機(jī)床電氣控制課件(7～8課)

機(jī)床電氣控制技術(shù)

3繼電接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容確定電氣設(shè)計(jì)的技術(shù)條件和任務(wù)書；選擇電力拖動(dòng)與控制方案；選擇電動(dòng)機(jī)及其它電器元件，制定電器元件明細(xì)表；設(shè)計(jì)電氣控制原理圖；繪制機(jī)電設(shè)備的電氣裝配圖和接線圖；設(shè)計(jì)電氣柜、操作臺(tái)、電氣安裝板以及非標(biāo)準(zhǔn)電器和專用安裝零件；編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書和使用說(shuō)明書。一、電氣設(shè)計(jì)的技術(shù)條件任務(wù)書中，除簡(jiǎn)要說(shuō)明所設(shè)計(jì)的機(jī)電設(shè)備名稱、型號(hào)、用途、工藝過(guò)程、技術(shù)性能、傳動(dòng)參數(shù)以及現(xiàn)場(chǎng)工作條件外，還須說(shuō)明：用戶供電電網(wǎng)的種類、電壓、頻率及容量；有關(guān)電力拖動(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)電設(shè)備主要電器元件的布置草圖。二、電力拖動(dòng)形式的選擇1、傳動(dòng)方式單電機(jī)拖動(dòng)（單獨(dú)拖動(dòng)）多電機(jī)拖動(dòng)（分立拖動(dòng)）2、調(diào)速性能(齒輪變速箱、液壓調(diào)速（進(jìn)給）、多速電機(jī)、無(wú)極調(diào)速)重型或大型設(shè)備：電氣無(wú)級(jí)調(diào)速精密機(jī)械設(shè)備：電氣無(wú)級(jí)調(diào)速一般中小型設(shè)備：①三相籠型異步電動(dòng)機(jī)+齒輪變速箱；②雙速或多速籠型異步電動(dòng)機(jī)無(wú)極調(diào)速適用于重型或大型設(shè)備、精密機(jī)械設(shè)備、自動(dòng)化程度比較高的設(shè)備、可選用可控硅直流調(diào)速系統(tǒng)或者交流變頻調(diào)速一般中小型設(shè)備選用液壓調(diào)速和齒輪箱調(diào)速二、電力拖動(dòng)形式的選擇3、負(fù)載特性機(jī)床主運(yùn)動(dòng)為恒功率負(fù)載，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載；電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性應(yīng)與負(fù)載特性相適應(yīng)。雙速異步電動(dòng)機(jī)：△→YY為恒功率調(diào)速

