1、 電氣控制電路設(shè)計 電氣設(shè)計的主要內(nèi)容電氣控制設(shè)計的一般原則1. 從工程實踐出發(fā)，廣泛收集相關(guān)技術(shù)資料。2. 應(yīng)盡可能最大限度地滿足生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)工藝對電氣控制的要求。3. 在滿足生產(chǎn)機(jī)械控制要求的前提下，設(shè)計方案應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟(jì)，便于操作，維修方便。4. 應(yīng)始終把電氣控制系統(tǒng)的安全性和可靠性放在首位，確保使用過程中人員和設(shè)備的安全。5. 妥善處理機(jī)械與電氣的關(guān)系，要從工藝要求、制造成本、機(jī)械電氣結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和使用維護(hù)等方面綜合考慮。上一頁下一頁返回電氣設(shè)計的主要內(nèi)容電氣控制設(shè)計主要內(nèi)容包括原理設(shè)計和工藝設(shè)計兩部分 1. 原理設(shè)計1）擬定電氣控制設(shè)計任務(wù)書。2）選擇電力拖動方案、控制方式和電動

2、機(jī)。3）設(shè)計電氣控制原理圖。4）計算主要技術(shù)參數(shù)，選擇電器元件，編制電機(jī)和電器元件明細(xì)表。2 .工藝設(shè)計1）根據(jù)電氣原理圖以及選定的電器元件，進(jìn)行電氣設(shè)備總體配置設(shè)計。2）電氣元件布置圖的設(shè)計與繪制。3）電氣接線圖的繪制。4）設(shè)計電氣箱。5）各類電器元件及材料清單的匯總。6）編寫設(shè)計說明書和使用維護(hù)說明書。上一頁下一頁返回電力拖動方案的確定拖動方式的選擇電力拖動方式有單獨拖動與集中拖動兩種。電力拖動發(fā)展趨向是電動機(jī)逐步接近工作機(jī)構(gòu)，形成多電動機(jī)的拖動方式。如有些機(jī)床，除必需的內(nèi)在聯(lián)系外，主軸、刀架、工作臺及其他輔助用運動機(jī)構(gòu)，都分別有單獨電動機(jī)拖動。在具體選擇時，應(yīng)根據(jù)工藝結(jié)構(gòu)具體情況決定電動

3、機(jī)的數(shù)量。其他方式:液壓/氣壓傳動；電磁驅(qū)動等上一頁下一頁返回電力拖動方案的確定調(diào)速方式的選擇1. 對于一般無特殊調(diào)速指標(biāo)要求的生產(chǎn)機(jī)械，不要求電氣調(diào)速時應(yīng)首先考慮用籠型電動機(jī)；在需要重載起動時，可用高起動轉(zhuǎn)矩的籠型電動機(jī)或繞線式電動機(jī)；在負(fù)載平衡且需要恒定轉(zhuǎn)速時宜用同步電動機(jī)；2. 要求電氣調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械要求的調(diào)速范圍不大（D3），且無平滑性要求時，可用雙速或多速籠型電動機(jī)；D=310,且要求平滑時,容量不大時可選用帶電磁滑差離合器的籠型電機(jī);重型或大型設(shè)備的主運動及進(jìn)給運動、精密機(jī)床、定位精度要求的機(jī)械手等， D10，應(yīng)采用交流或直流的電氣無級調(diào)速。 3. 電動機(jī)調(diào)速性質(zhì)應(yīng)與負(fù)載特性相適應(yīng)

4、，機(jī)床的主運動為恒功率負(fù)載，進(jìn)給運動為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。當(dāng)機(jī)床要求恒功率調(diào)速時應(yīng)-YY接法的雙速電機(jī)；而要求恒轉(zhuǎn)矩時，應(yīng)用Y-YY接法；如是短時或斷續(xù)工作時可考慮用繞線式電動機(jī)； 直流電動機(jī)的調(diào)壓調(diào)速是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速、弱磁調(diào)速是恒功率調(diào)速。上一頁下一頁返回2. 根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械調(diào)速要求選擇電動機(jī)類型感在感應(yīng)電動機(jī)能滿足生產(chǎn)需要的場合都采用感應(yīng)電動機(jī)，僅在起制動和調(diào)速等方面不能滿足要求時才考慮選用直流電動機(jī)。近年來，隨著電力電子以及控制技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速裝置的性能與成本已能與直流調(diào)速裝置相比美，越來越多的直流調(diào)速應(yīng)用領(lǐng)域被交流調(diào)速取代。3 . 根據(jù)工作環(huán)境選擇電動機(jī)結(jié)構(gòu)型式1）在正常環(huán)境條件下，一般采用防護(hù)

5、式電動機(jī)；在人員及設(shè)備安全有保證的前提下，也可采用開啟式電動機(jī)。2）在空氣中存在較多粉塵的場所，應(yīng)盡量選用濕熱帶型電動機(jī)；若用普通型電動機(jī)，應(yīng)采取相應(yīng)的防潮措施。3）在露天場所，宜選用戶外型電動機(jī)，若有防護(hù)措施也可采用封閉型或防護(hù)型電動機(jī)。4）在高溫車間，應(yīng)根據(jù)周圍環(huán)境溫度，選用相應(yīng)絕緣等級的電動機(jī)，并加強(qiáng)通風(fēng)，改善電動機(jī)的工作條件，提高電動機(jī)的工作容量。5）在有爆炸危險及有腐蝕性氣體的場所，應(yīng)相應(yīng)地選用隔爆型及防腐型電動機(jī)。上一頁下一頁返回電動機(jī)的選擇電動機(jī)的選擇4. 電動機(jī)容量的選擇：分析計算法和經(jīng)驗公式法 分析計算法-以溫升為依據(jù)，兼顧最大轉(zhuǎn)矩和起動轉(zhuǎn)矩。實際溫升由發(fā)熱條件和散熱條件共同

