第4章_继电器—接触器控制线路设计1 - 副本

1、应满足生产设备的主要技术性能，即机械传动、液压和气动系统的工应满足生产设备的主要技术性能，即机械传动、液压和气动系统的工作特性，以及对电气控制系统的要求，这是生产设备的电气控制系统设作特性，以及对电气控制系统的要求，这是生产设备的电气控制系统设计的主要依据之一。计的主要依据之一。 生产设备的电气传动方案，要依据生产设备的结构、传动方式、调生产设备的电气传动方案，要依据生产设备的结构、传动方式、调速指标，以及对电气制动和正反相要求等来确定。速指标，以及对电气制动和正反相要求等来确定。 例如： 中小型机床一般采用单独或双速笼型异步电动机，通过变速箱传动； 对传动功率较大，主轴转速较低的机床，为了降

2、低成本，简化变速机构，可选用转速较低的异步电动机； 对调速范围、调速精度、调速的平滑性要求较高的机床，可考虑采用直流调速系统或交流调速技术，满足无极调速和自动调速的要求； 生产设备所使用的电动机的调速性质与生产设备的负载特性相适应生产设备所使用的电动机的调速性质与生产设备的负载特性相适应 调速性质是指转矩、功率与转速的关系。设计任何一个生产设备的电力拖动系统都离不开对负载和系统调速性质的研究，它是选择拖动和控制方案及确定电动机容量的前提。例如， 机床的切削运动（主运动）需要恒功率传动，而进给运动则需要恒转矩传动。 双速异步电动机，定子绕组由三角形改成星形联结时，转速由低速升为高速，功率增加很小

3、，因此适用于恒功率传动。 定子绕组低速为星形联接时，而高速为双星形联接的双速电动机，转速改变时，电动机所输出的转矩保持不变，因此适用于恒转矩调速。 他励直流电动机改变电压的调速方法则属于恒转矩调速； 改变励磁的调速方法是属于恒功率调速。 机床主轴拖动电动机容量选择机床主轴拖动电动机容量选择因此通常采用通过调查统计类比或采用分析与计算相结合的方法来确定电动机的功率。 调查统计类比法：调查统计类比法： 确定电动机容量前，首先进行广泛调查研究，分析确定所需要的切削用量，然后用已确定的较常用的切削用量的最大值， 在同类同规格的机床上进行切削试验，并测出电动机的输出功率，以此测出的功率为依据， 再考虑到

4、机床最大负载情况，以及采用先进切削方法及新工艺等，然后类比国内外同类机床电动机的功率，最后确定所设计的机床电动机功率并选择电动机。 这种方法有实用价值，以切削试验为基础进行分析类比，符合实际情况。 就是对机床主拖动电动机进行实测、分析，找出电动机容量与机床主要数据的关系，根据这种关系作为选择电动机容量的依据。卧式车床主电动机的功率： （3-1） 式中 P主拖动电动机功率（Kw）；D工件最大直径（m）。立式车床主电动机的功率： （3-2） 式中 D工件最大直径（m）。摇臂钻床主电动机的功率： （3-3） 式中 D最大钻孔直径（mm）。卧式镗床主电动机的功率： （3-4） 式中 D镗杆直径（mm）

5、。龙门铣床主电动机的功率： （3-5） 式中 B工作台宽度（mm）。54. 15 .36 DP 88. 020DP 19. 10646. 0DP 7 . 1004. 0DP 166BP1.15 分析计算法分析计算法 可根据机床总体设计中对机械传动功率的要求，确定机床拖动用电动机功率。即知道机械传动的功率，可计算出所需电动机功率：式中 P电动机功率（Kw）；P1机械传动轴上的功率；1生产机械效率；2电动机与生产机械之间的传动效率。 式中 总机床总效率，一般主运动为回转运动的机床总=0.70.85；主运动为往返运动的机床总=0.60.7（结果简单的取大值，复杂的取小值）。 计算出电动机的功率，仅仅

