电气控制线路设计基础电气控制线路设计是建立在机械结构

2.7电气控制线路设计基础

电气控制线路设计是建立在机械结构设计的基础上，并以能最大限度地满足机械设备和用户对电气控制要求为基本目标。通过对本节的学习，使读者能够根据生产机械的工艺要求，设计出合乎要求的、经济的电气控制系统。电气控制线路设计涉及的内容很广泛，在这一节里将概括地介绍电气控制线路设计的基本内容。

2.7.1电气设计的基本内容和一般原则

1.电气设计的基本内容(1)拟定电气设计任务书。(2)确定电力拖动方案和控制方案。(3)设计电气原理图。(4)选择电动机、电气元件，并制定电器元件明细表。(5)设计操作台、电气柜及非标准电气元件。(6)设计机床电气设备布置总图、电气安装图，以及电气接线图。(7)编写电气说明书和使用操作说明书。

2.电气设计的一般原则(1)最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求，这些生产工艺要求是电气控制设计的依据。(2)在满足控制要求前提下，设计方案力求简单、经济、合理，不要盲目追求自动化和高指标。力求控制系统操作简单、使用与维修方便。(3)正确、合理地选用电器元件，确保控制系统安全可靠地工作。同时考虑技术进步、造型美观。(4)为适应生产的发展和工艺的改进，在选择控制设备时，设备能力留有适当余量。

2.电气设计的一般原则(1)最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求，这些生产工艺要求是电气控制设计的依据。(2)在满足控制要求前提下，设计方案力求简单、经济、合理，不要盲目追求自动化和高指标。力求控制系统操作简单、使用与维修方便。(3)正确、合理地选用电器元件，确保控制系统安全可靠地工作。同时考虑技术进步、造型美观。(4)为适应生产的发展和工艺的改进，在选择控制设备时，设备能力留有适当余量。

3.电力拖动方案确定的原则所谓电力拖动方案是指根据生产机械的精度、工作效率、结构、运动部件的数量、运动要求、负载性质、调速要求以及投资额等条件去确定电动机的类型、数量、传动方式及拟订电动机的起动、运行、调速、转向、制动等控制要求。（1）确定拖动方式电力拖动方式有两种：1)单独拖动一台设备只有一台电动机拖动。2)多电动机拖动一台设备由多台电动机分别驱动各个工作机构，通过机械传动链将动力传送到达每个工作机构。

3.电力拖动方案确定的原则（2）确定调速方案1)重型或大型设备主运动及进给运动，应尽可能采用无级调速。这有利于简化机械结构，缩小体积，降低制造成本。2)精密机械设备如坐标镗床、精密磨床、数控机床以及某些精密机械手，为了保证加工精度和动作的准确性，便于自动控制，也应采用电气无级调速方案。3)一般中小型设备如普通机床没有特殊要求时，可选用经济、简单、可靠的三相鼠笼式异步电动机，配以适当级数的齿轮变速箱。为了简化结构，扩大调速范围，也可采用双速或多速的鼠笼式异步电动机。在选用三相鼠笼式异步电动机的额定转速时，应满足工艺条件要求。

3.电力拖动方案确定的原则

（3）电动机的调速特性与负载特性相适应不同机电设备的各个工作机构，具有各不相同的负载特性，如机床的主轴运动为恒功率负载，而进给运动为恒转矩负载。在选择电动机调速方案时，要使电动机的调速特性与负载特性相适应，否则将会引起拖动工作的不正常，电动机不能充分合理的使用。

4.电气控制方案确定的原则(1)控制方式与拖动需要相适应。(2)控制方式与通用化程度相适应。(3)控制方式应最大限度满足工艺要求。(4)控制电路的电源应可靠。

影响方案确定的因素较多，最后选定方案的技术水平和经济水平，取决于设计人员设计经验和设计方案的灵活运用。

2.7.2电气设计的设计方法和步骤

1.电气控制线路设计的一般步骤：(1)根据选定的拖动方案和控制方式设计系统的原理框图，拟订出各部分的主要技术要求和主要技术参数。(2)根据各部分的要求，设计出原理框图中各个部分的具体电路。在进行具体线路的设计时，一般应先设计主电路，然后设计控制电路、辅助电路、联锁与保护环节等。(3)绘制电气系统原理图。初步设计完成后，应仔细检查，看线路是否符合设计要求，并反复修改，尽可能使之完善和简化。(4)合理选择电气原理图中每一电器元件，并制订出元器件目录清单。

2.电气控制线路的设计例：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加工位置，然后自动变为慢速进给，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启动后启动，而在滑台电动机正向停车时也停车。

2.电气控制线路的设计（1）主电路设计动力头拖动电动机只要求单方向旋转，为使两台电动机同步启动，可用一只接触器KM3控制。滑台拖动电动机需要正、反转，可用两只接触器KMl、KM2控制。滑台的快速移动由电磁铁YA改变机械传动链来实现，由接触器KM4来控制。

2.电气控制线路的设计（2）控制电路设计控制电路草图如下图。

2.电气控制线路的设计（2）控制电路设计添加连锁与保护环节后如下图。

2.电气控制线路的设计（2）控制电路设计最终完善后如下图。

3.设计控制线路时应注意的问题

设计具体线路时，为了使线路设计得简单且准确可靠，应注意以下几个问题。（1）尽量减少连接导线

3.设计控制线路时应注意的问题（2）正确连接电器的线圈

(a)不合理(b)不合理(c)合理

3.设计控制线路时应注意的问题（3）控制线路中应避免出现寄生电路图2-40寄生电路

3.设计控制线路时应注意的问题（4）尽可能减少电器数量、采用标准件和相同型号的电器

3.设计控制线路时应注意的问题（5）多个电器的依次动