AutoCAD2014电气设计课件第6章 机械电气设计

AutoCAD2014电气设计课件第6章机械电气设计机械电气是电气工程的重要组成部分。随着相关技术的发展，机械电气的使用日益广泛。本章主要着眼于机械电气的设计，通过几个具体的实例由浅到深地讲述了在AutoCAD2014环境下进行机械电气设计的过程。6.1机械电气系统简介

机械电气系统是一类比较特殊的电气系统，主要指应用在机床上的电气系统，故也可以称为机床电气系统，包括应用在车床、磨床、钻床、铣床以及镗床上的电气系统，以及机床的电气控制系统、伺服驱动系统和计算机控制系统等。随着数控系统的发展，机床电气系统也成为了电气工程的一个重要组成部分。机床电气系统主要由以下几部分组成。1．电力拖动系统电力拖动系统以电动机为动力驱动控制对象（工作机构）做机械运动。按照不同的分类方式，可以分为直流拖动系统与交流拖动系统或单电动机拖动系统与多电动机拖动系统。2．电气控制系统对各拖动电动机进行控制，使它们按规定的状态、程序运动，并使机床各运动部件的运动得到合乎要求的静态和动态特性。（1）继电器－接触器控制系统（2）计算机控制系统（3）可编程控制器控制系统6.2三相异步交流电动机控制线路

本例绘制的三相异步交流电动机正反转控制线路如图6-1所示。三相异步电动机是工业环境中最常用的电动驱动器，具有体积小、驱动扭矩大等特点，因此，设计其控制电路，保证电动机可靠正反转起动、停止和过载保护在工业领域具有重要意义。三相异步电动机直接输入三相工频电，将电能转化为电动机主轴旋转的动能。其控制电路主要采用交流接触器，实现异地控制。只要交换三相异步电动机的两相就可以实现电动机的反转起动。当电动机过载时，相电流会显著增加，熔断器保险丝断开，对电动机实现过载保护。本例绘制的图形分供电简图、供电系统图和控制电路图，通过三个逐步深入的步骤完成三相异步电动机控制电路的设计。图6-1三相异步交流电动机正反转控制线路6.2.1三相异步电动机供电简图

1.新建文件。2.插入块。3.移动块。4.绘制圆。5.延伸图形。6.绘制角度线。7.绘制反向直线。8.复制角度线。图6-2选择样板文件

图6-3“插入”对话框

图6-4插入块1图6-5捕捉圆心

图6-6移动块图6-7绘制圆

图6-8延伸效果

图6-9捕捉中点

图6-10绘制角度线图6-11绘制反向直线图6-12三相异步电动机供电简图6.2.2电动机供电系统图

1．新建三相异步电动机供电系统图文件（1）新建文件（2）插入块。（3）调整块的位置。2．绘制断流器符号（1）绘制矩形。（2）移动矩形。（3）绘制正方形。（4）平移正方形。（5）分解正方形并删除边。（6）绘制直线。3．绘制连接导线（1）分解块。（2）延伸直线。（3）修剪直线。4．绘制机壳接地线（1）绘制折线。（2）镜像直线。（3）绘制斜线。（4）复制斜线。5．绘制输入端子并添加注释文字图6-13插入块2图6-14调整块的位置图6-15绘制矩形图6-16移动矩形图6-17绘制正方形图6-18平移正方形图6-19分解正方形并删除边图6-20断路器图6-21延伸直线

图6-22修剪直线

图6-23绘制折线图6-24绘制地平线符号

图6-25绘制斜线

图6-26复制斜线

图6-27绘制接线端子

图6-29三相异步电动机供电系统图6.2.3电动机控制电路图

1．新建电动机控制电路图2．在“控制线路”图层中绘制正向启动线路3．绘制熔断器开关4．插入块并添加注释文字

图6-30平移图形

图6-31绘制共线直线图6-32旋转直线

图6-33复制常开主触点图6-34绘制常闭急停按钮

图6-35插入手动单极开关

图6-36绘制多段线

图6-37捕捉斜线中点图6-38绘制竖直直线

图6-39绘制折线

图6-40镜像折线图6-41选择直线

图6-42拖拽直线

图6-43拖拽效果图6-44选择斜线

图6-45拖拽斜线

图6-46热熔断器符号图6-47插入熔断器开关

图6-48绘制正向起动接触器图6-49绘制正向启动自锁继电器开关图6-50反向启动线路图6-51正反转控制电路图6-52绘制导通点图6-53三相异步交流电动机正反转控制线路6.3钻床电气设计

