电气控制线路的分析及设计.ppt

come on,第三章啦,电气控制线路分析基础 机床的电气控制线路分析 电气控制线路的设计原则和内容 常用低压电器的选择 电气原理图的设计步骤与方法 电气控制线路设计举例,第三章 电气控制线路的分析及设计,第一节 电气控制电路分析基础,一、电气控制分析的依据,依据：设备本身的基本结构、运行情况、加工工艺要求和电力拖动自动控制的要求；熟悉了解控制对象，掌握其控制要求等。,二、电气控制分析的内容,设备说明书 （机械和电气）,电气控制原理图,内容：设备本身的基本结构（主要技术指标、机械传动、液压气动工作原理）；电动机型号、安装位置、用途及控制要求；设备使用方法、各操作手柄、开关、旋钮等位置及作用；与机械、液压部分直接关联的电器（行程开关、电磁阀、电磁离合器等）的位置、工作状态及作用；,控制线路分析的中心内容：主电路、控制电路、辅助电路、保护及连锁环节、特殊控制电路等,电气设备的总装接线图,电器元件布置图与接线图,阅读分析总装接线图，可以了解系统的组成分布情况，各部分的连接方式，主要电气部件的布置、安装要求，导线和穿线管的规格型号等。,在电气设备调试、检修中可通过布置图和接线图方便找到各种电气元件和测试点，进行必要的调试、检修和维修保养。,三、电气原理图的阅读分析方法,先机后电,先主后辅,化整为零,集零为整、统观全局,总结特点,要了解机床的主要技术性能及机械传动、液压和气动的工作原理。 弄清各电动机的安装部位、作用、规格和型号。 初步掌握各种电器的安装部位、作用以及各操纵手柄、开关、控制按钮的功能和操纵方法。 注意了解与机床的机械、液压发生直接联系的各种电器的安装部位及作用。如：行程开关、撞块、压力继电器、电磁离合器、电磁铁等。 分析电气控制系统时，要结合说明书或有关的技术资料将整个电气线路划分成几个部分逐一进行分析。例如：各电动机的起动、停止、变速、制动、保护及相互间的联锁等。,分析电气控制系统时要注意以下几个问题：,本章首先分析几种卧式机床的电气控制线路，从中找出规律，逐步提高阅读电气原理图的能力。,c650卧式车床属中型车床，加工工件回转半径最大可达1020mm，长度可达3000mm。其结构主要有床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杆和光杆等部分组成 。,（一） c650卧式车床的主要结构和运动情况,一、 c650普通车床电气控制线路分析,第二 节 机床的电气控制线路分析,图3-1 普通车床的结构示意图 1-进给箱 2-挂轮箱 3-主轴变速箱 4-溜板与刀架 5-溜板箱 6-尾架 7-光杆 8-丝杆 9-床身,（二）c650车床对电气控制的要求,1主轴电动机m1 2冷却泵电动机m2 3快速移动电动机m3 4电路应有必要的保护和联锁，有安全可靠的照明电路。,从车削加工工艺要求出发，对各电动机的控制要求是：,（三）c650车床的电气控制电路分析,1主电路分析,2控制电路分析,1）主电动机的点动调整控制 2）主电动机的正反转控制 3）主电动机的反接制动控制 4）刀架的快速移动和冷却泵控制 5) 辅助电路 6）完善的联锁与保护,1主电路 该机床有m1、 m2、 m3三台电动机，三相交流电源通过组合开关q引入。,2控制电路,1）主电动机的点动调整控制：图3-3为点动环节的控制电路图。,图3-3 c650卧式车床点动控制线路,2）主电动机的正反转控制电路 图3-4为主电动机正反转控制电路。,图3-4 c650卧式车床正反转控制线路,3）.主轴电动机的反接制动控制 c650卧式车床采用了反接制动方式。当电动机的转速接近到零时，用速度继电器的触点给出信号切断电动机的电源。图3-5是c650卧式车床正转、反转与反接制动的控制线路。 速度继电器与被控电动机是同轴连结的，当电动机正转时，速度继电器的正转常开触点ks1(17-23)闭合；电动机反转时，速度继电器的反转动合触点ks2(17-7)闭合。,刀架的快速移动是由转动刀架手柄压动行程开关st来 实现的。,4）.刀架的快速移动和冷却泵控制,冷却泵电动机的起、停控制由按钮sb3、sb5完成。