電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

第三章電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)第一節(jié)

設(shè)計(jì)的基本原則1．熟悉控制對(duì)象的總體技術(shù)要求及工作過(guò)程，弄清對(duì)電氣控制系統(tǒng)的技術(shù)要求。2．了解設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)工作條件、供電情況及測(cè)量?jī)x表的種類(lèi)等。3．通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇最佳傳動(dòng)方案和控制方案。4．設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單合理、工作可靠、維護(hù)方便的電器控制電路。5．保證使用的安全性。一、設(shè)計(jì)的要求二、設(shè)計(jì)步驟

1．?dāng)M定電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)及技術(shù)條件。2．確定電氣傳動(dòng)方案和控制方案。3．選擇傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)。4．設(shè)計(jì)控制電路原理圖。5．選擇電器元件或裝置，制定電器元件或裝置易損壞件及備用件的清單。6．繪制電氣控制系統(tǒng)位置圖及接線(xiàn)圖。7．設(shè)置操作臺(tái)、電器柜及非標(biāo)準(zhǔn)電氣元件。8．編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)和使用說(shuō)明書(shū)，包括操作順序說(shuō)明、維修說(shuō)明及調(diào)整方法等。根據(jù)實(shí)際情況，對(duì)上述步驟可作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

三、控制方式的選擇

控制方式時(shí)間控制速度控制電流控制行程控制四、控制電路的電壓或電流

1．對(duì)于比較簡(jiǎn)單的控制電路：

AC220V/380V

2．對(duì)于比較復(fù)雜的控制電路

將控制電壓降壓：110V/36V

3．對(duì)于操作比較頻繁直流拖動(dòng)的控制電路：DC220V/110V五、保護(hù)環(huán)節(jié)

短路保護(hù)---熔斷器和低壓斷路器

過(guò)熱保護(hù)---熱繼電器和低壓斷路器的熱脫扣器

過(guò)流保護(hù)---過(guò)電流繼電器和低壓斷路器的過(guò)電流脫扣器

零壓、欠壓保護(hù)---接觸器或電磁式電壓繼電器

失磁保護(hù)---欠電流繼電器

第二節(jié)

電氣控制系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法

（一）設(shè)計(jì)依據(jù)電動(dòng)機(jī)等用電設(shè)備的起停由接觸器主觸點(diǎn)的閉合和斷開(kāi)來(lái)實(shí)現(xiàn)；接觸器主觸點(diǎn)的動(dòng)作，由控制回路中該接觸器的線(xiàn)圈通電和斷電所決定；且滿(mǎn)足組成控制電流基本規(guī)律的要求接觸器線(xiàn)圈的通電和斷電取決于所在回路中的動(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)的動(dòng)作情況；接觸器線(xiàn)圈所在回路中的動(dòng)合觸點(diǎn)和動(dòng)斷觸點(diǎn)的組合關(guān)系（串并聯(lián)）及其動(dòng)作情況由控制對(duì)象對(duì)控制過(guò)程的要求所決定，且滿(mǎn)足組成控制電路基本規(guī)律的要求。（二）基本步驟

1．收集分析現(xiàn)有同類(lèi)設(shè)備的電器控制電路，以便設(shè)計(jì)時(shí)的揚(yáng)長(zhǎng)避短。2．根據(jù)控制對(duì)象電器控制電路的要求，首先設(shè)計(jì)各個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)的控制電路，然后由各個(gè)環(huán)節(jié)之間的關(guān)系進(jìn)一步擬定聯(lián)鎖控制電路及輔助電路的設(shè)計(jì)。

主電路設(shè)計(jì)主要考慮電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)及多速電動(dòng)機(jī)的調(diào)速要求?？刂齐娐吩O(shè)計(jì)主要考慮如何滿(mǎn)足電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)功能以及控制對(duì)象的控制過(guò)程要求。輔助電路設(shè)計(jì)主要考慮如何完善整個(gè)控制電路的設(shè)計(jì)，包括短路、過(guò)載、超程、零壓、聯(lián)鎖、光電測(cè)試、信號(hào)及照明等等各種保護(hù)或輔助環(huán)節(jié)。

