电气识图基础四

1、电气控制回路设计和分析，第一节电气控制回路设计基础第二节电气控制回路设计示例第三节电气设计内容第四节电气控制回路分析，第一节电气控制回路设计基础，电气控制系统设计的基本内容：编写电气设计审查和控制程序，电机设计电气控制原理图选择电气组件，明细表设计控制台，电气机柜和非标准电气部件设计电气设备布置主，电气安装图和电气布线图编写电气手册和使用电力拖动方式确定原则：无电气速度控制要求电拖动方式确定：笼感应电动机：不频繁的转子感应电动机启动：静态扭矩大的牵引设备笼感应电动机：不频繁启动，3360调速范围D23，调速系列24:改变最大日志的2速或多速笼感应电动机速度范围D3和平滑速度控制不需要：转子感应

2、电动机考虑在低速旋转时使用晶闸管直流拖动系统。调速范围D10100:直流拖动系统或交流调速系统、电机调速特性确定：适用于符合生产机器负荷特性的双级笼式感应电动机，定子绕组从三角联动改为双星联接，速度在低速下高速提高，但功率变化不大，适用于恒功率传动。从星形连接变更为双星连接时，马达输出扭矩保持不变，适用于固定扭矩驱动。直流励磁电机，恒转矩调速改变电枢电压调速；将励磁速度调节改为恒功率速度调节。恒转矩载荷使用恒定功率速度控制或恒定功率载荷使用恒定转矩速度控制时，电动机额定功率将增加d倍(d在速度控制范围内)，某些转矩不能正常使用。2 .确定控制方式：控制方式适合拖动要求：经济效益标准。控制逻辑简

3、单，处理程序基本固定，继电器触点控制方法更合理。经常更改处理过程或控制逻辑复杂，使用可编程顺序控制器更合理。控制方法会调整以符合一般化程度。是加工一个或多个零件的特殊设备，通用性低，自动化程度高，必须使用固定控制电路。通过数字程序控制或可编程顺序控制器控制，可以处理单个、小批量和复杂形状的部件的通用设备，可以为不同的加工对象设置不同的处理程序，具有很好的通用性和灵活性。控制方法应最大限度地满足自动循环、半自动循环、手动调整、紧急回滚、保护联锁、信号显示和故障诊断等流程要求。控制电路的电源必须具有可靠性。简单控制电路可以直接供应给电网。在电网中隔离电压以降低故障率的电路更复杂的控制装置；使用直流

4、电源的高自动化生产设备可以节省占地空间，轻松连接无触点的组件，组件运行平稳，运行和维修更加安全。电气控制电路设计方法：主电路设计、控制电路、信号电路和局部照明电路设计，控制电路设计要求：满足生产机械的工艺要求，能根据工艺顺序准确可靠地工作。电路结构尽可能简单，选择常用的经过实际测试的电路。操作、调整和维护方便。有各种必要的保护装置和联锁环。控制电路设计方法：实证设计方法：根据生产过程的要求，根据电动机控制方法，使用典型链接电路进行直接设计。逻辑设计方法：使用逻辑代数设计。使用以下示例说明如何设计控制电路。例如，带有用于铣削加工的左右动力头的机床，由各交流电动机拖动；有一张幻灯片，安装了由另一台

5、交流马达拖动的工件。加工技术是，开始工作时，滑步先快速移动到加工位置，然后自动进给速记，自动停止进给到指定位置，指示操作者快速返回幻灯片，回到原地后自动停车。电动机电动机正向启动后，电动机电动机正向停车时也要求停车。主电路，主电路设计：动力头拖曳马达仅需要单方向旋转，可以使用接触器KM3控制两个马达同时启动。滑动牵引电动机需要两个接触器KM1，KM2接触器正向，反转。幻灯片的快速移动是由电磁铁雅(电磁铁雅)改变机械传动链实现的，由接触器KM4控制。控制电路设计滑动电动机正向，反转分别由两按钮SBl和SB2控制，停车分别由SB3和SB4控制。滑动电动机旋转时，动力头电动机启动，停车时也停止，因此

6、，接触器KM1的常开触点辅助触点可以控制KM3的线圈，如图a所示。幻灯片的快速移动可以通过在电磁铁ya通电时更改凸轮的传动比来实现。滑块的快速进展和返回分别通过KM1和KM2的辅助触点控制KM4，然后在KM4触点上通过断电磁铁YA。滑块快速移动到加工位置需要慢慢进给，因此在控制KM1触点上KM4的分支中，限位开关SQ3的常闭触点串联起来。本节的辅助电路如图b所示。控制回路草图，联锁和保护链接设计：使用限位开关SQ1的常闭触点控制幻灯片缓慢进入原位时的停车。使用限位开关SQ2的常闭触点控制滑块快速返回原位时的自动停车。接触器KMl和KM2必须互相配合，所有三个电动机均使用热继电器来保护过载。控制

