第3章电气设计

1、二 电气控制电路设计方法 经验设计法 逻辑设计法 根据生产机械的工艺要求和加工过程，利用各种典型的基本控制环节,加以修改、补充、完善，最后得出最佳方案。 试探的方法，无固定模式 ，设计结果不唯一1. 经验设计法 设计主电路 设计控制电路 设计联锁与保护环节 电路的完善以课本P56的例题为例，介绍经验设计法。 例题：例题：某机床有左、右两个动力头，用以铣削加工，它们各由某机床有左、右两个动力头，用以铣削加工，它们各由一台交流电动机拖动；另外有一个安装工件的滑台，由另一台交流一台交流电动机拖动；另外有一个安装工件的滑台，由另一台交流电动机拖动。加工工艺是在开始工作时，要求滑台电动机拖动。加工工艺是

2、在开始工作时，要求滑台先快速移动到加先快速移动到加工位置，然后自动变为慢速进给，进给到指定位置自动停止工位置，然后自动变为慢速进给，进给到指定位置自动停止，再由，再由操作者发出指令使滑台快速返回，回到原位后自动停车。要求两动操作者发出指令使滑台快速返回，回到原位后自动停车。要求两动力头电动机在滑台电动机力头电动机在滑台电动机正向起动后起动正向起动后起动，而在滑台电动机，而在滑台电动机正向停正向停车时也停车车时也停车。 主电路主电路主电路设计：主电路设计： 动力头拖动电动机只要动力头拖动电动机只要求单方向旋转，为使两求单方向旋转，为使两台电动机同步起动，可台电动机同步起动，可用一只接触器用一只接

3、触器KM3控制。控制。滑台拖功电动机需要正滑台拖功电动机需要正转、反转，可用两只接转、反转，可用两只接触器触器KM1、KM2接制。接制。滑台的快速移动由电滑台的快速移动由电磁磁铁铁YA改变机械传动链来改变机械传动链来实现，由接触器实现，由接触器KM4来来控制。控制。 用限位开关用限位开关SQ1的常闭触点控制滑台慢速进给到位时的停车；的常闭触点控制滑台慢速进给到位时的停车；用限位开关用限位开关SQ2的常闭触点控制滑台快速返回至原位时的自的常闭触点控制滑台快速返回至原位时的自动停车。接触器动停车。接触器KMl与与KM2之间应互相联锁，三台电动机均之间应互相联锁，三台电动机均应用热继电器作过载保护。

4、应用热继电器作过载保护。控制电路控制电路电路的完善：电路的完善： 电路初步设计完后，可能还有不够合理的地方，因此需仔细校核。一电路初步设计完后，可能还有不够合理的地方，因此需仔细校核。一共用了三个共用了三个KMl的常开辅助触点，而一般的接触器只有两个常开辅助的常开辅助触点，而一般的接触器只有两个常开辅助触点。因此，必须进行修改。从电路的工作情况可以看出，触点。因此，必须进行修改。从电路的工作情况可以看出，KM3的常的常开辅助触点完全可以代替开辅助触点完全可以代替KM1的常开辅助触点去控制电磁铁的常开辅助触点去控制电磁铁YA. .修改后的控制电路修改后的控制电路u 控制电路设计时应注意的问题控制

5、电路设计时应注意的问题 ：尽量减少连接导线尽量减少连接导线 。设计控制电路时，应考虑电器元件的实际位设计控制电路时，应考虑电器元件的实际位 置，尽可能地减少配线时的连接导线，如图置，尽可能地减少配线时的连接导线，如图a是不合理的。是不合理的。 按钮一般是装在操作台上，而接触器则是装在电器柜内，这样接线按钮一般是装在操作台上，而接触器则是装在电器柜内，这样接线就需要由电器柜二次引出连接线到操作台上，所以一般都将起动按钮和就需要由电器柜二次引出连接线到操作台上，所以一般都将起动按钮和停止按钮直接连接，就可以减少一次引出线，如图停止按钮直接连接，就可以减少一次引出线，如图b所示。所示。 正确连接电器

6、的线圈正确连接电器的线圈 。 a)电压线圈通常不能串联使用，电压线圈通常不能串联使用，如图如图a所示。由于它们的阻抗不尽相同，会所示。由于它们的阻抗不尽相同，会造成两个线圈上的电压分配不等。即使外加电压是同型号线圈电压的额造成两个线圈上的电压分配不等。即使外加电压是同型号线圈电压的额定电压之和，也不允许。因为电器动作总有先后，当有一个接触器先动定电压之和，也不允许。因为电器动作总有先后，当有一个接触器先动作时，则其线圈阻抗增大作时，则其线圈阻抗增大, ,该线圈上的电压降增大，使另一个接触器不该线圈上的电压降增大，使另一个接触器不能吸合，严重时将使电路烧毁。能吸合，严重时将使电路烧毁。b)电感量

7、相差悬殊的两个电器线圈，也不要并联连接。电感量相差悬殊的两个电器线圈，也不要并联连接。 控制电路中应避免出现寄生电路控制电路中应避免出现寄生电路: 寄生电路是电路动作过程中意外接通的电路。如图所示具有指示寄生电路是电路动作过程中意外接通的电路。如图所示具有指示灯灯HL和热保护的正反向电路和热保护的正反向电路.正常工作时，正常工作时，能能完成正反向起动、完成正反向起动、停止和信号指示。停止和信号指示。当热继电器当热继电器FR动作时，电动作时，电路就出现了寄生电路路就出现了寄生电路，如，如图中虚线所示，使正向接图中虚线所示，使正向接触器触器KM1不能有效释放，不能有效释放，起不了保护作用。起不了保

