第六章机床电气控制电路设计

1、第六章 机床电气控制电路设计第一节 机床电气设计的基本原则一、机床电气设计的基本要求二、机床电气设计的内容及设计步骤三、电气设计的技术条件四、机床电力传动方案的确定五、机床电气控制方案的确定六、控制方式的选择电气控制系统设计的主要内容电气控制系统设计的基本任务是根据要求，设计出和编制出设备制造和使用维修过程中所必须的图纸、资料，包括电气原理线路图、电器元件布置图、电气安装接线图、电气箱图及控制面板等，编制外购成件目录、单台消耗清单、设备说明书等资料一、原理设计内容w拟定电气设计任务书（技术条件）w确定电力拖动方案（电气传动形式）以及方案w选择电动机，包括电动机的类型、电压等级、容量及转速，并选

2、择出具体型号w设计电气控制原理框图，包括主电路、控制电路和辅助电路，确定各部分之间的关系，拟定各部分的技术要求。w设计并绘制电气原理图，计算主要技术参数w选择电气元件，制定电机和电器元件明细表。以及装置易损件及备用件的清单w编写设计说明书。工艺设计的主要内容w根据已设计完成的电气原理图及选定的电器元件，设计电气设备的总体配置，绘制电气控制系统的总装图及总接线图。电气控制系统设计的一般程序w拟定设计任务书w电力拖动方案与控制方式的选择w电动机的选择w电气控制方案的确定w设计电气控制原理线路图并合理选择元器件，编制元器件目录清单w设计电气设备制造、安装、调试所必须的各种施工图纸并以此为根据编制各种

3、材料定额清单。w编写说明书。电气控制系统设计的基本原则w最大限度实现生产机械和工艺对电气控制系统的要求w在满足生产工艺要求的前提下，力求使控制线路简单、经济w保证电气控制线路工作的可靠性w保证电气控制线路工作的安全性w应力求操作、维护、检修方便尽量选用标准电器元件，尽量减少电器元件的数量，尽量选用相同型号的电器元件以减少备用品的数量。尽量选用标准的、常用的或经过实践考验的典型环节或基本电气控制线路尽量减少不必要的触点以简化控制线路。尽量缩短连接导线的数量和长度控制线路在工作时，除必要的电器元件必须通电外，其余的尽量不通电以节约电能。第二节 机床常用电气元件选择一、电器元件的可靠性二、电器元件选

4、择的基本原则三、电器元件的选择正确连接电器元件的触点正确连接电器的线圈接触器的主要技术参数w额定电压 指主触点的额定工作电压，此外还应规定辅助触点及吸引线圈的电压。直流线圈常用的电压等级为24V、110V、220V、440V、等交流线圈常用的电压等级为36V、127V、220V及380V等。w额定电流 主触点的额定电流w机械寿命与电器寿命 w操作频率 指每小时允许的操作次数w接通和分断能力 接触器的主触点在规定的条件下能可靠地接通和分断的电流值AC1类 用于感性负载或阻性负载，接通和分断额定电流。AC2类 用于启动和运转中断开绕线转子电动机，接通和分断4 倍额定电流。AC3类 用于笼型异步电动

5、机的启动和运转中分断，接通810 倍和分断68倍额定电流。AC4类 用于启动、反接制动、反向与点动通断笼型异步电动机。 在额定电电流下接通1012倍和分断6倍额定电流。接触器的选用1. 接触器类型的 交流负载交流接触器直流负载直流接触器 根据工作任务选择相应的使用类别2. 接触器主触点的额定电压的选择 接触器主触点的额定电压应大于或等于负载的额定电压3. 接触器主触点额定电流的选择 接触器主触点额定电流应大于计算值4. 接触器吸引线圈电压的选择 AKUPINNN3102继电器的选择（1） 般继电器的选用 一般继电器是指具有相同电磁系统的又称电磁继电器。选用时，除满足继电器线圈或线圈电流的要求外

6、，还应按照控制需要分别选用过电流继电器、欠电流继电器、过电压继电器、欠电压继电器、中间继电器等。另外，电压、电流继电器还有交流、直流之分，选择时也应注意。（3）时间继电器的选择 时间继电器型式多样，各具持点，选择时应从以下几方面考虑： 根据控制线路的要求来选择延时方式，即通电延时型或断电延时型。 根据延时憋确度要求和延时长、短要求来选择。 根据使用场合、工作环境选择。对于电流电压波动大的场合可选用空气阻尼式或电动式时间继电器，电源频率不稳场合不宜选用电动式时间继电器，环境温度变化大的场合不宜选用空气阻尼晶体管式时间继电器。低压断路器的选择低压断路器的额定电流和额定电压应大于或等于线路设备的正常

7、工作电压和工作电流低压断路器的极限通断能力应大于或等于电路的最大短路电流。欠电压脱扣器的额定电压等于线路的额定电压过电流脱扣器的额定电流大于或等于线路的最大负载电流熔断器的选用熔断器的类型熔体的额定电流 (A) 用于保护照明或电热设备的熔断器： IreIe (B)用于保护单台长期运行的电机 Ire（1.52.5）Ie (C)用于保护单台频繁启动电机 Ire（33.5）Ie (D)用于保护多台电机 Ire（1.52.5）Ie,max+Ie第三节 机床电气电路设计一、原理图设计的一般原则二、控制电路的经验设计法 1、经验设计法的基本步骤 2、经验设计法的基本特点 3、设计中应注意的问题 4、设计举

8、例最大限度实现生产机械和工艺对电器控制系统的要求在满足生产工艺要求的前提下，力求使控制线路简单、经济保证电气控制线路工作的可靠性保证电气控制线路的工作安全性应力求操作、维护、检修方面尽量选用标准电气元件，尽量减少电器元件的数量，尽量选用相同型号的电器元件以减少备用品的数量。尽量选用标准的、常用的或经过时间考验的典型环节或基本电气控制线路。尽量减少不必要的触点，以简化电气控制线路。尽量缩短连接导线的数量和长度控制线路在工作时，除必要的电器元件必须通电外，其余的尽量不通电以节约电能。尽量减少不必要的触点，以简化电气控制线路（1）合并同类触头（2）利用转换触头（3）在直流电路中利用二极管来减少触头（4）利用逻辑代数进行化简保证电气控制线路工作的可靠性 正确连接电器元件的触点 正确连接电器元件的线圈 避免出现寄生电路 在频繁操作的可逆线路中，正反向接触器之间要有电气联锁和机械联锁 设计的电气控制线路应适应所在电网的情况 设计电气控制线路时，应充分考虑继电器触点的接通和分段能力保证电气控制线路的工作安全性 短路保护 过流保护 过载保护 失压保护 弱磁保护 极限保护 其他保护KM