7、电路，电路改进：最初设计电路后，可能还有不妥当的地方，需要仔细检查。共使用3个KMl常开辅助触点，而普通接触器仅使用2个常开辅助触点。因此，必须修改。从电路的工作状况来看，KM3的常开辅助接点可以代替KM1的常开辅助接点控制电磁铁野，修改后的辅助电路如图所示。修改后的控制回路，设计控制回路时需要注意的问题：最小化接线。设计控制电路时，考虑到电气元件的实际位置，在布线时尽量减少连接的导线是不合理的，如图a所示。按钮通常安装在工作台上，接触器安装在电气机柜中，因此配线在电气机柜中第二次连接到工作台上，通常可以直接连接开始按钮和停止按钮以减少一次簧片，如图b所示。电气连接图，电气线圈的正确连接。a)

8、电压线圈通常不能排成行，如图a所示。阻抗不同，因此两个线圈可能有不同的电压分布。即使套用的电压是相同类型线圈电压的额定电压总和，也不允许。因为电气动作总是先行的，如果一个接触器先动，该线圈的阻抗将增加，该线圈的电压降将增加，其他接触器无法一起吸，严重的情况下电路将燃烧。b)不要并行连接电感差异大的两个电气线圈。图b中的直流电磁铁和继电器卡(a)在打开电源的情况下正常工作，但在断开电源的情况下，电磁铁线圈的电感比继电器线圈的电感大得多，因此如果断电，继电器将快速发射，但由于电磁铁线圈产生的自电感电动势，继电器将进一步拉起，可能导致继电器误操作。解决方案可以通过替换接触器的触点来控制。如图c所示。

9、电磁线圈的串行和并行、控制电路的寄生电路：寄生电路是在电路操作过程中意外连接的电路。如图所示，具有led HL和热保护功能的正向和反向电路可以在正常运行时完成正向启动、停止和信号显示。如果发生热继电器FR动作，则电路中出现寄生电路(如图中虚线所示)，因此正向接触器KM1不能有效地解除，并且没有保护效果。使用寄生电路、家用电器及相同型号：将家用电器的数量降至最低。使用中间继电器，可以在控制的分支数较多、触点数不足的情况下增加控制分支数。简化电路、消除不必要的KM1、简化电路、提高电路可靠性、多个电气装置的顺序运行问题为了连接其他电气控制电路，应尽量避免电气装置的顺序运行。在可逆电路的联锁经常工作

10、的可逆电路中，正向接触器之间不仅要有电气传动，还要有机械传动。为了完善的保护措施，常用的保护措施包括泄漏电流、短路、过载、过电压、电压损失等，有时还需要关闭、分离、事故、安全等所需的标记信号。电气控制电路设计的组件选择1。选择电动机：选择电动机时，选择电动机的功率、速度、结构类型、额定电压等a)电动机功率：基于负荷功率。选择电机功率的实用方法是调查统计推断法。目前使用的牵引电动机功率的统计分析公式如下：(1)水平车床主电动机的功率表达式中的p主拖动电动机功率(kw)；d是工件的最大直径(m)。(2)立式车床主电动机的功率表达式中的p主拖动电动机功率(kw)；d是工件的最大直径(m)。(3)摇臂

11、钻床主电机功率表达式中p主拖动电机功率(kw)；d是最大钻孔直径(mm)。(4)水平镗床主电机功率中p主拖动电机功率(kw)；d是镗杆直径(mm)。(5)龙门铣床主电机功率表达式中p主拖动电机功率(kw)；b是工作台宽度(mm)。如果在主拖动和进给拖动中使用一个电动机，则根据主拖动电动机的功率进行计算。对于单个进给拖动电动机，除了进给运动外，工作台的快速移动也必须按照所需的功率快速移动。选择类似经验数据的选项，以便快速移动所需电源并查看相关数据。机床进给拖动的功率通常很小。经验表明，车床、钻头的进给拖动功率为主拖动功率的0.03-0.05，而铣床的进给拖动功率为主拖动功率的0.2-0.25。b

12、)电动机额定电压的选择交流电动机额定电压必须与供电栅格电压匹配。中小型异步电动机的额定电压可以从Y/三角形开始(三角形/Y连接)和6380V/660V(三角形/Y连接)。电动机功率大时，可以选择该电压的高压电动机。直流电动机的额定电压也必须与电源电压匹配。c)选择电动机额定速度对于具有相同额定功率的电动机，额定速度越高，电动机大小、质量越小、成本越低，选择高速电动机就越经济。随着生产机器所需的速度恒定，电机速度越高，传动机构的速度就越大，传动机构就越复杂。因此，必须通过综合分析确定电动机的额定速度。d)电动机结构类型选择电动机的结构样式可根据安装位置分为水平(轴水平)和垂直(轴垂直)，应根据电

