第四章电气控制系统设计(改)

1、第四章第四章 返回目录返回目录 第四章第四章 电气控制系统设计电气控制系统设计第四章第四章 返回目录返回目录 电气控制设计包括：电气控制设计包括：1、电气原理图设计电气原理图设计2、电气工艺设计、电气工艺设计第四章第四章 返回目录返回目录 第一节第一节 电气控制设计的原则、电气控制设计的原则、内容和程序内容和程序一、电气控制设计的一般原则一、电气控制设计的一般原则第四章第四章 返回目录返回目录 第四章第四章 返回目录返回目录 二、电气控制设计的基本任务和内容二、电气控制设计的基本任务和内容第四章第四章 返回目录返回目录 （一）电气原理图设计内容（一）电气原理图设计内容第四章第四章 返回目录返回

2、目录 （二）电气工艺设计内容（二）电气工艺设计内容第四章第四章 返回目录返回目录 第四章第四章 返回目录返回目录 三、电气控制设计的一般程序三、电气控制设计的一般程序第四章第四章 返回目录返回目录 第二节第二节 电力拖动方案的确定电力拖动方案的确定和电动机的选择和电动机的选择一、电力拖动方案的确定一、电力拖动方案的确定第四章第四章 返回目录返回目录 二、拖动电动机的选择二、拖动电动机的选择第四章第四章 返回目录返回目录 第四章第四章 返回目录返回目录 1分析计算法分析计算法 第四章第四章 返回目录返回目录 2统计类比法统计类比法 DP54. 15 .36（1）车床）车床第四章第四章 返回目录返

3、回目录 DP88. 020（2）立式车床）立式车床DP19.10646.0（3）摇臂钻床）摇臂钻床第四章第四章 返回目录返回目录 （4 4）卧式镗床）卧式镗床DP7 . 1004. 0KBP1 . 0（5 5）外圆磨床）外圆磨床第四章第四章 返回目录返回目录 （6 6）龙门铣床）龙门铣床16616. 1BP 第四章第四章 返回目录返回目录 第三节第三节 电气原理图设计电气原理图设计的步骤与方法的步骤与方法一、电气控制原理图设计的基本步骤一、电气控制原理图设计的基本步骤第四章第四章 返回目录返回目录 第四章第四章 返回目录返回目录 二、电气控制原理图的设计方法二、电气控制原理图的设计方法（一）分

4、析设计法（一）分析设计法第四章第四章 返回目录返回目录 第四章第四章 返回目录返回目录 （二）逻辑设计法（二）逻辑设计法第四章第四章 返回目录返回目录 第四章第四章 返回目录返回目录 通过下面的例子来说明如何用分析设计法来设计通过下面的例子来说明如何用分析设计法来设计控制电路：控制电路： 例题：例题：某机床有左、右两个动力头，用以铣削加某机床有左、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，由另一台交流电动机拖动。加安装工件的滑台，由另一台交流电动机拖动。加工工艺是在开始工作时，要求滑台先快速移动到工工艺是在开始工

5、作时，要求滑台先快速移动到加工位置，然后自动变为记速进给，进给到指定加工位置，然后自动变为记速进给，进给到指定位置自动停止，再由操作者发出指令使滑台快速位置自动停止，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。要求两动力头电动返回，回到原位后自动停车。要求两动力头电动机在滑台电动机正向起动后起动，而在滑台电动机在滑台电动机正向起动后起动，而在滑台电动机正向停车时也停车。机正向停车时也停车。 第四章第四章 返回目录返回目录 主电路设计：主电路设计：动力头拖动电动机只动力头拖动电动机只要求单方向旋转，为要求单方向旋转，为使两台电动机同步起使两台电动机同步起动，可用一只接触器动，可用一只接

6、触器KM3控制。滑台拖功控制。滑台拖功电动机需要正转、反电动机需要正转、反转，可用两只接触器转，可用两只接触器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铁磁铁YA改变机械传改变机械传动链来实现，由接触动链来实现，由接触器器KM4来控制。来控制。第四章第四章 返回目录返回目录 控制电路设计控制电路设计 滑台电动机的正转、反转分别用两个按钮滑台电动机的正转、反转分别用两个按钮SBl与与SB2控制，停车则分别用控制，停车则分别用SB3与与SB4控制。由于动力头电动机在滑台电动机正转后起动，停车时也控制。由于动力头电动机在滑台电动机正转后起动，停车时也停车，故可用接触器停车，故可

7、用接触器KM1的常开辅助触点控制的常开辅助触点控制KM3的线圈，如图的线圈，如图a所示。所示。 滑台的快速移动可采用电磁铁滑台的快速移动可采用电磁铁YA通电时，改变凸轮的变速比来实现。滑台通电时，改变凸轮的变速比来实现。滑台的快速前进与返回分别用的快速前进与返回分别用KM1与与KM2的辅助触点控制的辅助触点控制KM4，再由，再由KM4触触点去通断电磁铁点去通断电磁铁YA。滑台快速前进到加工位置时，要求慢速进给，因而在。滑台快速前进到加工位置时，要求慢速进给，因而在KM1触点控制触点控制KM4的支路上串联限位开关的支路上串联限位开关SQ3的常闭触点。此部分的辅助的常闭触点。此部分的辅助电路如图电