6、決定，即由負(fù)載的大小和工作方式?jīng)Q定。工作制：根據(jù)工作時間（tw）、停歇時間（tt）與電機(jī)固有發(fā)熱時間常數(shù)（TQ）的關(guān)系進(jìn)行分類： 連續(xù)工作制：tw （34）TQ，即一次連續(xù)的工作時間內(nèi)，溫升即可達(dá)到穩(wěn)定值，又稱長期工作制；一般的電動機(jī)都是按此方式設(shè)計的。 短時工作制：tw （34）TQ，即電機(jī)的工作時間較短工作時間內(nèi)達(dá)不到穩(wěn)定溫升，要停歇時間內(nèi)溫升下降到接近零； 斷續(xù)周期工作制：tw （34）TQ，而tt （34）TQ，在每次工作和停歇的時間內(nèi)溫升都達(dá)不到穩(wěn)定值，而多次交替后，溫升能穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)。又稱重復(fù)短時工作制。斷續(xù)周期工作制：起重、冶金行業(yè)多用負(fù)載持續(xù)率：每個周期內(nèi)工作時間與周期時

7、間的比值，即：ZC=tw/tT 選用時應(yīng)實際負(fù)載負(fù)載折算到標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載持續(xù)率時的等效負(fù)載：Y系列電動機(jī)的為25%或40%，再選用該標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)率下，功率等于或略大于P的電動機(jī)。 電動機(jī)的選擇容量的選擇主拖動電動機(jī)容量的選擇經(jīng)驗公式法：查相關(guān)設(shè)計手冊 提供的經(jīng)驗公式普通車床： D-能加工工件的最大外徑（：米）搖臂鉆床： D-能鉆的最大孔徑（：毫米）外圓磨床： B-砂輪寬度，軸承系數(shù)Kz=0.81.1(滾動軸承) ，Kz=1.01.3(滑動軸承) 電氣控制電路的設(shè)計電氣控制電路有兩種設(shè)計方法，一種是分析設(shè)計法，另一種是邏輯設(shè)計法。分析設(shè)計法也稱經(jīng)驗設(shè)計法，這是一種根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求，適當(dāng)選用典型的基本

8、控制電路，并加以自行設(shè)計使其有機(jī)地組合起來，以滿足工藝要求的一種設(shè)計方法。邏輯設(shè)計法是一種利用邏輯代數(shù)進(jìn)行設(shè)計的方法，其設(shè)計過程比較復(fù)雜，設(shè)計出的電路合理、精煉、可靠，但主要在設(shè)計較復(fù)雜的控制電路中采用。上一頁下一頁返回原理設(shè)計中應(yīng)注意以下幾個問題：1控制電壓按控制要求選擇，符合標(biāo)準(zhǔn)等 級。 2盡可能減少電氣元件品種、規(guī)格與數(shù)量。 3正常情況下，盡可能減少通電電氣數(shù)量 。4合理使用電器觸點。 5合理安排電器觸點。 6設(shè)置必要的短路、過載保護(hù)，防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大 。 7設(shè)置必須的急停或總停按鈕，以防萬一出現(xiàn)故障時，切斷整個控制回路，進(jìn)而切斷主電源。8設(shè)置必要的手動控制線路，方便設(shè)備調(diào)試和維修。9

9、設(shè)置必要的指示燈、電壓表、電流表，隨時反映系統(tǒng)運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障。3主電路的設(shè)計根據(jù)橫梁能上下移動和能夾緊放松的工藝要求，需要用兩臺電動機(jī)M1、M2來拖動，其中M1為橫梁升降電動機(jī)，M2為橫梁夾緊放松電動機(jī)，兩臺電動機(jī)都需正反向運轉(zhuǎn)。因此采用四個接觸器KM1、KM2和KM3、KM4，分別控制M1和M2兩臺電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)，電路如圖1示。圖1 橫梁升降電氣控制基本電路 a）主電路 b）控制電路上一頁下一頁返回 4控制電路的初步設(shè)計1）基本電路的設(shè)計 橫梁升降為調(diào)整運動，故對升降電動機(jī)M1采用點動控制，由于M1正反轉(zhuǎn)工作，所以采用兩個點動按鈕SB1與SB2分別控制M1的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，實現(xiàn)橫梁的上升

10、與下降。但在移動前要求先松開橫梁，移動到位后，松開點動按鈕時又要求橫梁夾緊，這意味著點動按鈕要控制KM1KM4四個接觸器，由于按鈕觸頭數(shù)的限制，所以引入上升中間繼電器KA1與下降中間繼電器KA2，再由中間繼電器的觸頭去控制四個接觸器。于是設(shè)計出橫梁升降基本控制電路，如圖1-b示。 2）橫梁放松控制電路設(shè)計（見圖2） 上一頁下一頁返回3）橫梁夾緊電路設(shè)計 圖8-6具有橫梁放松的控制電路 上一頁下一頁返回圖2 放松功能的實現(xiàn)圖3 具有橫梁夾緊的電氣控制電路 a)主電路 b)控制電路上一頁下一頁返回5設(shè)計聯(lián)鎖保護(hù)環(huán)節(jié)1）采用行程開關(guān)SQ2和SQ3分別實現(xiàn)在橫梁上升和下降的限位保護(hù)。2）行程開關(guān)SQ1不僅反映了放松信號，而且還起到了橫梁移動和橫梁夾緊之間的聯(lián)鎖作用。3）中間繼電器KA1、KA2的互鎖常閉觸頭，