13、动机与工作机构的连接方便、紧凑的原则进行选择。马达有不同的保护样式，例如保护、封闭、防爆等，具体取决于马达的运行条件。感应电动机启动，制动电阻计算1，3相绕组转子感应电动机启动电阻计算绕组感应电动机启动电流，为了降低绕组感应电动机启动电流，经常采用转子串联电阻降压启动方法，确定外部电阻的系列和电阻的大小。电阻系列越多，转矩波动越小，控制电路越复杂。通常可以根据表4-2选择电阻系列。以下是平衡短连接电阻电阻抗计算的说明。确定了启动电阻系列后，可以按以下顺序计算转子绕组各阶段的电阻值：表示式中，n是在每个层级开始阻力的序号，n=1表示第一层级，即最短阻力。m是启动电阻系列。k是常数。r是最后一个短

14、阻力值。在样式中，s是电动机额定值偏差系数。E2是正常运行期间的电动机转子电压(v)。I2是正常运行时的电动机转子电流(a)。每个相位启动电阻的功率是，I2s是转子启动电流(a)，I 2s 1.5 I 2，R是每个相位的串行电阻()。笼型异步电动机反向制动电阻计算反向连接制动，三相定子回路的各相串联限流电阻r估计：u表示电动机定子绕组相电压(v)；全压力启动电流(a)；k为系数，最大反冲制动电流ImIs肘，k 0.13在Im0.5Is中，选择k1.5。k，r计算：如果反向制动时仅在二相定子绕组上螺纹限流电阻，则选择电阻值为上述计算值的1.5倍。制动电阻的功率为：类型，IN是电动机额定电流。r是

15、每个相螺纹的电流限制电阻值。根据制动频率相应地选择正向系数。第二，笼式异步电动机能耗制动参数，第一，针对能耗制动直流电流和电压计算的直流电流越大，制动效果越好，但由于过度电流引起绕组发热，能量消耗增加，磁饱和后制动转矩的增加也不明确，制动直流电流Id一般为下降，I0为电动机空载电流；IN是马达额定电流。制动时直流电压Ud为：r是两相串联定子绕组的冷却电阻，2、整流变压器参数计算(1)变压器二次交流电压(2)变压器容量变压器仅在能耗制动时工作，因此容量允许比长期运行时小。根据制动频率，取计算容量的0.250.5倍。第三，控制变压器的选择性控制变压器通常用于降低控制电路或辅助电路电压，以确保控制电

16、路的安全性和可靠性。控制变压器的选择原则如下：(l)控制变压器的主要电压和次要电压必须符合交流电源电压、控制电路电压和次要电路电压要求。(2)启动时，要保证变压器二侧交流电磁装置的稳定吸收。(3)电路正常工作时，变压器温升不应超过允许的温升。(4)控制变压器容量的近似表达式：在表达式中，s是控制变压器容量(va)。S1是电磁装置的吸入功率(va)。S2是接触器，继电器启动电源(va)。S3电磁铁启动功率(va)；k是电磁铁工作行程l和额定行程LN的比率的修正系数。L/LN0.5-0.8时k 0.7-0.8；如果L/LN=0.85-0.9，则k 0.85-0.95；如果L/LN0.9或更高，则K

17、=1。如果符合常识，就可以保证电气零部件的正常运行。中心系数0.25和0.125是经验数据，如果电磁铁额定行程小于15mm，额定吸力小于15 son，则系数0.125修正为0.25。系数0.6表示电压下降到60%，但已经吸入的电可以稳定地保持吸入状态。控制变压器还可以考虑长期工作温度上升，该值大于或等于最大工作负载的功率。也就是说，在表达式中，S1是电磁装置吸入功率(va)。K1是变压器容量的备用系数，通常K1为1.l-1.25。此外，控制变压器容量可以采用与s，S1，S2相同的计算方式。第四，接触器的用途和控制对象不同，接触器的工作条件取决于工作过重的程度。为了尽可能经济地正确地使用接触器，

18、必须对控制对象的操作和接触器的性能有更全面的了解，不能只查看产品的铭牌数据。接触器铭牌上校准的电压、电流、控制功率等参数是基于特定使用条件的额定值，选择时必须根据特定使用条件进行相应的选择。(1)根据接触器控制的负载的工作作业，选取要使用的接触器品类。接触器的接触次数、种类等必须满足控制线的要求。(2)根据接触器控制对象的操作参数(例如，操作电压、操作电流、控制功率、操作频率、操作系统等)确定接触器的容量等级。(3)接触器线圈电压由控制电路电压确定。(4)对于在特定环境条件下工作的接触器，必须选择特定的产品。()由交流接触器的可选交流接触器控制的负荷可以分为电动机负荷和非电动机负荷，例如电气设备、照明设备、电容器、焊机等。1、电动机负荷时可选，