,3电路特点,1）采用三台电动机拖动，尤其是车床溜板箱的快速移动单由一台电动机拖动。 2）主轴电动机不但有正、反向运转，还有单向低速点动的调整控制，正、反向停车时均具有反接制动控制。 3）设有检测主轴电动机工作电流的环节。 4）具有完善的保护与联锁。,图3-6为cw6163b型万能卧式车床的电气原理图。 表3-1为该机床的电气元件目录表。,二、 cw6163b型万能卧式车床电气的控制线路分析,表3-1 cw61 65 b型卧式车床电器元件目录表,1主电路分析,整机的电气系统由m1、m2、m3三台电动机组成，它们均为直接起动，主轴采用液压制动器。,2控制电路分析,1）控制控制变压器tc二次侧110v电压作为控制回路的电源。 2）主电动机m1采用两点控制。为便于操作和事故状态下的紧急停车。 3）主轴采用液压制动器。 4）冷却泵电动机的起动和停止由装在床头操纵板上的按钮sb5和sb6控制。 5) 辅助电路 ：照明及指示灯 6）保护回路,3电路特点,1）采用三台电动机拖动，尤其是车床溜板箱的快速移动单由一台电动机拖动。 2）主轴电动机采用两地控制，快速电机采用点动控制，用液压制动控制。 3）设有检测主轴电动机工作电流的环节。 4）具有完善的保护。,图3-7为c616型卧式车床的电气原理图。,三、 c616型卧式车床电气的控制线路分析,图37 c616卧式车床的电气原理图,1主电路 该机床有m1、 m2、 m3三台电动机，三相交流电源通过组合开关q1引入。,2控制、照明和显示电路,该控制电路没有控制变压器，控制电源直接取交流380v。 操纵手柄控制的开关sa1可以控制主电动机的正转与反 转。中间继电器ka起零压保护作用。 照明电路的电源由照明变压器二次侧输出36v电压供电， sa2为照明灯接通或断开的开关。hl为电源指示灯，由 tc二次侧输出6.3v供电。,第二节 电气控制系统设计一般内容,1 电气控制设计的原则、内容和程序,2 电力拖动方案的确定和电动机的选择,3 电气原理图设计的步骤与方法,4 常用控制电器的选择,5 电气控制工艺设计,为电气控制装置本身的制造、使用、运行及维修的需要而进行的生产工艺设计。,电气控制设计包括：,1、电气原理图设计,为满足生产机械及其工艺要求而进行的电气控制设计。,2、电气工艺设计,1、电气控制设计的原则、内容和程序,一、电气控制设计的一般原则,1）最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求，这些生产工艺要求是电气控制设计的依据。,2）在满足控制要求前提下，设计方案力求简单、经济、合理，不要盲目追求自动化和高指标。,3）正确、合理地选用电器元件，确保控制系统安全可靠地工作。,4）为适应生产的发展和工艺的改进，在选择控制设备时，设备能力留有适当裕量。,二、电气控制设计的基本任务和内容,电气控制系统设计的基本内容是根据控制要求，设计和编制出电气设备制造和使用维修中必备的图样和资料等。,包括电气原理图设计和电气工艺设计两部分。,（一）电气原理图设计内容,1）拟定电气设计任务书,2）选择电气拖动方案和控制方式,3）确定电动机类型、型号、容量、转速,4）设计电气控制原理框图，确定各部分之间的关系，拟订各部分技术指标与要求,5）设计并绘制电气控制原理图，计算主要技术参数,6）选择电气元件，制定元件目录清单,7）编写设计说明书,（二）电气工艺设计内容,1)根据设计出的电气原理图及选定的电气元件,设计电气设 备的总体配置,绘制电气控制系统的总装配图及总接线图。,2）按照原理框图或划分的组件，对总原理图进行编号，绘制各组件原理电路图，列出各部件的元件目录表。,3）根据组件原理电路图及选定的元件目录表，设计组件电器装配图、接线图，图中应反映元件的安装方式和接线方式。,4）根据组件装配要求，绘制电器安装板和非标准的电器安装零件图纸。,5）设计电气箱。,6）汇总总原理图、总装配图及各组件原理图等资料，列出外购件清单，标准件清单，主要材料消耗定额等。,7）编写使用维护说明书,三、电气控制设计的一般程序,以电力拖动电气控制设计为例,1拟定设计任务书,2选择拖动方案,3电动机的选择,4选择控制方式,5设计电气控制原理图、合理选用元器件，编制元 器件目录清单。