第五章機床電氣控制電路設計機床電氣設計的基本原則機床電氣控制電路的設計內容機床電氣控制電路的經驗設計法常用電器元件選擇機床電氣設計的基本原則機床電氣設計的基本要求機床電氣設計的內容及設計步驟電氣設計的技術條件機床電力傳動方案的確定機床電氣控制方案的確定控制方式的選擇確定電動機容量機床電氣電路的原理圖設計原則機床電氣設計的基本要求熟悉所設計機床（設備）的總體技術要求及工作過程，弄清其它系統對電氣控制系統的技術要求。了解機床的現場工作條件，供電情況及測量儀表的種類。通過技術經濟分析，選擇性能價格比最佳的傳動方案和控制方案。設計簡單合理、技術先進、工作可靠。維修方便的電氣控制電路。進行模擬試驗，驗證控制電路能否滿足機床的工藝要求。保證使用安全性，貫徹最新國家標準。機床電氣設計的內容及設計步驟擬定電氣設計的技術條件確定電力傳動方案和控制方案確定電動機容量設計電氣控制原理圖選擇電氣元器件及裝置；制定電氣設備裝置、元件、器件的清單及備件，易損件的清單繪制電氣安裝圖、位置圖、互連圖設計電氣柜、操作臺、配電板及非標準器件編寫設計計算說明書及使用說明書電氣設計的技術條件用戶供電電網的種類、電壓、頻率及容量。有關電氣傳動的基本特性有關電氣控制的特性有關操作方面的要求機床主要電氣設備的參數及布置框圖機床電力傳動方案的確定確定機床傳動的調速方式傳動方式與其負載特性相適應電動機的起制動和正反轉的要求機床電氣控制方案的確定機床電氣控制方案的可靠性電氣控制方案的確定控制方式的選擇控制方式主要有時間控制、速度控制、電流控制及行程控制。應根據實際工作情況決定還必須注意因負載變化而出現的問題。確定電動機容量節能查表法當電動機的機械特性硬，電動機的轉速在整個工作過程中可以近似不變時，電動機的功率近似與轉矩成正比，此時，等效負載P為：原理圖設計的一般原則

控制系統應滿足生產機械的工藝要求力求控制電路安全可靠，簡單經濟合理選擇各種電器元件符合人機關系，便于維修其設計包括主電路、控制電路和輔助電路。主電路路設計計對于異異步電電動機機：選選擇電電路電電動機機的起起動方方式，，正反反轉控控制制及主主電路路的保保護環環節。。確定電電動機機是全壓起起動還還是降降壓起起動。對于正正反轉轉控制制方式式，應應防止止誤操操作而而引起起的電電源相相間短短路，，在控控制電電路中中有互互鎖保保護。。注意主主電路路的熔熔斷保保護、、過載載保護護及其其它安安全保保護元元件的的選擇擇與設設置。。主電路路與控控制電電路應應保持持嚴格格的對對應關關系。。全壓起起動的的條件件全壓起起動的的條件件為：：Seb----電電源變變壓器器額定定容量量（kvA）Ig----電電動機機全電電壓起起動電電流（（A））Ie----電電動機機額定定電流流（A）Pe----電電動機機額定定功率率（kW)控制電電路的的經驗驗設計計法設計過過程是是逐步步完善善，不不易得得到最最佳方方案需反復復修改改草圖圖，會會影響響設計計速度度需要一一定的的經驗驗才能能進行行設計計，可可能影影響到到系統統的可可靠性性。設計中中應注注意的的問題題設計舉舉例設計中中應注注意的的問題題控制電電路的的電源源選擇擇簡化電電路、、減少少觸頭頭，提提高可可靠性性正確聯聯接電電器的的線圈圈避免在在控制制電路路中出出現寄寄生回回路根據實實際情情況合合理安安排原原理圖圖中元元件位位置。。