电动机选择及电路设计的一般方法课件

1、 电气控制电路设计 电气设计的主要内容电气控制设计的一般原则1. 从工程实践出发，广泛收集相关技术资料。2. 应尽可能最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求。3. 在满足生产机械控制要求的前提下，设计方案应力求简单、经济，便于操作，维修方便。4. 应始终把电气控制系统的安全性和可靠性放在首位，确保使用过程中人员和设备的安全。5. 妥善处理机械与电气的关系，要从工艺要求、制造成本、机械电气结构的复杂性和使用维护等方面综合考虑。上一页下一页返回电气设计的主要内容电气控制设计主要内容包括原理设计和工艺设计两部分 1. 原理设计1）拟定电气控制设计任务书。2）选择电力拖动方案、控制方式和电动

2、机。3）设计电气控制原理图。4）计算主要技术参数，选择电器元件，编制电机和电器元件明细表。2 .工艺设计1）根据电气原理图以及选定的电器元件，进行电气设备总体配置设计。2）电气元件布置图的设计与绘制。3）电气接线图的绘制。4）设计电气箱。5）各类电器元件及材料清单的汇总。6）编写设计说明书和使用维护说明书。上一页下一页返回电力拖动方案的确定拖动方式的选择电力拖动方式有单独拖动与集中拖动两种。电力拖动发展趋向是电动机逐步接近工作机构，形成多电动机的拖动方式。如有些机床，除必需的内在联系外，主轴、刀架、工作台及其他辅助用运动机构，都分别有单独电动机拖动。在具体选择时，应根据工艺结构具体情况决定电动

3、机的数量。其他方式:液压/气压传动；电磁驱动等上一页下一页返回电力拖动方案的确定调速方式的选择1. 对于一般无特殊调速指标要求的生产机械，不要求电气调速时应首先考虑用笼型电动机；在需要重载起动时，可用高起动转矩的笼型电动机或绕线式电动机；在负载平衡且需要恒定转速时宜用同步电动机；2. 要求电气调速的生产机械要求的调速范围不大（D3），且无平滑性要求时，可用双速或多速笼型电动机；D=310,且要求平滑时,容量不大时可选用带电磁滑差离合器的笼型电机;重型或大型设备的主运动及进给运动、精密机床、定位精度要求的机械手等， D10，应采用交流或直流的电气无级调速。 3. 电动机调速性质应与负载特性相适应

4、，机床的主运动为恒功率负载，进给运动为恒转矩负载。当机床要求恒功率调速时应-YY接法的双速电机；而要求恒转矩时，应用Y-YY接法；如是短时或断续工作时可考虑用绕线式电动机； 直流电动机的调压调速是恒转矩调速、弱磁调速是恒功率调速。上一页下一页返回2. 根据生产机械调速要求选择电动机类型感在感应电动机能满足生产需要的场合都采用感应电动机，仅在起制动和调速等方面不能满足要求时才考虑选用直流电动机。近年来，随着电力电子以及控制技术的发展，交流调速装置的性能与成本已能与直流调速装置相比美，越来越多的直流调速应用领域被交流调速取代。3 . 根据工作环境选择电动机结构型式1）在正常环境条件下，一般采用防护

5、式电动机；在人员及设备安全有保证的前提下，也可采用开启式电动机。2）在空气中存在较多粉尘的场所，应尽量选用湿热带型电动机；若用普通型电动机，应采取相应的防潮措施。3）在露天场所，宜选用户外型电动机，若有防护措施也可采用封闭型或防护型电动机。4）在高温车间，应根据周围环境温度，选用相应绝缘等级的电动机，并加强通风，改善电动机的工作条件，提高电动机的工作容量。5）在有爆炸危险及有腐蚀性气体的场所，应相应地选用隔爆型及防腐型电动机。上一页下一页返回电动机的选择电动机的选择4. 电动机容量的选择：分析计算法和经验公式法 分析计算法-以温升为依据，兼顾最大转矩和起动转矩。实际温升由发热条件和散热条件共同