,6设计电气设备制造、安装、调试所必需的各种施工 图，并以此依据编制各种材料定额清单。,7编写设计说明书和使用说明书。,2、电力拖动方案的确定和电动机的选择,一、电力拖动方案的确定,（三）电动机调速性质应与负载特性相适应,（一）拖动方式的选择,（二）调速方案的选择,二、拖动电动机的选择,（一）电动机选择的基本原则,1）电动机的机械特性应满足生产机械提出的要求，要与负载的负载特性相适应。保证运行稳定且具有良好的起动、制动性能。,2）工作过程中电动机容量能得到充分利用，使其温升尽可能达到或接近额定温升值。,3）电动机结构型式满足机械设计提出的安装要求，并能适应周围环境工作条件。,4）在满足设计要求前提下，应优先采用结构简单、价格便宜、使用维护方便的三相笼型异步电动机。,（二）电动机容量的选择,1分析计算法,根据生产机械负载图预选一台电动机，再用该电动机的技术数据和生产机械负载图求出电动机的负载图。最后按电动机的负载图从发热的方面进行校验，并检查电动机的过载能力与起动转矩是否满足要求，如若不合格，另选一台电动机重新计算，直到合格为止。,2统计类比法,将各国同类型、先进的电动机容量进行统计和分析，从中找出电动机容量与机床主要参数间的关系，再根据国情得出相应的计算公式来确定电动机容量的一种实用方法。,式中： p电动机容量，单位为kw； d工件最大直径，单位为m。,（1）车床,（2）立式车床,式中 ： p电动机容量，单位为kw； d工件最大直径，单位为m。,式中：d最大钻孔直径，单位为mm。,（3）摇臂钻床,（4）卧式镗床,式中：d镗杆直径，单位为mm。,（5）外圆磨床,式中： b砂轮宽度，单位为mm。 k砂轮主轴用滚动轴承时，k=0.81.1, 砂轮主轴用滑动轴承时，k=1.01.3。,（6）龙门铣床,式中：b工作台宽度，单位为mm。,3、 电气原理图设计的步骤与方法,一、电气控制原理图设计的基本步骤,1、根据选定的拖动方案和控制方式设计系统的原理框图，拟订出各部分的主要技术要求和主要技术参数。,2、根据各部分的要求，设计出原理框图中各个部分的具体电路。对于每一部分电路的设计都是按照主电路控制电路联锁与保护总体检查，反复修改与完善的步骤来进行。,3、绘制系统总原理图。按系统框图结构将各部分电路联成一个整体，完善辅助电路，绘成系统原理图。,4、合理选择电气原理图中每一电器元件，制订出元器件目录清单。,二、电气控制原理图的设计方法,（一）分析设计法,1、设计各控制单元环节中拖动电动机的起动、正反向运转、制动、调速、停车等的主电路或执行元件的电路。,2、设计满足各电动机的运转功能和工作状态相对应的控制电路，以及满足执行元件实现规定动作相适应的指令信号的控制电路。,3、连接各单元环节构成满足整机生产工艺要求，实现加工过程自动或半自动和调整的控制电路。,4、设计保护、联锁、检测、信号和照明等环节控制电路。,5、全面检查所设计的电路。,（二）逻辑设计法,采用逻辑设计法设计电气控制电路大体按五步进行：,1、按工艺要求画出工作循环图,2、决定执行元件与检测元件，作出执行元件动作节拍表和检测元件状态表。,3、根据检测元件状态表写出各程序的特征码，并确定相区分组，设置中间记忆元件，使各待相区分组所有程序皆可区分。,4、列写中间记忆元件开关逻辑函数式及执行元件动作逻辑函数式，进而画出相应的电路结构图。,5、对画出的电路进行检查、化简和完善。,三、电气控制原理图设计中的一般要求,电气控制原理图设计应满足以下要求：,1电气控制电路满足生产工艺要求,2尽量减少控制电路中电流、电压的种类，控制电压选择标准电压等级。,常用控制电压等级表,3确保电气控制电路工作的可靠性和安全性 为保证电气控制电路可靠的工作，应考虑以下几方面：,1）尽量减少电器元件的品种、规格与数量。,2）正常工作中，尽可能减少通电电器的数量。,3）合理使用电器触头。,4）做到正确接线。,5）尽量减少连接导线的数量，缩短连接导线的长度。,6）尽可能提高电路工作的可靠性、安全性。,4应具有必要的保护,5电路设计要考虑操作、使用、调试与维修的方便。