3．全面檢查所設(shè)計(jì)的控制電路，在條件允許的情況下，進(jìn)行模擬試驗(yàn)，克服在工作過(guò)程中因誤動(dòng)作而產(chǎn)生的事故因素，逐步完善整個(gè)電器控制電路的設(shè)計(jì)。

（三）基本特點(diǎn)1．設(shè)計(jì)過(guò)程是逐步完善的過(guò)程，一般不易獲得最佳設(shè)計(jì)方案。但經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法簡(jiǎn)單易行，使用很廣。2．需反復(fù)修改草圖，故會(huì)影響設(shè)計(jì)進(jìn)度。3．需要一定的經(jīng)驗(yàn)才能進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)中往往會(huì)因考慮不周而影響電路的可靠性。4．一般需要進(jìn)行模擬試驗(yàn)。

（四）提高經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的電路可靠性的要點(diǎn)

1．在滿(mǎn)足功能要求的前提下盡量簡(jiǎn)化電路，減少觸點(diǎn)，避免不必要的聯(lián)鎖動(dòng)作現(xiàn)象。（1）合并同類(lèi)觸點(diǎn)

如圖3-1所示（2）利用轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)

如圖3-2所示（3）在直流電路中，利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦詠?lái)有效地減少觸點(diǎn)數(shù)目，如圖3-3所示。（4）線(xiàn)路中應(yīng)盡量減少多個(gè)電器元件依次動(dòng)作后才能接通另一個(gè)電器元件，如圖3-4所示。（5）應(yīng)考慮電器觸點(diǎn)的接通和分?jǐn)嗄芰Γ?）應(yīng)考慮電器元件觸點(diǎn)“競(jìng)爭(zhēng)”問(wèn)題，同一繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)有“先斷后合”型和“先合后斷”型。如下圖所示。2．要保證控制線(xiàn)路工作的安全和可靠性

（1）線(xiàn)圈的連接

（2）電器觸點(diǎn)的連接3．控制線(xiàn)路力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)

（1）盡量減少連接導(dǎo)線(xiàn)

將電器元件觸點(diǎn)的位置合理安排，可減少導(dǎo)線(xiàn)根數(shù)和縮短導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度，以簡(jiǎn)化接線(xiàn)。如圖3-8（2）控制線(xiàn)路在工作時(shí)，除必要的電器元件必須長(zhǎng)期通電外，其余電器應(yīng)盡量不長(zhǎng)期通電，以延長(zhǎng)電器元件的使用壽命和節(jié)約電能。4．防止寄生電路

控制線(xiàn)路在工作中出現(xiàn)意外接通的電路叫寄生電路。舉例-----鉆削加工

1)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)。2)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。3)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)。

圖3-10

開(kāi)始三設(shè)計(jì)1．設(shè)三計(jì)主三電路三因要三求刀三架自三動(dòng)循三環(huán)，三故電三動(dòng)機(jī)三實(shí)現(xiàn)三正、三反向三運(yùn)轉(zhuǎn)三，故三采用三兩個(gè)三接觸三器以三改變?nèi)娫慈嘈蛉?．確三定控三制電三路的三基本三部分三，設(shè)三置由三起動(dòng)三、停三止按三鈕、三正反三向接三觸器三組成三的控三制電三動(dòng)機(jī)三正反三轉(zhuǎn)的三基本三控制三環(huán)節(jié)三，以三及必三要的三自鎖三環(huán)節(jié)三和互三鎖環(huán)三節(jié)，圖3-三11所示三基本三控制三線(xiàn)路3．設(shè)三計(jì)控三制電三路的三特殊三部分1)工藝三要求三刀架三能自三動(dòng)循三環(huán)2)實(shí)現(xiàn)三無(wú)進(jìn)三給切三削圖3-三123)快速三停車(chē)圖3-三134）設(shè)三置必三要的三保護(hù)三環(huán)節(jié)圖3-三1合并三同類(lèi)三觸點(diǎn)圖3-三2觸點(diǎn)三轉(zhuǎn)換圖3-三3利用三二極三管有三效地三減少三觸點(diǎn)三數(shù)目圖3-三4減少三多個(gè)三電器三元件三依次三通電圖3-三8減少三連接三導(dǎo)線(xiàn)a)不合三理