本例绘制的Z35型摇臂钻床电气原理图如图6-54所示。摇臂钻床是一种立式钻床，在钻床中具有一定的典型性，其运动形式分为主运动、进给运动和辅助运动。其中主运动为主轴的旋转运动；进给运动为主轴的纵向移动；辅助运动包括摇臂沿外立柱的垂直移动、主轴箱沿摇臂的径向移动、摇臂与外立柱一起相对于内立柱的回转运动等。摇臂钻床的主轴旋转运动和进给运动由一台交流异步电动机拖动，主轴的正反旋转运动是通过机械转换实现的，故主电动机只有一个旋转方向。摇臂钻床除了主轴的旋转和进给运动外，还有摇臂的上升、下降及立柱的夹紧和放松。摇臂的上升、下降由一台交流异步电动机拖动，立柱的夹紧和放松由另一台交流电动机拖动。Z35摇臂钻床在钻床中具有代表性，下面以Z35摇臂钻床为例讨论钻床电气设计过程。图6-54Z35型摇臂钻床电气原理图6.3.1主动回路设计

图6-55图层设置

图6-56绘制总电源图6-57绘制冷却泵电动机图6-58绘制主轴电动机图6-59绘制摇臂升降电动机

图6-60绘制立柱松紧电动机6.3.2控制回路设计

为了控制回路从主回路中抽取两根电源线，绘制线圈、铁芯和导线符号，供电系统通过变压器为控制系统供电，如图6-61所示。零压保护是通过鼓形开关SA和接触器FV实现的，如图6-62所示。

图6-61控制系统供电电路

图6-62零压保护电路扳动SA，KM1得电，KM1主触点闭合，主轴起动，如图6-63所示。扳动SA，KM2得电，其主触点闭合，摇臂升降电动机正转，SQ1为摇臂的升降限位开关，SQ2为摇臂升降电动机正反转位置开关，KM3为反转互锁开关，如图6-64所示。图6-63主轴起动控制电路图6-64摇臂升降电动机正转控制电路按照相同的方法设计摇臂升降电动机反转控制电路，如图6-65所示。立柱松紧电动机正反转是通过开关实现互锁控制的，如图6-66所示。当SB1按下，KM4得电，SB2闭合，KM5辅助触点闭合，M4正转；同理，当SB2按下，M4反转。

图6-65摇臂升降电动机反转控制电路

图6-66立柱松紧电动机正反转控制电路6.3.3照明回路设计

1.将“主回路层”设为当前图层。2.绘制线圈、铁芯和导线，供电系统通过变压器为照明回路供电，如图6-67所示。3.在供电电路导线端点的右侧插入手动开关、保险丝和照明灯块，用导线连接，完成照明回路的设计，如图6-68所示。

图6-67绘制供电电路图6-68照明回路6.3.4添加文字说明

1.将“文字说明层”设为当前图层，在各个功能块的正上方绘制矩形区域，如图6-69所示。2.单击“绘图”工具栏中的“多行文字”按钮

，在矩形区域添加功能说明，如图6-70所示。图6-69绘制矩形区域图6-70功能说明6.4车床电气设计

本例绘制的车床电气原理图如图6-71所示。C616型车床属于小型普通车床，车床最大工件回转半径为160mm，最大工件长度为500mm。其电气控制线路包括3个主要部分，其中从电源到三台电动机的电路称为主回路，这部分电路中通过的电流大；由接触器、继电器等组成的电路称为控制回路，采用380V电源供电；第3部分是照明及指示回路，由变压器次级供电，其中指示灯的电压为6.3V，照明灯的电压为36V安全电压。下面通过分别介绍主回路、控制回路和指示回路，来说明C616控制线路的设计过程。图6-71C616车床电气原理图6.4.1主回路设计

图6-72图层设置

图6-73选择图形图6-74粘贴图形图6-75比例调整

图6-76插入多极开关图块图6-77调整多极开关位置图6-78删除导通点

图6-79延伸效果图6-80绘制导通点

图6-81添加手动按钮符号图6-82绘制熔断器图6-83复制熔断器

图6-84延长电源线图6-85删除QG器件图6-86复制移动元器件图6-87复制移动电动机图6-88主回路图6.4.2控制回路设计

1．绘制保护设备2．设计主轴正向起动控制线路

图6-89添加电源图6-90绘制保护设备图6-91绘制正向起动线路图6-92复制图形图6-93绘制互锁控制线路图6-94润滑泵控制线路

图6-95零压保护线路6.4.