斷電時(shí)常閉觸頭先閉合，常開(kāi)觸頭后斷開(kāi)。如果觸頭動(dòng)作先后發(fā)生“競(jìng)爭(zhēng)”的話(huà)，電路工作則不可靠。若繼電器KA采用“先合后斷”型，則自鎖環(huán)節(jié)起作用，如果KA采用“先斷后合”型，則自鎖不能可靠起作用。537．避免出現(xiàn)寄生電路當(dāng)FR動(dòng)作時(shí)線路就出現(xiàn)了寄生電路，如圖中虛線所示，使KM1不能可靠釋放，起不到保護(hù)作用。548．完善的保護(hù)電路過(guò)載，短路，過(guò)流，欠流，過(guò)壓，欠壓，失壓，互鎖等保護(hù)環(huán)節(jié)，必要時(shí)還應(yīng)考慮設(shè)置合閘，斷路，事故，安全等指示信號(hào)。55（四）電氣控制線路經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法舉例1[例1]鉆削加工刀架自動(dòng)循環(huán)控制（1）全手動(dòng)控制按下SB2，刀架由M控制正轉(zhuǎn)向左運(yùn)動(dòng)，到2位置，加工完，按SB1停止，再按SB3，M反轉(zhuǎn)刀架由2回到初始位置1，結(jié)束。56（2）自動(dòng)循環(huán)。即刀架由位置1移動(dòng)到位置2進(jìn)行鉆削加工后自動(dòng)退回位置1，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)。加上兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)SQ1、SQ257（3）無(wú)進(jìn)給切削。即鉆頭到達(dá)位置2時(shí)不再進(jìn)給，但鉆頭繼續(xù)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行無(wú)進(jìn)給切削以提高工件加工精度。10秒鐘后,自動(dòng)退回。58（4）快速停車(chē)。停車(chē)時(shí)，要求快速停車(chē)以減少輔助工時(shí)。對(duì)于異步電機(jī)而言，最簡(jiǎn)便的方法是采用反接制動(dòng)。制動(dòng)時(shí)使電源反相序，制動(dòng)到接近零速時(shí)電動(dòng)機(jī)電源自動(dòng)切除。檢測(cè)接近零速的信號(hào)以直接反映控制過(guò)程的轉(zhuǎn)速信號(hào)最為理想，通常采用速度繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)。按下起動(dòng)按鈕SB2→接觸器KM1通電→M正轉(zhuǎn)→速度繼電器正向常閉觸頭KSF斷開(kāi)，正向常開(kāi)觸頭閉合,制動(dòng)時(shí)，按下停止按鈕SBl→接觸器KMl斷電→接觸器KM2通電，進(jìn)行反接制動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，速度繼電器正向常開(kāi)觸頭KSF斷開(kāi)→接觸器KM2斷電，反接制動(dòng)結(jié)束。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近零時(shí)，速度繼電器的常開(kāi)觸頭KSF斷開(kāi)后，常閉觸頭KSF不是立即閉合，因而KM2有足夠的斷電時(shí)間使鐵心釋放，自鎖觸頭斷開(kāi)，不會(huì)造成電動(dòng)機(jī)反向起動(dòng)。電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)的反接制動(dòng)過(guò)程與正向的反接制動(dòng)過(guò)程一樣，不同的是反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)速度繼電器反向觸頭KFR動(dòng)作。59電氣控制線路經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法舉例２小車(chē)可做左、右自動(dòng)往復(fù)運(yùn)行。具體控制要求如下：(1)按下啟動(dòng)按鈕SB2，小車(chē)首先向右運(yùn)動(dòng)；(2)小車(chē)的撞塊碰到S1時(shí)停車(chē)，并開(kāi)始延時(shí)5s；(3)延時(shí)時(shí)間到，小車(chē)自動(dòng)改變運(yùn)行方向，改向左運(yùn)行；(4)小車(chē)的撞塊碰到S2時(shí)停車(chē)，并開(kāi)始延時(shí)5s；(5)延時(shí)時(shí)間到，小車(chē)再次自動(dòng)改變運(yùn)行方向，改向右運(yùn)行；(6)依此自動(dòng)往復(fù)運(yùn)行，直至按下停止按鈕SBl，小車(chē)停止。試用電器控制線路一般設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)自動(dòng)往復(fù)運(yùn)行控制線路。解：分析過(guò)程：(1)按上述控制要求，小車(chē)具有左、右兩個(gè)運(yùn)動(dòng)方向，即要求其拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)控制。(2)小車(chē)的停止，跟小車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的行程位置有關(guān)系，因此需要分別設(shè)置行程開(kāi)關(guān)S1和S2，引入行程作為控制參量。60(3)小車(chē)換方向運(yùn)行的啟動(dòng)，跟時(shí)間有關(guān)系，需要引入時(shí)間作為控制參量。通常選用時(shí)間繼電器KT作為提供時(shí)間參量的器件。61存在問(wèn)題：當(dāng)小車(chē)正好處于兩端的位置處，即S1或S2處于受壓的狀態(tài)，這時(shí)如果按下SBl停止按鈕，只要手抬起來(lái)，SBl復(fù)位，就會(huì)使KTl或KT2的線圈重新得電而開(kāi)始延時(shí)，最終使KMl或KM2線圈得電，而使小車(chē)?yán)^續(xù)運(yùn)行。因此，SBl停止按鈕只能在小車(chē)離開(kāi)兩個(gè)邊端位置時(shí)按下，才可以起到停止按鈕的作用。要使小車(chē)處于任何位置處，都可以被停止，需對(duì)控制線船做進(jìn)一步的完善。62引人了一個(gè)中間繼電器KA，來(lái)作為小車(chē)停止?fàn)顟B(tài)的標(biāo)志繼電器，即按下停止按鈕SBl，KA就處于得電狀態(tài)，而且KA不會(huì)由于SBl的復(fù)位而失電。將KA的常閉觸點(diǎn)分別串人時(shí)間繼電器KTl、KT2的線圈控制支路，以KA的狀態(tài)作為時(shí)間繼電器線圈能否得電的約束條件，這樣小車(chē)即使處于兩個(gè)邊端位置時(shí)，按下停止按鈕SBl，使KA得電并自鎖，KA的常閉觸點(diǎn)脫開(kāi)，盡管S1或S2處于被壓狀態(tài)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，但由于KA常閉觸點(diǎn)處于斷開(kāi)狀態(tài)，故可保證KTl或KT2線圈失電，使小車(chē)無(wú)法啟動(dòng)。這樣無(wú)論小車(chē)處于任何位置處，都可以通過(guò)停止按鈕使其停下來(lái)，彌補(bǔ)了上一個(gè)線路存在的缺陷。存在問(wèn)題：在S1處無(wú)法啟動(dòng)。啟動(dòng)按鈕增加一組常閉觸點(diǎn)，串接于KA支路中。63（四）電氣控制線路經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法舉例

某箱體需加工兩側(cè)平面，加工的方法是將箱體夾緊在滑臺(tái)上，兩側(cè)平面