Y→YY為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)：改變勵(lì)磁為恒功率調(diào)速改變電壓為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速4、起動(dòng)、制動(dòng)和反向要求三、電氣控制方式的選擇1、可靠性系統(tǒng)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)化2、方案繼電接觸器可編程控制器（PLC）數(shù)控微機(jī)控制3、方式時(shí)間控制速度控制行程控制電流控制3.2電動(dòng)機(jī)的選擇一、電動(dòng)機(jī)容量的選擇電動(dòng)機(jī)的額定容量由允許溫升決定，選擇電動(dòng)機(jī)功率的依據(jù)是負(fù)載功率1、主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量的選擇統(tǒng)計(jì)類比法分析計(jì)算法2、進(jìn)給拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量的選擇進(jìn)給拖動(dòng)與主拖動(dòng)共用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)時(shí)，計(jì)算主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率即可；進(jìn)給拖動(dòng)采用單獨(dú)電動(dòng)機(jī)時(shí)，按快速移動(dòng)所須功率選擇。二、電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇1、直流電動(dòng)機(jī)（與電源電壓相一致）直流發(fā)電機(jī)供電：常用220V或110V，大功率電動(dòng)機(jī)可提高到600～800V，甚至1000V晶閘管整流裝置供電：Z3型電動(dòng)機(jī)增加160V、440V電壓等級(jí)，Z2型電動(dòng)機(jī)增加180V、340V、440V電壓等級(jí)2、交流電動(dòng)機(jī)（與供電電網(wǎng)電壓相一致）一般車間電網(wǎng)電壓為380V，因此，中小型異步電動(dòng)機(jī)額定電壓為220/380（△/Y聯(lián)結(jié)）及380/600（△/Y聯(lián)結(jié)）兩種三、電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇額定功率相同的電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速愈高，其體積愈小，重量愈輕，價(jià)格愈低。因此，選用高速電動(dòng)機(jī)較為經(jīng)濟(jì)。但機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜。對(duì)于工作于長(zhǎng)期工作制（即連續(xù)工作時(shí)很少起、制動(dòng)）的工作機(jī)械：原則上應(yīng)選用額定轉(zhuǎn)速較高的電動(dòng)機(jī)，但應(yīng)考慮初始投資、占地面積和維護(hù)費(fèi)用。對(duì)于工作于短時(shí)工作制（即經(jīng)常起、制動(dòng)及反轉(zhuǎn)）的工作機(jī)械：應(yīng)考慮額定轉(zhuǎn)速對(duì)起、制動(dòng)時(shí)間和起、制動(dòng)過(guò)程中能量損耗的影響，以過(guò)渡過(guò)程能量損耗最小為選擇依據(jù)。異步電動(dòng)機(jī)常用額定轉(zhuǎn)速：3000，1500，1000，750，600r/min同步電動(dòng)機(jī)常用額定轉(zhuǎn)速：1500r/min四、電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式的選擇按安裝位置分：臥式、立式按工作環(huán)境分：開啟式、防護(hù)式、封閉式、防爆式機(jī)床電氣設(shè)備通用技術(shù)條件中規(guī)定：機(jī)床應(yīng)采用全封閉扇冷式電動(dòng)機(jī)。機(jī)床上推薦使用防護(hù)等級(jí)最低為IP44的交流電動(dòng)機(jī)。某些場(chǎng)合必須采用強(qiáng)迫通風(fēng)。常用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)為封閉自扇冷式籠型異步電動(dòng)機(jī)，安裝尺寸和功率等級(jí)完全符合IEC標(biāo)準(zhǔn)和DIN42673標(biāo)準(zhǔn)。YD系列三相異步電動(dòng)機(jī)的功率等級(jí)和安裝尺寸與國(guó)外同類先進(jìn)產(chǎn)品相當(dāng)，供配套出口及引進(jìn)設(shè)備替換。3.3電氣控制線路的設(shè)計(jì)一、電氣控制線路設(shè)計(jì)的一般要求1）滿足生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求，能按照工藝要求準(zhǔn)確、可靠地工作；2）線路結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)；3）安全、可靠，具有必要的保護(hù)裝置和聯(lián)鎖環(huán)節(jié)，誤操作時(shí)不致于發(fā)生重大事故；4）操作、維修方便。二、電氣控制線路電源的選擇控制電路類型常用電壓值（V）電源設(shè)備交流電力拖動(dòng)的控制電路比較簡(jiǎn)單者交流380、220直接采用動(dòng)力電源交流電力拖動(dòng)的制電路比較復(fù)雜者220、110采用控制變壓器照明及信號(hào)指示電路48、36、24、6采用電源變壓器直流電力拖動(dòng)的控制電路直流220、110整流器直流電磁鐵及離合器的控制電路24整流器三、電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法：從滿足生產(chǎn)工藝要求出發(fā)，按照電動(dòng)機(jī)的控制方法，利用各種基本控制環(huán)節(jié)和基本控制原則，借鑒典型的控制線路，把它們綜合地組合成一個(gè)整體來(lái)滿足生產(chǎn)工藝要求。最大限度地滿足機(jī)械設(shè)備對(duì)電器控制線路地要求。在滿足上述要求地前提下，應(yīng)力求控制線路簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、安全、可靠，便于操作和維修。邏輯設(shè)計(jì)法：根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，利用邏輯代數(shù)方法這一數(shù)學(xué)工具來(lái)分析、化簡(jiǎn)、設(shè)計(jì)控制線路。邏輯表示方法：繼電器等元件線圈通電為“1”，失電為“0”繼電器等元件觸點(diǎn)閉合為“1”，斷開為“0”按鈕、行程開關(guān)壓下為“1”，復(fù)位為“0”

常用K、KM、ST…表示繼電器、接觸器、行程開關(guān)的常開觸點(diǎn)，用K、KM、ST…表示繼電器、接觸器、行程開關(guān)的常閉觸點(diǎn)邏輯代數(shù)運(yùn)算法則：基本法則結(jié)合律吸收律0?A=01?A=1A?A=AA?A=00+A=A1+A=1A+A=AA+A=1A=AABC=（AB）C=A（BC）A+B+C=（A+B）+C=A+（B+C）A（A+B）=AA（A+B）=ABA+AB=AA+AB=A+BAB+AB=A（A+B）（A+B）=AAB=A+BA+B=AB分配律A（B+C）=AB+ACA+BC=（A+B）?（A+C）四、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足機(jī)械設(shè)備對(duì)電氣控制線路地要求。在滿足上述要求的前提下，應(yīng)力求使得控制線路簡(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)法就是電氣控制方案確定后，根據(jù)各電機(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（二）控制線路設(shè)計(jì)規(guī)律（三）電氣控制線路設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題3.4電氣控制線路設(shè)計(jì)舉例一、電氣控制要求某機(jī)床有左、右兩個(gè)動(dòng)力頭，用以銑削加工，它們各由一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，另外有一滑臺(tái)，可以安裝被加工的工件，它由另一交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。加工工藝要求：開始工作時(shí)，要求滑臺(tái)先快速移動(dòng)到加工位置，然后自動(dòng)變?yōu)槁龠M(jìn)給，進(jìn)給到指定位置自動(dòng)停止，再由操作者發(fā)出指令使滑臺(tái)快速返回，當(dāng)回到原位時(shí)自動(dòng)停車。兩動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)在滑臺(tái)電