电气原理图设计的一般原则

1、3.2电气原理图设计的一般原则。电气驱动方案和控制方案确定后，即可设计电气控制原理图。电气控制原理图的设计是电气驱动方案和控制方案的体现。电气控制原理图的设计没有固定的方法和模式。作为设计人员，应该拓宽思路，不断总结经验，丰富自己的知识，设计出合理、经济的电气控制原理图。设计时一般应遵循以下原则：3.2.1最大限度地实现生产机械和工艺对控制电路的要求。生产机械和工艺对电气控制系统的要求是电气原理图设计的主要依据。这些要求通常以工作循环图、执行元件的动作节拍表、检测元件的状态表等形式提供。对于有调速要求的场合，还应给出调速技术指标。其他要求，如启动、转向、制动、照明、保护等。应根据生产需要充分考

2、虑。发生事故时，需要进行必要的保护和信号预测，各部分的动作需要一定的协调和联锁关系。生产过程要求通常由机械设计人员提供，但有时仅提供一般原则和意见。此时，电气设计人员需要调查、分析和综合相似或相近的产品，然后提出具体和详细的要求，作为咨询机械设计人员后设计电气控制原理图的依据。此外，随着科学技术的飞速发展，对电气控制系统的要求越来越高，新的电气元件和装置以及新的控制方法层出不穷，如智能断路器、软启动器、变频器等。电气控制系统的进步总是与电气元件的不断发展和更新紧密相连。电气设计人员应密切关注电机、电气技术和电子技术的新发展，收集新产品数据并更新自己的知识，以便及时将其应用到控制系统设计中，进一

3、步提高控制系统的技术指标、稳定性和可靠性。3.2.2在满足控制要求的前提下，控制方案应尽可能简单、经济。(1)尽量选择标准、常用或实际测试的电路和链路。(2)尽量减少连接线的数量和长度。在设计电气控制原理图时，要考虑各部件之间的实际接线，特别要注意电气柜、控制台和限位开关之间的接线，如图3-1所示。图3-1(a)所示的接线不合理。因为按钮在操作台上，而接触器在电气柜中，所以接线需要从电气柜中引出两次并连接到操作台上的按钮上。一般情况下，启动按钮和停止按钮是直接相连的，这样可以减少一条引出线，如图3-1(b)所示。(3)尽可能减少电气元件的品种、规格和数量，尽可能采用性能优良、价格低廉的新器件和

4、标准件，尽可能为同一目的选择同一型号。(4)应减少不必要的接触，以简化电路。在复杂的继电器触点控制电路中，有许多接触器和继电器，并且使用了许多触点。电路设计应注意：主、辅触点的使用不应超过有限对数，因为各种接触器和继电器的主、辅触点数量是一定的。应注意尽量减少设计中使用的触点数量。当触点数量不足以控制时，可通过简化逻辑设计、改变触点组合以减少触点数量或增加中间继电器来解决。与图3-2(a)相比，图3-2(b)省去了一对触点，检查了触点容量是否满足控制要求，避免了因使用不当而导致的触点烧损、粘连和脱扣不到位的故障，合理安排了接触器主、辅触点的位置，避免了使用小容量继电器触点切断大容量负载。总之，

5、有必要计算一下控制电路图设计完成后，建议将电路转换成逻辑代数进行检查，以获得最简化的电路。(5)控制电路工作时，除必要的电器必须通电外，其余应尽量断电，使这些电器处于短时工作制，延长电器的使用寿命，减少故障。以异步电动机降压起动控制电路为例(见图1-60)。如图3-4(a)所示，时间继电器KT在电机启动后失去其功能，当连接图3-4(b)所示的电路时，KT的电源在启动后可被切断。3.2.3为了保证控制电路的可靠性和安全性，为了保证控制电路的可靠性，最重要的是选择可靠的元器件，如机电寿命长、结构牢固、动作可靠、抗干扰性能好的电器。同时，在具体电路设计中应注意以下几点。(1)电气元件的正确连接和接触

6、位置对于串联电路来说，电气元件或接触位置的互换，并不影响其工作原理，但实际上影响了安全性、导线节约等问题。如图3-5所示两个连接。他们有相同的工作原理。在图3-5(a)所示的连接中，同一平方的常开触点和常闭触点非常接近。如果它们连接到电源的不同相，当触点断开时，很可能在两个触点之间形成电弧，导致电源短路。此外，绝缘不良也会导致电源短路。此外，将电气箱连接到现场时，引出四根导线是不合理的，图3-5(b)所示的连接是合理的。(2)如图3-6所示，正确连接电气线圈。如果先拉交流接触器KMl，由于KMl的磁路闭合，线圈的电感显著增加，线圈上的压降也相应增加，使得另一个接触器KM2的线圈电压不能达到工作

7、电压。因此，当多个电器需要同时工作时，它们的线圈应该并联。在交流控制电路中，电压线圈通常不串联使用。即使是两个相同类型的电压线圈也不能串联施加额定电压之和，并且分布在每个线圈上的电压与线圈阻抗成比例。两个电器的动作总是第一位的，不可能同时拉进来，导致工作不可靠。对于大电感的电气线圈，如电磁阀、电磁铁或DC电机励磁线圈，不宜直接与相同电压等级的接触器或中间继电器并联工作，否则后者会在电源接通或断开时造成误操作。(3)控制电路中应避免寄生电路。在控制电路工作期间，意外连接的电路称为寄生电路(或假电路)。图3-7显示了带有指示灯和热保护的正向和反向电路。正常运行时，可完成正反转启动、停止和信号指示。

8、然而，当热继电器FR工作时，电路中出现寄生电路，这使得正向接触器KMl不能释放并起到保护作用。(4)在电路中，有必要避免许多电器依次动作来连接另一个电器的控制电路，如图3-8(a)所示，并正确接线，如图3-8(b)所示。(5)为防止电路中的接触竞争，电气动作过程与时间的关系称为时间图，如图3-9所示。继电器或接触器的线圈在点1接通，但其触点在点2: t1=12吸引时间之前不会闭合(或断开)，而线圈在点3断电，触点在点4: t2=34释放时间之前不会断开(或闭合)。考虑到电气部件的动作时间，同一信号控制几个电器，对于顺序电路，将获得几个不同的输出状态。这种现象被称为电路的“竞争”。对于开关电路，由于电气元件的释放延迟效应，开关元件可能不按照所需的逻辑功能输出，这称为“冒险”。“竞争”和“风险”现象都会出现(7)设计的电路应能适应电网的情况。根据电网容量的大小、电压和频率的波动范围以及允许的冲击电流值，决定电机是直接启动还是间接启动。(8)考虑到故障状态，设备的自动保护功能应根据设备的特点和用途提供必要的电气保护。一般来说，有过载、短路、过流、过压、失压等保护环节。3.2.4操作和维护应尽可能方便，电路设计应考虑操作、使用、调试和维护的方便