6、是初步确定的数据，还要根据实际情况进行分析，对电动机进行校验，最后确定其容量。211PP 211总总；PP表表3-1 机床移动所需的功率值机床移动所需的功率值必须每个动力头都进给到终点时，相应地接通继电器K1，K2，K3，Kn（分别在各自的机床控制电路中），使其各触头闭合，接通继电器K0，才发出加工完毕信号。只有动力头都退回原位，行程开关ST01，ST02，ST03，ST0n都被压下，才能接通K10，各动力头加工完成，并返回原位后，各行程开关ST1，ST2，ST3，STn都被压下，使K12动作发出信号。 动合触头并联动合触头并联 当在几个条件中，只要求具备其中任一条件，所控制的电器线圈就能得电

7、，这时可用几个动合触头并联来实现。这种关系在逻辑线路中称为“或”逻辑。 动断触头串联动断触头串联 当几个条件只具备一个时，电器线圈就断电，可用几个动断触头与被控制的电器线圈串联的方法来实现。 动断触头并联动断触头并联 当要求几个条件都具备，电器线圈才断电时，可用几个动断触头并联，再与被控制的电器线圈串联的方法来实现。 一般保护电器应能保证控制电路长期正常运行，又能起到保护电动机及其他电器设备的作用。一旦线路出故障，它的触头就应从“通”转为“断”。 控制电路设计的一般问题控制电路设计的一般问题 除非有必要，否则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a继电器K1得电动作后K2才动作

8、，而后K3才能接通得电。K3的动作要通过K1和K2两个电器的动作。但图b中K3的动作只需K1电器动作，而且只需经过一对触头，工作可靠。 应正确联接电器的线圈 1）在设计控制电路时，控制电器的线圈端应接在电源的同一端。如图a所示，继电器、接触器以及其他电器的线圈的一端要统一接在电源的同一侧，而所有电器的触头接在电源的另一侧。这样当某一电器的触头发生短路故障时，不致引起电源短路。同时安装接线也方便。 2）交流励磁的电器的线圈不能串联使用。这是因为两个交流励磁的线圈串联使用时，至少有一个线圈至多能得到1/2的电源电压，又由于吸合的时间不尽相同。只要有一个电器吸合动作，它的线圈上的压降也就增大，从而使

9、另一电器达不到所需要的动作电压。图b中KM1与K1串联使用是错误的，应如图a所示，将KM1与K1两电器线圈并联使用。 按照电路结构写出其逻辑函数式，应用逻辑函数的各种化简法则对逻辑函数式进行化简。如对图c，可有K =（K1+K2）（K1+K3）=K1+K1K3+K1K2+K2K3=K1（1+K3+K2）+K2K3=K1+K2K3 对图b，因图中有动断触头，按照我们在第二节中的规定，要将动断触头用反变量表示（可改变图中的文字符号标注），可有在化简过程中应注意，不能改变原来电路的运行规律（或逻辑关系）。 4)32( 14)3121(KKKKKKKKKk对电路应用逻辑函数化简法的好处： 一是容易得到

10、最简结果，二是不易出错。例如，对于图a中所示电路，先采用直接化简法。从左边看，两个K1的动合触头可以合并，如图b；又看到右边的两个ST2的动合触头似乎也可节省一个，化简成图c。此时仔细考察，发现图c中如虚线标明的信号通路在原电路中是不存在的，这说明改变了电路的逻辑关系，与原电路已不再等效。用逻辑函数化简法可得不会出现图c的错误结果。）（或者131211(21)231( 12123111KKKSTKMKSTKSTKKMKSTKSTKKKMKKM 在电路图中应考虑各电气元件的实际接线情况，使之尽可能减少实际连接导线。图c及d是不适当的接线方法，而a及b是适当的。因为按钮在按钮站（或操纵台），电器在

11、电器柜里。在具体实现控制要求的电路中，要进行必要的暂态过程分析，注意排除由于竞争现象造成的执行结果的不确定性（不用元件不通电）。对于图c中的工作过程图，如果用右图1-48所示的电路来实现，工作就不可靠了。因为当KM1工作一段时间后，时间继电器KT延时闭合的动合触头闭合，使KM2线圈得电，KM2的动断触头立即断开，而动合触头需稍后才能闭合。KM2的动断触头断开，使KT释放，若KT触头已断开，而KM2动合触头尚未闭合，则KM2不能实现自锁，所以，期望的工作过程并不能实现，这是误断电的情况。也要防止误通电的情况出现。上图是一个具有正反转指示灯的电动机正反转控制电路，只要电动机不过载，它就工作正常。但