,6电路力求简单经济。,完成电气控制线路的设计之后，应开始选择所需要的控制电器。低压电器的选择，主要是根据电器产品目录上的各项技术指标(数据)来进行。,1. 按钮 按钮是用来短时接通或断开小电流的控制电路的开关。按钮在结构上有多种形式：旋钮式-用手扭动旋转进行操作；指示灯式-按钮内可装入信号灯显示信号；紧急式-装有蘑菇形钮帽，以便于紧急操作。,一、按钮、低压开关的选用,第三节 常用控制电器的选择,按钮的选用：按钮主要是根据所需要的触点数、触点形式、使用的场合及颜色来选择。机床常用的按钮为la系列。,常用的按钮,2. 刀开关 又称闸刀，用来接通和切断长期工作设备的电源。它主要根据电源种类、电压等级、电动机容量、所需极数及使用场合来选用。,常用的刀开关,3. 开启式负荷开关（铁壳开关） 用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。 结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线 座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头， 工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。 分类：单相双极和三相三极两种,4. 自动空气开关 又称自动空气断路器，其结构和动作原理如图,断路器的结构及保护特性 1主触点 2传动杆 3锁扣 4杠杆 5分励脱扣器 6欠电压脱扣器 7热脱扣器 8过电流脱扣器 9分断弹簧 10辅助触点 11热脱扣特性 12过电流脱扣特性,常用的断路器,断路器的选用 1）额定电流应等于或大于负载要求的长期平均电流； 2）极限分断能力要大于，至少要等于电路最大短路电流； 3）欠电压脱扣器额定电压应等于主电路额定电压。 4）热脱扣器的整定电流应与被控对象(负载)额定电流相等； 5）电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载正常工作时的尖峰电流，保护电动机时，电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流一般为电动机起动电流的17倍左右。 常用的产品有dz系列，dw系列。,5. 组合开关 主要作为电源引入开关，所以也称电源隔离开关。它主要根据电源种类、电压等级、所需触点数及电动机容量进行选择。常用的有hz-10系列。,6. 电源开关联锁机构 它与相应的断路器和组合开关配套使用，用于电源接通与断开电源和柜门开关联锁。电源开关锁有djl系列和jds系列。,二、熔断器及选用,用于供电线路和电气设备的短路保护的电器。结构简单、使用方便、价格低廉。,熔体：熔断器的核心，通常用低熔点的铅锡合金、锌、铜、银的丝状或片状材料制成，新型的熔体通常设计成灭弧栅状和具有变截面片状结构。当通过熔断器的电流超过一定数值并经过一定的时间后，电流在熔体上产生的热量使熔体某处熔化而切断电路，从而保护了电路和设备。,熔断器种类很多，有插入式、填料封闭管式、螺旋式及快速熔断器等，有rc1a系列、rl1系列、rt0系列、rs0系列等。,下面的图片为一些熔断器：,快速熔断器rs,选择熔断器，主要是选择熔断器的种类、额定电压、熔断器额定电流等级和熔体的额定电流。 1）对于如照明线路等没有冲击电流的负载，应使熔体的额定电流ir 等于或稍大于线路的工作电流i，即 iri 2）对于单台异步电动机，熔体可按下列关系选择： ir =（1.52.5)ied 或 ir = ist /2.5 (3-1) 式中: ied -电动机的额定电流； ist -电动机的起动电流。 3）对于多台电动机由一个熔断器保护，熔体按下列关系选择: irim /2.5 (3-2) 式中: im -可能出现的最大电流。 如果几台电动机不同时起动，则im 为容量最大一台电动机起动电流，加上其它各台电动机的额定电流。,三、热继电器及选用,热继电器的结构及动作原理,1、热继电器保护特性 2、电动机的过载特性 电动机过载特性的配合,结构及动作原理,jr36,jr28,jr20,热元件,常闭触头,常开触头,常用热继电器,常用的热继电器有jr1、jr2、jr0、jr16b等系列。