第7～8课 机械设备电气控制.ppt

1、机械设备电气控制,3 继电接触器控制系统设计,3.1 电气设计的主要内容 确定电气设计的技术条件和任务书； 选择电力拖动与控制方案； 选择电动机及其它电器元件，制定电器元件明细表； 设计电气控制原理图； 绘制机电设备的电气装配图和接线图； 设计电气柜、操作台、电气安装板以及非标准电器和专用安装零件； 编写设计计算说明书和使用说明书。,一、电气设计的技术条件,任务书中，除简要说明所设计的机电设备名称、型号、用途、工艺过程、技术性能、传动参数以及现场工作条件外，还须说明： 用户供电电网的种类、电压、频率及容量； 有关电力拖动的基本特性； 有关电气控制的特性； 有关操作方面的要求； 机电设备主要电器

2、元件的布置草图。,二、电力拖动形式的选择,1、传动方式 单电机拖动（单独拖动） 多电机拖动（分立拖动） 2、调速性能(齿轮变速箱、液压调速（进给）、多速电机、无极调速) 重型或大型设备：电气无级调速 精密机械设备：电气无级调速 一般中小型设备：三相笼型异步电动机+齿轮变速箱；双速或多速笼型异步电动机,无极调速适用于重型或大型设备、精密机械设备、自动化程度比较高的设备、可选用可控硅直流调速系统或者交流变频调速 一般中小型设备选用液压调速和齿轮箱调速,二、电力拖动形式的选择,3、负载特性 机床主运动为恒功率负载，进给运动为恒转矩负载； 电动机的调速特性应与负载特性相适应。 双速异步电动机：YY为恒

3、功率调速 YYY为恒转矩调速 他励直流电动机：改变励磁为恒功率调速 改变电压为恒转矩调速 4、起动、制动和反向要求,三、电气控制方式的选择,1、可靠性 系统应尽可能简化 2、方案 继电接触器 可编程控制器（PLC） 数控 微机控制 3、方式 时间控制 速度控制 行程控制 电流控制,3.2 电动机的选择,一、电动机容量的选择 电动机的额定容量由允许温升决定，选择电动机功率的依据是负载功率 1、主拖动电动机容量的选择 统计类比法 分析计算法 2、进给拖动电动机容量的选择 进给拖动与主拖动共用一台电动机时，计算主拖动电动机功率即可； 进给拖动采用单独电动机时，按快速移动所须功率选择。,二、电动机额定

4、电压的选择,1、直流电动机（与电源电压相一致） 直流发电机供电：常用220V或110V，大功率电动机可提高到600800V，甚至1000V 晶闸管整流装置供电：Z3型电动机增加160V、440V电压等级， Z2型电动机增加180V、340V、440V电压等级 2、交流电动机（与供电电网电压相一致） 一般车间电网电压为380V，因此，中小型异步电动机额定电压为220/380（/Y联结）及380/600（/Y联结）两种,三、电动机额定转速的选择,额定功率相同的电动机，额定转速愈高，其体积愈小，重量愈轻，价格愈低。因此，选用高速电动机较为经济。但机械传动机构复杂。 对于工作于长期工作制（即连续工作时

5、很少起、制动）的工作机械：原则上应选用额定转速较高的电动机，但应考虑初始投资、占地面积和维护费用。 对于工作于短时工作制（即经常起、制动及反转）的工作机械：应考虑额定转速对起、制动时间和起、制动过程中能量损耗的影响，以过渡过程能量损耗最小为选择依据。 异步电动机常用额定转速：3000，1500，1000，750，600 r/min 同步电动机常用额定转速：1500 r/min,四、电动机结构型式的选择,按安装位置分：卧式、立式 按工作环境分：开启式、防护式、封闭式、防爆式 机床电气设备通用技术条件中规定：机床应采用全封闭扇冷式电动机。机床上推荐使用防护等级最低为IP44的交流电动机。某些场合必

6、须采用强迫通风。 常用Y系列三相异步电动机为封闭自扇冷式笼型异步电动机，安装尺寸和功率等级完全符合IEC标准和DIN42673标准。 YD系列三相异步电动机的功率等级和安装尺寸与国外同类先进产品相当，供配套出口及引进设备替换。,3.3 电气控制线路的设计,一、电气控制线路设计的一般要求 1）满足生产机械的工艺要求，能按照工艺要求准确、可靠地工作； 2）线路结构力求简单、经济； 3）安全、可靠，具有必要的保护装置和联锁环节，误操作时不致于发生重大事故； 4）操作、维修方便。,二、电气控制线路电源的选择,三、电气控制线路的设计方法,经验设计法：从满足生产工艺要求出发，按照电动机的控制方法，利用各种

7、基本控制环节和基本控制原则，借鉴典型的控制线路，把它们综合地组合成一个整体来满足生产工艺要求。 最大限度地满足机械设备对电器控制线路地要求。在满足上述要求地前提下，应力求控制线路简单、经济、安全、可靠，便于操作和维修。,逻辑设计法：根据生产工艺的要求，利用逻辑代数方法这一数学工具来分析、化简、设计控制线路。 逻辑表示方法： 继电器等元件线圈 通电为“1”，失电为“0” 继电器等元件触点 闭合为“1”，断开为“0” 按钮、行程开关 压下为“1”，复位为“0” 常用K、KM、ST表示继电器、接触器、行程开关的常开触点，用 K 、KM 、ST 表示继电器、接触器、行程开关的常闭触点,逻辑代数运算法则

8、：,四、电气控制线路的经验设计法,（一）经验设计法原则 最大限度地满足机械设备对电气控制线路地要求。在满足上述要求的前提下，应力求使得控制线路简单，经济、安全、可靠，便于操作和维修。 经验设计法就是电气控制方案确定后，根据各电机的控制任务不同，参照典型线路逐一分别设计局部线路，然后根据各部分的相互关系综合而成完整的控制线路,（二）控制线路设计规律,（三）电气控制线路设计中应注意的问题,3.4 电气控制线路设计举例,一、电气控制要求 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，另外有一滑台，可以安装被加工的工件，它由另一交流电动机拖动。加工工艺要求：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，当回到原位时自动停车