8、护作用。寄生电寄生电路路 尽可能减少电器数量，采用标准件和相同型号的电器尽可能减少电器数量，采用标准件和相同型号的电器: :如图所示。如图所示。当控制的支路数较多，当控制的支路数较多，而触点数目不够时，而触点数目不够时，可采用中间继电器增可采用中间继电器增加控制支路的数量。加控制支路的数量。去掉不必要的去掉不必要的KM1，简化电路，简化电路，提高电路可靠性提高电路可靠性应具有必要的保护环节 短路保护 熔断器或断路器 过流保护 过流继电器和接触器配合 起动方法不正确 & 负载转矩过大常引起电动机的过电流故障,过电流一般比短路电流要小。(直流电机和绕线式异步电机) 过载保护 热继电器逻辑设

9、计法：利用逻辑代数方法，设计电器控制线路， 或对线路简化逻辑变量：接触器、继电器的线圈、触头 线圈：通电时,为 1 断电时,为 0 触头：闭合时,为 1 断开时,为 0 电器控制线路中，线圈的状态可用逻辑表达式表示，因而可用逻辑代数方法，设计或化简电器控制线路二.逻辑设计法 逻辑与：电器控制线路与基本逻辑表达式的关系21KAKAKMKA1KA2KM000010100111真值表 逻辑或：21KAKAKMKA1KA2KM000011101111真值表常闭触头用其线圈的非表示 逻辑非：AKKM KAKM0110真值表逻辑电路基本类型： 逻辑组合电路 （无反馈，如自锁电路） 逻辑时序电路 （有反馈，

10、有记忆功能）逻辑设计法 举例控制线路要求： 某电动机只有在继电器KA1、KA2、KA3中任何一个或任何两个继电器动作时才能运转，而在其它任何情况下都不运转。电动机的运转由接触器KM控制根据题目的要求，列出接触器通电状态的真值表 接触器通电状态的真值表 KA1KA2KA3KM00000011010101111001101111011110321321KAKAKAKAKAKAKM)(321321KAKAKAKAKAKAKM根据题目的要求，列出接触器通电状态的真值表KA1KA2KA3KA1KA2KA3KM)(321321KAKAKAKAKAKAKM(按基本公式和运算规律)化简 经验设计法 实例控制要

11、求： 自动循环 刀架由1移到2进行钻削加工后，自动退回1， 实现12之间自动位置循环 无进给切削 钻头到达位置2时不再进给。但钻头继续 旋转，进行无进给切削以提高工件加工精度 快速停车 停车时，要求快速以减少辅助工时 设计思路 自动循环 刀架由1移到2进行钻削加工后，自动退回1， 实现12之间自动位置循环 电动机须正、反向运转，故采用两个接触器， 以改变电源相序 (典型的正反转控制环节)加限位，控制自动循环 ，改电路 无进给切削 钻头到达位置2时不再进给，钻头继续 旋转，进行无进给切削以提高工件加工精度 (SQ2动作,延时产生作用KM2得电)老书：P72图2-45 快速停车 停车时，要求快速停

12、车以减少 辅助工时(采用反接制动方式)最后设置必要的保护（FU，FR）1、画出一台电动机起动后经过一段时间，另一台电动机就能自行起动的控制电路。2、画出两台电机能同时启动和同时停止，并能分别启动和分别停止的控制电路原理图。主电路：控制电路：主电路：控制电路： 1、电磁接触器主要由哪几部分组成？简述电磁接触器的工作原理。 2、中间继电器的作用主要有哪几个方面？ 3、电气原理图中所有电器元件的可动部分通常以电器处于非激励或不工作的状态和位置的形式表示，其中常见的器件状态有哪些？二、填空题1、接触器按其线圈的电源类型以及主触点所控制主电路电流的种类，分为_接触器和_接触器。2、时间继电器按延时的方式

13、可分为 、 和带瞬动触点的通电（或断电）延时型继电器等，相应的时间继电器触点分为_ 、 _ 、 _和_四类。3、画出下列常用低压电器的图形符号。1)三极低压断路器、熔断器2)接触器线圈、常开主触点、常开和常闭辅助触点3)常开触点按钮、常闭触点按钮和复合按钮4)热继电器的热元件和常闭触点五、分析设计题。1、根据下图回答问题。QFL3L2L13MKM1KM2L11L21FRSB2SB3L21L11KM1SB2SB1KM1KM2KM2KM1SB3KM2FRFRKM2SB3KM1FRKM2SB3KM2KM2KM1SB1SB2KM1L11L21KM1SB2SB1KM1KM2L21L11 主电路 控制电路a 控制电路b 控制电路c从图中的主电路部分可知，若KM1和KM2分别闭合，则电动机的定子绕组所接两相电源( )，结果电动机( )不同。2) 控制电路a由相互独立的( )和( )起动控制电路组成，两者之间没有约束关系，可以分别工作。按下SB2，( )得电工作；按下SB3， ( )得电工作