機床電氣控制課件(7～8課)

機床電氣控制技術

3繼電接觸器控制系統(tǒng)設計3.1電氣設計的主要內容確定電氣設計的技術條件和任務書；選擇電力拖動與控制方案；選擇電動機及其它電器元件，制定電器元件明細表；設計電氣控制原理圖；繪制機電設備的電氣裝配圖和接線圖；設計電氣柜、操作臺、電氣安裝板以及非標準電器和專用安裝零件；編寫設計計算說明書和使用說明書。一、電氣設計的技術條件任務書中，除簡要說明所設計的機電設備名稱、型號、用途、工藝過程、技術性能、傳動參數(shù)以及現(xiàn)場工作條件外，還須說明：用戶供電電網(wǎng)的種類、電壓、頻率及容量；有關電力拖動的基本特性；有關電氣控制的特性；有關操作方面的要求；機電設備主要電器元件的布置草圖。二、電力拖動形式的選擇1、傳動方式單電機拖動（單獨拖動）多電機拖動（分立拖動）2、調速性能(齒輪變速箱、液壓調速（進給）、多速電機、無極調速)重型或大型設備：電氣無級調速精密機械設備：電氣無級調速一般中小型設備：①三相籠型異步電動機+齒輪變速箱；②雙速或多速籠型異步電動機無極調速適用于重型或大型設備、精密機械設備、自動化程度比較高的設備、可選用可控硅直流調速系統(tǒng)或者交流變頻調速一般中小型設備選用液壓調速和齒輪箱調速二、電力拖動形式的選擇3、負載特性機床主運動為恒功率負載，進給運動為恒轉矩負載；電動機的調速特性應與負載特性相適應。雙速異步電動機：△→YY為恒功率調速

Y→YY為恒轉矩調速他勵直流電動機：改變勵磁為恒功率調速改變電壓為恒轉矩調速4、起動、制動和反向要求三、電氣控制方式的選擇1、可靠性系統(tǒng)應盡可能簡化2、方案繼電接觸器可編程控制器（PLC）數(shù)控微機控制3、方式時間控制速度控制行程控制電流控制3.2電動機的選擇一、電動機容量的選擇電動機的額定容量由允許溫升決定，選擇電動機功率的依據(jù)是負載功率1、主拖動電動機容量的選擇統(tǒng)計類比法分析計算法2、進給拖動電動機容量的選擇進給拖動與主拖動共用一臺電動機時，計算主拖動電動機功率即可；進給拖動采用單獨電動機時，按快速移動所須功率選擇。二、電動機額定電壓的選擇1、直流電動機（與電源電壓相一致）直流發(fā)電機供電：常用220V或110V，大功率電動機可提高到600～800V，甚至1000V晶閘管整流裝置供電：Z3型電動機增加160V、440V電壓等級，Z2型電動機增加180V、340V、440V電壓等級2、交流電動機（與供電電網(wǎng)電壓相一致）一般車間電網(wǎng)電壓為380V，因此，中小型異步電動機額定電壓為220/380（△/Y聯(lián)結）及380/600（△/Y聯(lián)結）兩種三、電動機額定轉速的選擇額定功率相同的電動機，額定轉速愈高，其體積愈小，重量愈輕，價格愈低。因此，選用高速電動機較為經(jīng)濟。但機械傳動機構復雜。對于工作于長期工作制（即連續(xù)工作時很少起、制動）的工作機械：原則上應選用額定轉速較高的電動機，但應考慮初始投資、占地面積和維護費用。對于工作于短時工作制（即經(jīng)常起、制動及反轉）的工作機械：應考慮額定轉速對起、制動時間和起、制動過程中能量損耗的影響，以過渡過程能量損耗最小為選擇依據(jù)。異步電動機常用額定轉速：3000，1500，1000，750，600r/min同步電動機常用額定轉速：1500r/min四、電動機結構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、防護式、封閉式、防爆式機床電氣設備通用技術條件中規(guī)定：機床應采用全封閉扇冷式電動機。機床上推薦使用防護等級最低為IP44的交流電動機。某些場合必須采用強迫通風。常用Y系列三相異步電動機為封閉自扇冷式籠型異步電動機，安裝尺寸和功率等級完全符合IEC標準和DIN42673標準。YD系列三相異步電動機的功率等級和安裝尺寸與國外同類先進產(chǎn)品相當，供配套出口及引進設備替換。3.3電氣控制線路的設計一、電氣控制線路設計的一般要求1）滿足生產(chǎn)機械的工藝要求，能按照工藝要求準確、可靠地工作；2）線路結構力求簡單、經(jīng)濟；3）安全、可靠，具有必要的保護裝置和聯(lián)鎖環(huán)節(jié)，誤操作時不致于發(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）電源設備交流電力拖動的控制電路比較簡單者交流380、220直接采用動力電源交流電力拖動的制電路比較復雜者220、110采用控制變壓器照明及信號指示電路48、36、24、6采用電源變壓器直流電力拖動的控制電路直流220、110整流器直流電磁鐵及離合器的控制電路24整流器三、電氣控制線路的設計方法經(jīng)驗設計法：從滿足生產(chǎn)工藝要求出發(fā)，按照電動機的控制方法，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整體來滿足生產(chǎn)工藝要求。最大限度地滿足機械設備對電器控制線路地要求。在滿足上述要求地前提下，應力求控制線路簡單、經(jīng)濟、安全、可靠，便于操作和維修。邏輯設計法：根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，利用邏輯代數(shù)方法這一數(shù)學工具來分析、化簡、設計控制線路。邏輯表示方法：繼電器等元件線圈通電為“1”，失電為“0”繼電器等元件觸點閉合為“1”，斷開為“0”按鈕、行程開關壓下為“1”，復位為“0”

常用K、KM、ST…表示繼電器、接觸器、行程開關的常開觸點，用K、KM、ST…表示繼電器、接觸器、行程開關的常閉觸點邏輯代數(shù)運算法則：基本法則結合律吸收律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)驗設計法（一）經(jīng)驗設計法原則最大限度地滿足機械設備對電氣控制線路地要求。在滿足上述要求的前提下，應力求使得控制線路簡單，經(jīng)濟、安全、可靠，便于操作和維修。經(jīng)驗設計法就是電氣控制方案確定后，根據(jù)各電機的控制任務不同，參照典型線路逐一分別設計局部線路，然后根據(jù)各部分的相互關系綜合而成完整的控制線路（二）控制線路設計規(guī)律（三）電氣控制線路設計中應注意的問題3.4電氣控制線路設計舉例一、電氣控制要求某機床有左、右兩個動力頭，用以銑削加工，它們各由一臺交流電動機拖動，另外有一滑臺，可以安裝被加工的工件，它由另一交流電動機拖動。加工工藝要求：開始工作時，要求滑臺先快速移動到加工位置，然后自動變?yōu)槁龠M給，進給到指定位置自動停止，再由操作者發(fā)出指令使滑臺快速返回，當回到原位時自動停車。兩動力頭電動機在滑臺電