6、决定，即由负载的大小和工作方式决定。工作制：根据工作时间（tw）、停歇时间（tt）与电机固有发热时间常数（TQ）的关系进行分类： 连续工作制：tw （34）TQ，即一次连续的工作时间内，温升即可达到稳定值，又称长期工作制；一般的电动机都是按此方式设计的。 短时工作制：tw （34）TQ，即电机的工作时间较短工作时间内达不到稳定温升，要停歇时间内温升下降到接近零； 断续周期工作制：tw （34）TQ，而tt （34）TQ，在每次工作和停歇的时间内温升都达不到稳定值，而多次交替后，温升能稳定在一定的范围内。又称重复短时工作制。断续周期工作制：起重、冶金行业多用负载持续率：每个周期内工作时间与周期时

7、间的比值，即：ZC=tw/tT 选用时应实际负载负载折算到标准负载持续率时的等效负载：Y系列电动机的为25%或40%，再选用该标准持续率下，功率等于或略大于P的电动机。 电动机的选择容量的选择主拖动电动机容量的选择经验公式法：查相关设计手册 提供的经验公式普通车床： D-能加工工件的最大外径（：米）摇臂钻床： D-能钻的最大孔径（：毫米）外圆磨床： B-砂轮宽度，轴承系数Kz=0.81.1(滚动轴承) ，Kz=1.01.3(滑动轴承) 电气控制电路的设计电气控制电路有两种设计方法，一种是分析设计法，另一种是逻辑设计法。分析设计法也称经验设计法，这是一种根据生产机械的工艺要求，适当选用典型的基本

8、控制电路，并加以自行设计使其有机地组合起来，以满足工艺要求的一种设计方法。逻辑设计法是一种利用逻辑代数进行设计的方法，其设计过程比较复杂，设计出的电路合理、精炼、可靠，但主要在设计较复杂的控制电路中采用。上一页下一页返回原理设计中应注意以下几个问题：1控制电压按控制要求选择，符合标准等 级。 2尽可能减少电气元件品种、规格与数量。 3正常情况下，尽可能减少通电电气数量 。4合理使用电器触点。 5合理安排电器触点。 6设置必要的短路、过载保护，防止故障进一步扩大 。 7设置必须的急停或总停按钮，以防万一出现故障时，切断整个控制回路，进而切断主电源。8设置必要的手动控制线路，方便设备调试和维修。9

9、设置必要的指示灯、电压表、电流表，随时反映系统运行状态，及时发现故障。3主电路的设计根据横梁能上下移动和能夹紧放松的工艺要求，需要用两台电动机M1、M2来拖动，其中M1为横梁升降电动机，M2为横梁夹紧放松电动机，两台电动机都需正反向运转。因此采用四个接触器KM1、KM2和KM3、KM4，分别控制M1和M2两台电动机的正反转，电路如图1示。图1 横梁升降电气控制基本电路 a）主电路 b）控制电路上一页下一页返回 4控制电路的初步设计1）基本电路的设计 横梁升降为调整运动，故对升降电动机M1采用点动控制，由于M1正反转工作，所以采用两个点动按钮SB1与SB2分别控制M1的正转和反转，实现横梁的上升

10、与下降。但在移动前要求先松开横梁，移动到位后，松开点动按钮时又要求横梁夹紧，这意味着点动按钮要控制KM1KM4四个接触器，由于按钮触头数的限制，所以引入上升中间继电器KA1与下降中间继电器KA2，再由中间继电器的触头去控制四个接触器。于是设计出横梁升降基本控制电路，如图1-b示。 2）横梁放松控制电路设计（见图2） 上一页下一页返回3）横梁夹紧电路设计 图8-6具有横梁放松的控制电路 上一页下一页返回图2 放松功能的实现图3 具有横梁夹紧的电气控制电路 a)主电路 b)控制电路上一页下一页返回5设计联锁保护环节1）采用行程开关SQ2和SQ3分别实现在横梁上升和下降的限位保护。2）行程开关SQ1不仅反映了放松信号，而且还起到了横梁移动和横梁夹紧之间的联锁作用。3）中间继电器KA1、KA2的互锁常闭触头，