,热继电器的选用 热继电器用于电动机的过载保护，它主要根据电动机 的额定电流来确定其型号和规格。 1） 热继电器热元件的额定电流irt应接近或略大于电动机的额定电流ied，即 irt =（0.951.05）ied (3-3) 2） 一般情况下可选用两相结构的热继电器；对在电网电压严重不平衡、工作环境恶劣条件下的电动机，可选用三相结构的热继电器；对于三角形联结的电动机，为实现断相保护，可选用带断相保护装置的热继电器。 3）如遇到下列情况，选择热继电器的整定电流要比电动机额定电流高一些来进行保护： 电动机负载惯性转矩非常大，起动时间长；电动机所带动的设备，不允许任意停电；电动机拖动的为冲击性负载，如冲床、剪床等设备。,四、接触器的选用,接触器用于自动接通或切断带有负载的主回路。分直流和交流两大类。,常用的接触器有cj10、cj12、cj20系列等交流接触器 和cz0系列直流接触器。,五、中间继电器及选用,选择接触器主要考虑以下技术数据： 电源种类：交流或直流（指主触点控制的负载的电源）； 主触点额定电压、额定电流； 辅助触点的种类、数量及触点的额定电流； 电磁线圈的电源种类，频率和额定电压； 额定操作频率（次/小时）。,它主要在电路中起信号传递与转换的作用，用它可以实现多路控制，并可将小功率控制信号转换为大容量的触点动作。,以下是一些中间继电器图片,它的选择主要是根据控制电路的电压等级、触点的数量、种类以及容量来决定的。机床中常用的有jz7系列、jz8系列两种。,六、时间继电器 时间继电器是机床中常用电器之一，它是控制线路中的延时元件，按其工作原理可分为： 电磁式时间继电器 空气阻尼式时间继电器 电子式时间继电器 电动式时间继电器,图3-8 js7-a型时间继电器触点系统,下面是一些时间继电器：,时间继电器选择 主要考虑控制回路所需要的延时触点的延时方式 (通电延时还是断电延时)，以及瞬动触点的数目，根据不同的使用条件选择不同类型的电器。在机床中应用最多的是空气阻尼式时间继电器，其型号有js7-a系列 。图3-8是js7-a型时间继电器的触点系统。,七、速度继电器,用于转速的检测，常用在三相交流异步电动机反接制动。转速接近零时，自动切除反相序电源。,转子： 由一块永久磁铁制成，与电动机同轴相联，用以接受转动信号。,圆环（笼型空心绕组）：转子（磁铁）旋转时，笼型绕组切割转子磁场产生感应电动势，形成环内电流，此电流与磁铁磁场相作用，产生电磁转矩，圆环在此力矩的作用下带动摆杆，克服弹簧力而顺转子转动的方向摆动，并拨动触点改变其通断状态。,触点：在摆杆左右各设一组切换触点，分别在速度继电器正转和反转时发生作用。调节弹簧弹力时，可使速度继电器在不同转速时切换触点改变通断状态。,动作转速一般不低于120 r/min，复位转速约在100 r/min以下。,工作时，允许的转速高达10003600r/min。,正转和反转切换触点的动作，反映电动机转向和速度的变化。,速度继电器的选用 主要考虑额定转速要大于电动机的额定转速，触点的种类和数量满足要求等。,七、控制变压器的选用 当控制线路所用电器较多，线路较为复杂时，一般需采用经变压器降压的控制电源，提高线路的安全可靠性。 控制变压器主要根据所需要变压器容量及一次侧、二次侧的电压等极来选择。控制变压器可根据下面两种情况来选择其容量：,依据控制线路最大工作负载所需要的功率计算 一般可根据下式计算： ptktpxc (3-5) 式中:pt -所需变压器容量(v.a)； kt -变压器容量储备系数，一般取kt =1.11.25； pxc-控制线路最大负载时工作的电器所需的总功率(v.a)。 显然对于交流电器(交流接触器、交流中间继电器及交流电磁铁等)，pxc 应取吸持功率值。,变压器的容量还应满足已吸合的电器在又起动另一些电器时仍能保持吸合 可依据下面公式计算： pt0.6pxc+1.5pst (3-6) 式中：pst -同时起动的电器的总吸持功率(v.a)。,最后所需变压器容量，应由式（3-5）和（3-6）中所计算出的最大值决定。 