8、路如图b所示。所示。 第四章第四章 返回目录返回目录 联锁与保护环节设计：联锁与保护环节设计： 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KM1与与KM2之间应互相联锁，三台电动机之间应互相联锁，三台电动机均应用热继电器作过载保护。均应用热继电器作过载保护。第四章第四章 返回目录返回目录 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。电路初步设计完后，可能还有不够合

9、理的地方，因此需仔细校核。一共用了三个一共用了三个KM1的常开辅助触点，而一般的接触器只有两个的常开辅助触点，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，出，KM3的常开辅助触点完全可以代替的常开辅助触点完全可以代替KM1的常开辅助触点去的常开辅助触点去控制电磁铁控制电磁铁YA，修改后的辅助电路如图所示。，修改后的辅助电路如图所示。第四章第四章 返回目录返回目录 控制电路设计时应注意的问题控制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，应考虑电器元件设计控制电路时，

10、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，如图的实际位置，尽可能地减少配线时的连接导线，如图a是是不合理的。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，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停止按钮直接连接，就可以减少一次引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，如图出线，如图b所示。所示。 电器连接图第四章第四章 返回目录返回目录 正确连接电器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

11、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

12、，也不要并联连接。图图b中直流电磁铁中直流电磁铁YA与与继电器继电器KA并联，在接通电源时可正常工作，但在断开电源时，由于电磁铁并联，在接通电源时可正常工作，但在断开电源时，由于电磁铁线圈的电感比继电器线圈的电感大得多，所以断电时，继电器很快释放，但线圈的电感比继电器线圈的电感大得多，所以断电时，继电器很快释放，但电磁铁线圈产生的自感电动势可能使继电器又吸合一段时间，从而造成继电电磁铁线圈产生的自感电动势可能使继电器又吸合一段时间，从而造成继电器的误动作。解决方法可备用一个接触器的触点来控制。如图器的误动作。解决方法可备用一个接触器的触点来控制。如图c所示。所示。 电磁线圈的串并联第四章第四章

13、 返回目录返回目录 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具有指示灯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。起不了保护作用。寄生电路第四章第四章 返回目录返回目录 尽可能减少电器数量，

14、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: :如如图所示。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。简化电路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第四章第四章 返回目录返回目录 多个电器的依次动作问题多个电器的依次动作问题 在电路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电在电路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制电路。器的控制电路。 可逆电路的联锁可逆电路的联锁 在频繁操作的可逆电路中，正反

15、向接触器之间不仅要有电在频繁操作的可逆电路中，正反向接触器之间不仅要有电气联锁，而且气联锁，而且 还有机械联锁。还有机械联锁。 要有完善的保护措施要有完善的保护措施 常用的保护措施有漏电流、短路、过载、过电流、过电压、常用的保护措施有漏电流、短路、过载、过电流、过电压、失电压等保失电压等保 护护 环节，有时还应设有合闸、断开、事故、安全等必须环节，有时还应设有合闸、断开、事故、安全等必须的指示信号。的指示信号。第四章第四章 返回目录返回目录 三、电气控制原理图设计中的一般要求三、电气控制原理图设计中的一般要求第四章第四章 返回目录返回目录 常用控制电压等级表常用控制电压等级表整流器整流器48、

16、24、12直流电磁铁及电磁离合器直流电磁铁及电磁离合器的控制电路的控制电路整流器或直整流器或直流发电机流发电机220、110直直流流直流电力传动的控制电路直流电力传动的控制电路采用控制电采用控制电源变压器源变压器48、24、6照明及信号指示电路照明及信号指示电路采用控制电采用控制电源变压器源变压器110（127）、）、48交流电力传动的控制电路交流电力传动的控制电路较复杂较复杂不用控制电不用控制电源变压器源变压器380、220交交流流交流电力传动的控制电路交流电力传动的控制电路较简单较简单电源设备电源设备常用的电压值常用的电压值/V控制电路类型控制电路类型第四章第四章 返回目录返回目录 第四章第四章 返回目录返回目录 a)不合理不合理 b）合理）合理第四章第四章 返回目录返回目录 存在寄生电路的控制电路第四章第四章 返回目录返回目录 第四章第四章 返回目录返回目录 第四节第四节 常用控制电器的选择常用控制电器的选择一、接触器的选用一、接触器的选用第四章第四章 返回目录返回目录 （一）交流接触器的选用（一）交流接触器的选用第四章第四章 返回目录返回目录 （二）直流接触器的选用（二）直流接触器的选用二、电磁式控制继电器的选用二、电磁式控制继电器的选用（一）（一）类型的选类型的选用用（二）（二）使用环境的选使用环境的选用用（三）（三）使用类别的选使用类别的选用用第四章第四