第4章+继电器-接触器控制系统设计.ppt

第四章继电器 接触器控制系统设计 目的 明确电气设计的主要内容 重点掌握电动机的选择依据 掌握电气设计的一般规律和方法 要求 学会制定电力拖动和电气控制方案 选择电动机及其他电气元器件 熟练绘制各种电气图纸 利用设计的一般方法设计控制电路 1 确定电气设计的技术条件和任务书2 选择电力拖动和控制方案 电机工作方式 控制方式 3 选择电动机4 设计电气原理图 主回路 控制回路 5 设计机电设备的电气装配图和电气接线图6 设计电气柜 操纵台等非标部件和专用安装零件7 选用电气元件 编制电气元件清单8 编写设计计算说明书和使用说明书 第一节电气设计主要内容 一 电气设计的技术条件设备功能 运动部件数量 工艺流程 工作方式 使用环境和特殊要求 二 电力拖动形式的选择电动机传动方式 调速性能 起制动要求 负载特性 三 系统控制方案的确定1 控制方式 继电器 接触器 顺序控制器 数控系统 微机控制 2 控制系统的工作方式 手动 自动 单头半自动等3 自动工作循环简图 转换条件 工作节拍 电磁铁接通表 4 联锁条件 保护要求 第二节电动机的选择 一 电动机容量 分析计算法 统计计算法 1 负载功率2 容许温升3 过载能力二 电动机转速对于相同功率电机 转速越高 电机的尺寸越小 质量越高 成本越低 1 不需调速的高 中速机械 选用相应转速电机 2 不需调速的低速机械 选稍高转速电机 通过减速机构传动 3 需要调速的机械 电机最高转速与机械最高转速相适应 三 电动机类型1 电压级别 电流类型 与电源相匹配 2 转速特性3 工作原理四 电动机结构形式1 安装形式 立式 卧式2 环境条件 防护式 封闭式 防爆型 防腐型 第三节电气控制线路的设计 一 设计的一般要求1 最大限度满足机电设备的控制要求 按照工艺流程可靠工作 2 控制线路力求简单 经济 3 保证机械设备和控制线路安全可靠 4 便于操作和维护 二 电气控制线路的设计方法 1 经验设计法2 逻辑代数设计法 1 经验设计法电气控制设计的内容包括主电路 控制电路和辅助电路的设计 主电路 主要考虑电动机起动 点动 正反转 制动及多速控制的要求 控制电路 满足设备和设计任务要求的各种自动 手动的电气控制电路 辅助电路 完善控制电路要求的设计 包括短路 过流 过载 零压 连锁 互锁 限位等电路保护措施 以及信号指示 照明等电路 反复审核 根据设计原则审核电气设计原理图 有必要时可以进行模拟实验 修改和完善电路设计 直至符合设计要求 常用的经验设计方法 根据生产机械的要求 选用典型环节 将它们有机的组合起来 并加以补充修改 综合成所需的控制电路 没有典型环节 可以根据工艺要求自行设计 采用边分析边画图的方法 不断增加电器元件和控制触点 以满足给定的工作条件和要求 经验设计的特点 设计方法简单易于掌握 使用广泛 要求设计者有一定的设计经验 需要反复修改图纸 设计速度较慢 设计程序不固定 一般需要进行模拟实验 不宜获得最佳设计方案 2 逻辑设计法利用逻辑代数 从生产工艺出发 考虑控制电路中逻辑变量关系 在状态波形图的基础上 按照一定的设计方法和步骤 设计出符合要求的控制电路 该方法设计出的电路较为合理 精练可靠 特别在复杂电路设计时 可以显示出逻辑设计法的设计优点 继 接系统中 电气元件都可用 通 断 两态来表示 控制线路的规律符合逻辑运算规律 与 或 因而可用逻辑代数加以分析 化简 然后按照简化的逻辑表达式画出相应线路图 例 某电机在继电器KA1 KA2 KA3中任一个或任两个继电器动作时才能运转 三 设计规律1 常开触点串联 几个条件同时具备 才能使电器线圈得电 与 2 常开触点并联 几个条件中 任一条件具备 就可使电器线圈得电 或 3 常闭触点串联 几个条件中 任一条件具备 就可使电器线圈失电 4 常闭触点并联 几个条件同时具备 电器线圈才失电 5 正确选择电气线路和环节 尽量选用经过实际考验的完善的线路和环节 避免因某个电气元件损坏而引起故障 四 线路设计的一般问题1 尽量避免许多电器依次动作后才能接通另一电器的现象 2 线路中 触点 线圈的位置合理安排 控制回路中不允许出现线圈的串联 3 线路中应尽量减少元件数 元件触点数 导线数 4 尽量减少线路工作时的通电电器数量 下图中 KM1 KT1在起动完毕即完成任务 可断电 5 线路中避免出现竟争现象图中 若KM2常开触点闭合时间t KM2常闭触点断开时间t1 KT1常开触点断开时间t2 则发生竟争现象 6 避免产生寄生回路 FR一旦脱开 出现寄生回路 使得KM3 或KM4 线圈上电压下降 不能可靠释放 按SB4 实现点动向前 出现寄生回路 使得主轴电机旋转 7 应具有完善的保护环节 设计线路应考虑各种联锁保护 油压保护 限位保护 以及电气系统应有过载 短路 过流 过压 失压 弱磁和热保护等 还应设置相应的合闸 断开 事故 安全等指示灯 8 设计线路应能适应所在电网情况 根据现场的电网容量 电压 频率 以及允许的冲击电流值等 决定电动机是采取直接或降压起动 五 线路设计的应用举例 二 设计深孔钻三次进给的控制电路 控制要求如下 按SB1滑台第一次进给 SQ2滑台快退回原位SQ1滑台第二次进给 SQ3滑台快退回原位SQ1滑台第三次进给 SQ4滑台快退回原位SQ1原位停 YA得电进给 失电后退 思考题 用按钮 继电器 灯泡等设计一个三位抢答器控制电路 课堂作业2 设计一个工作台前进后退控制线路 工作台由电动机M带动 行程开关ST1 ST2 分别装在终点和原点 要求 前进到终点后停顿一下再后退到原点停止 前进过程中能立即后退到原点 画出主 控制电路 并用文字简单说明 例1 图2 11 b 为电机能耗制动控制电路 若用断电延时时间继电器控制 设计控制电路 例2 设计一控制电路 要求第一台电动机启动10S后 第二台电机自行启动 运行10S后