表3-2是常用交流电器的起动与吸持功率的数值。,表3-2 常用交流电器的起动与吸持功率(均为有效功率),第四节 电气控制线路的设计,一般中小型机床电气传动控制系统并不复杂，大多数都是由继电器接触器系统来实现的，因此在设计时，第二节所讲述的机床电气设计的某些内容可以省略。其重点就是设计继电器接触器控制线路及选择电气元件。 当机床的控制方案确定后，可根据各电动机的控制任务不同，参照典型线路逐一分别设计局部线路，然后再根据各部分的相互关系综合成完整的控制线路。,一、电气控制线路的电源,在电器控制线路较简单、电器元件不多的情况下， 控制回路电源应尽可能与主回路电源相同，也就是直接采用交流380v或220v，这样可以简化供电设备。 对于比较复杂的控制线路，控制电路应采用控制电源变压器，将控制电压由交流380v或220v降至110v、48v或24v。这是从安全角度考虑的。一般机床照明电路为36v以下电源。这些不同的电压等级，一般可由一个控制变压器提供。 直流控制线路多用220 v或110v。对于直流电磁铁、电磁离合器，常用24v直流电源供电。,继电器控制线路有一个共同的特点，就是通过触点的“通和“断来控制电动机或其他电气设备进而使运动机构动作的。即使是复杂的控制线路，很大一部分也是动合和动断触点组合而成的。为了设计方便把它们的相互关系归纳为以下几个方面。,二、控制线路的设计规律,1动合触点串联 当要求几个条件同时具备时，才使电器线圈得电动作，可用几个常开触点与线圈串联的方法实现。如图3-9a中，k1、k2、k3都动作时接触器km才动作，这种关系在逻辑线路中称“与”逻辑。 图3-9b是一条自动线上各动力头加工完成后退回原位且夹具拔销松开的监控线路。,a) b) 图3-9 自动线各动力头控制的部分监控线路,所有动力头加工完成k0动作，动力头都退到原位k10动作，各夹具松开到位则k12动作。,2动合触点并联 当在几个条件中，只要求具备其中任一条件，所控制的继电器线圈就能得电，这时可用几个动合触点并联来实现。这种关系在逻辑线路中叫“或”逻辑。如图3-10a，只要k1、k2、k3其中之一动作，km就得电动作。图3-10b中sb2、sb4为两地控制起动按钮，只要其中之一动作，接触器km就动作，具备条件之一即可。,a) b) 图3-10 两地控制电路,3动断触点串联 当几个条件仅具备一个时，继电器线圈就断电，可用几个动断触点与控制电器线圈串联的方法来实现。如图3-11b中sb1、sb3两个停止按钮，其中一个动作，接触器就断电；图3-11中的sb0各停止按钮也是如此。,图3-11 自动线预停控制线路,4动断触点并联 当要求几个条件都具备时，电器线圈才断电，可用几个动断触点并联，再与控制电器线圈串联的方法来实现。图3-11中自动线预停时，可按“预停”按钮sb3，由动断触点k3、k10和k12所组成的并联电路与接触器km0线圈串联来保证。以实现当所有动力头已经退回原位、夹具拔销松开、并在原来已发出“预停”信号基础上，才能使km0断电释放，将控制电路的电源切断。,5保护电路 一般保护电器应既能保证控制线路长期正常运行，又 能起到保护电动机及其它电器设备的作用。一旦线路出故 障，它的触点就由“通”转为“断”。,三、控制线路设计的一般问题,应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器的现 象，如图2-12。,2. 设计电路时，应正确联接电器的线圈。,在设计控制电路时，电器线圈的一端应接在电源的同一 端，如图3-13b。 交流电器线圈不能串联使用，如图3-13a。,3. 在控制线路中应尽量减少电器触点数，以提高线路的可靠性。图3-14中例举一些触点简化的例子。,图3-14 触点简化与合并,4.设计控制线路时，应尽量减少联接导线的数量与长度（特别是长导线的数量）。 如图3-15所示，c、d是不适当的接线方式，a、b是适当的。图中粗线代表长的接线。（操作点与电气柜距离较远、两点操作的两点间距离也较远）,图3-15 电气元件的合理接线,5. 