12、当电动机过载（以正转为例）时，热继电器KR的动断触头断开，按理说此时KM1应释放使电动机停止工作。但却不然，因为电路中出现了一条如虚线所示的意外通路，由于KM1吸合后的释放电压较低，但其承受的电压却很高（KM2未吸合），所以KM1不能释放，电动机也就得不到保护。把这种意外接通的电路称为寄生电路。热继电器KR的动断触头移到电路的左边与SB1直接相串联，或者将指示灯与接触器线圈直接并联，就可消除此电路中的寄生电路。类别特点及适用场合一般用途正常条件下工作化工用电器防腐蚀，适用于有腐蚀气体和粉尘的场合矿用电器防爆，适用于含煤尘、甲烷等爆炸性气体的环境船用电器耐颠簸、振动和冲击，耐潮湿、抗盐雾和霉菌侵

13、蚀航空用电器耐冲击、振动，可在任何位置上工作牵引电器工作环境温度较高，耐振动和冲击，通常用于电力机车热 带 电 器 （ 使 用 环 境 温 度4050）湿热带型：能工作在相对湿度为95%。具有凝露，烟雾和霉菌场合干热带型：能防沙尘高原电器适用于海拔10004000m的高原地区表3-2 低压电器按使用场合分类表 分类名称主要品种用途控制电器接触器交流接触器直流接触器远距离频繁起动或控制交、直流电动机以及接通和分断正常工作的主电路和控制电路继电器电压继电器电流继电器中间继电器时间继电器热继电器压力继电器速度继电器主要用于控制系统中控制其他电器或作主电器的保护之用主令电器按钮限位开关微动开关万能转换

14、开关接近开关光电开关用来闭合和分断控制电路以发布命令控制器凸轮控制器平面控制器转换主回路或励磁回路的接法，以达到电动机的起动、换向和调速目的配电电器断路器塑料外壳断路器漏电保护断路器用作线路过载、短路、漏电或欠电压保护，也可用作不频繁接通和分断电路熔断器有填料熔断器无填料熔断器半封闭插入式熔断器用作线路和设备的短路和过载保护刀开关负荷开关主要用作电路隔离，也能接通分断额定电流动 画 演 示 3 34 42 2 电气控制电路的设计电气控制电路的设计 主回路设计主回路设计 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3-20所示。机床的三相电源由电源引入开

15、关Q引入。主电动机M1的过载保护，由热继电器KR1实现，它的短路保护可由机床的前一级配电箱中的熔断器充任。切削液泵电动机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。控制电路设计控制电路设计 考虑到操作方便，主电动机M1可在主轴箱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3-20所示，接触器KM1与控制按钮组成自锁的起停控制电路。切削液泵电动机M2由SB5、SB6进行起停操作，装在主轴箱板上。快速电动机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

16、制电路，如图3-20所示。动 画 演 示符号名称型号规格数量M1异步电动机Y160M-411kW，380V，1460r/min，22.6A1M2切削泵电动机JCB-220.15 kW,380V,2790r/min,0.43A1M3异步电动机Y90S-41.1 kW,380V,1400r/min,0.43A1Q组合开关HZ10-25133极，500V，25A1KM1交流接触器CJ0-4040A，线圈电压127V，吸持功率33VA1KM2、KM3交流中间继电器JZ7-445A，线圈电压127V，吸持功率12VA2KR1热继电器JR0-40额定电流25A，整定电流22.6A1KR2热继电器JR0-1

17、0热元件1号，整定电流0.43A1FU1熔断器RL1-15500V，熔体10A3FU2、FU3熔断器RL1-15500V，熔体2A2TC控制变压器BK-100100VA，380V/127-36-6.3V1S B 3 、 S B 4 、SB6控制按钮LA10黑色3S B 1 、 S B 2 、SB5控制按钮LA10红色3SB7控制按钮LA9 1S控制开关LA18旋钮式1H照明灯 36V1HL1、HL2指示信号灯XD06.3V，绿色1，红色12PA交流电流表62T2050A，直接接入1CW6163型普通机床电气接线图中管内敷线明细表 代号穿线用管（或电缆）类型电线接线号截面/mm2根数1内径15mm聚氯乙烯软管431U，1V，1W2内径15mm聚氯乙烯软管4