设计控制线路时应考虑各种联锁关系，以及电气系统具有的各种电气保护措施，例如过载、短路、欠压、零压、限位等保护措施。 6. 在设计控制线路时也应考虑有关操纵、故障检查、检测仪表、信号指示、报警，以及照明等要求。,第五节 电气控制电路设计举例,分析设计法（经验设计法) 根据控制任务将控制系统划分为若干控制环节，参考典型控制电路，逐一设计，然后考虑各环节之间的连锁关系，经过补充、修改，综合成完整的控制线路。,（二）控制电路力求简单、经济,1、尽量减少控制电路中所用电器的数量及触头数量； 2、合理安排电气元器件及触头位置； 3、尽量减少电气元器件通电时间；,（三）保证控制电路工作安全可靠,设计过程中需要考虑的基本原则 （一）充分满足生产机械和生产工艺对电气控制电路的要求,机床主运动和进给运动由电动机m1集中传动，主轴运动的正反向靠两组摩擦片离合器完成。 主轴制动采用液压制动器。 冷却泵由电动机m2拖动。 刀架快速移动由单独的快速电动机m3拖动。 进给运动的纵向、横向和快速移动集中由一个手柄操纵。 电动机型号： 主电动机m1 y160m-4 11 kw 380v 23.0a 1460 r/min 冷却泵电动机m2 jcb-22 0.15kw 380v 0.43a 2790 r/min 快速移动电动机m3 y90s-4 1.1kw 380v 2.8 a 1400 r/min,设计cw6163型卧式车床的电气控制线路。,一、机床电气传动的特点及控制要求,1主回路设计 根据电气传动的要求，由接触器km1、km2、km3分 别控制电动机m1、m2及m3，如图3-16所示。 机床的三相电源由电源引入开关q引入。主电动机 m1的过载保护，由热继电器kr1实现。主电动机的短路 保护可由机床的前一级配电箱中的熔断器充任。冷却 泵电动机m2的过载保护由热继电器kr2实现。快速移动 电动机m3由于是短时工作，不设过载保护。电动机m2、 m3共同设短路保护熔断器fu1。,二、电气控制线路设计,考虑到操作方便，主电动机m1可在床头操作板上和刀架拖板上分别设起动和停止按钮 sb1、sb2、sb3、sb4进行操纵。如图3-16所示。接触器km1与控制按钮组成带自锁的起停控制线路。 冷却泵电动机m2由sb5、sb6进行起停操作，装在床头板上。 快速移动电动机m3工作时间短，为了操作灵活由按钮sb7与接触器km3组成点动控制线路，如图3-16所示。,2.控制电路设计,可设电源指示灯hl2 (绿色)，在电源开关q接通后，立即发光显示，表示机床电气线路已处于供电状态。设指示灯hl1 (红色) 显示主电动机是否运行。这两个指示灯可由接触器km1的动合和动断两对辅助触点进行切换显示。如图3-16右上方所示。 在操作板上设有交流电流表a，它串联在电动机主回路中(图3-16)，用以指示机床的工作电流。这样可根据电动机工作情况调整切削用量使主电动机尽量满载运行，提高生产率，并能提高电动机功率因数。 设照明灯fl安全照明(36v安全电压)。,3.信号指示与照明电路,图3-16 cw6163型卧式车床电气原理图,考虑安全可靠及满足照明指示灯的要求，采用变压 器供电，控制线路127v，照明36v，指示灯6.3v。,4.控制电路电源,5.绘制电气原理图,根据各局部线路之间互相关系和电气保护线路，画成电气原理图，如图3-16所示。,三、选择电气元件,1. 电源引入开关q,q主要作为电源隔离开关用，并不用它来直接起停 电动机，可按电动机额定电流来选。显然应该根据三 台电动机来选。在中小型机床常用组合开关中，可选 用hz10-25/3型，额定电流为25a，三极组合开关。,主电动机m1额定电流23.0a，kr1可选用jr0-40型热继电器，热元件电流为25a，电流整定范围为1625a，工作时将额定电流调整为23.0a。 同理，kr2可选用jr10-10型热继电器，选用1号元件，电流整定范围是0.400.64a，整定在0.43a。,2. 热继电器kr1、kr2,3. 熔断器fu1、fu2、fu3,fu1是对m2、m3两台电动机进行保护的熔断器。熔体 电流为：,可选用rl1-15型熔断器，配用10 a的熔断体。 fu2、fu3选用rl1-15型熔断器，