控制電電路電電源選選擇簡化電電路、、減少少觸頭頭的方方法其主要要方法法有：：合并同同類觸觸頭利用轉轉換觸觸頭在直流流電路路中利用半半導體體二極極管的單向向導電電性來來有效效減少少觸頭頭數和和利用用邏輯輯電數數進行行電路路化簡簡。合并同同類觸觸頭利用轉轉換觸觸頭利用二二極管管正確聯聯接電電器的的線圈圈避免在在控制制電路路中出出現寄寄生回回路合理安安排元元件位位置設計舉舉例（（M7120平平面磨磨床為為例））機床傳傳動的的總體體方案案確定電電動機機型號號及參參數主電路路的設設計控制電電路的的設計計電磁吸吸盤控控制電電路設設計輔助電電路設設計控制電電源的的確定定及總總體電電路的的完善善機床傳傳動的的總體體方案案工作臺臺的往往復運運動由由液壓壓泵電電動機機M1拖動動，M1電電機單單向運運轉，，往復復運動動由液液壓傳傳動裝裝置實實現。。砂輪的的旋轉轉磨削削工作作由電電動機機M2拖動動。冷卻泵泵電動動機M3提提供磨磨削時時你磨磨削液液砂輪架架升降降由電電動機機M4拖動動，M4雙雙向運運轉。。工作臺臺吸盤盤電路路中應應具有有欠電電壓保保護及及去磁磁控制制，以以確保保工件件吸牢牢及取取下方方便。。電動機機的確確定M1M2M3M4主電路路的設設計控制電電路的的設計計電磁吸吸盤控控制電電路設設計輔助電電路的的設計計控制電電源的的確定定及總總體電電路的的完善善選用380V作作為控控制電電路電電壓。。電磁吸吸盤采采用110V直直流供供電。。照明用用24V安安全電電壓，，信號號指示示為6.3V常用電電器元元件選選擇電器元元件的的可靠靠性電器元元件選選擇的的基本本原則則電器元元件的的選擇擇電器元元件選選擇的的基本本原則則根據對對控制制元件件功能能的要要求，，確定定電器器元件件類型型；確定元元器件件承載載能力力的臨臨界值值及使使用壽壽命。。確定元元器預預期的的工作作環境境及供供應情情況；；確定元元器件件在應應用時時所需需的可可靠性性等。。電器元元件選選擇按鈕、、開關關選擇擇接觸器器選用用中間繼繼電器器的選選用時間繼繼電器器的選選用熱繼電電器的的選用用熔斷器器選用用控制變變壓器器的選選用電磁鐵鐵的選選用控制電電路中中某些些電阻阻的計計算。。按鈕、、開關關選擇擇按鈕刀開關關組合開開關行程開開關自動開開關按鈕按鈕是是短時時切換換小電電流控控制電電路的的開關關，根根據控控制功功能選選擇按按鈕的的結構構型式式及顏顏色。。按鈕的的額定定電壓壓：交交流500V,直流流440V,額額定電電流5A.機床上上常選選用：：LA2、、LA10、LA18、、LA19、LA20等等。LA-???????L-主主令電電器,A-按鈕鈕,?-設計序序號,?-常開觸觸頭數數,?-常閉觸觸頭數數,?-結構型型式代代號(K、、S、、J、、X、、H、、F、、Y和和D)按鈕K-開開啟式式S-防防水式式J-緊緊急式式X-旋旋轉式式H-保保護式式F-防防腐式式Y-鑰鑰匙式式D-帶帶燈按按鈕刀開關關刀開關關主要要用于于接通通和切切斷長長期工工作設設備的的電源源。刀開關關的種種類很很多，，按級級數分分單級級、雙雙級、、和三三極；；按刀刀的轉轉換方方向可可分單單擲和和雙擲擲等。。常用用的刀刀開關關有開開啟式式負荷荷開關關和封封閉式式負荷荷開關關。根據電電源種種類、、電壓壓等級級、用用電設設備容容量、、所需需極數數及使使用場場合來來選用用。開啟式式，主主要控控制5.5kw以下下的電電機（（一般般）型型號HKI-?含義：：HK-開開啟式式負荷荷開關關，I-設設計序序號；；?-額定電電流。。封閉式式（鐵鐵殼開開關）），型型號HH4-?/?含義：：HH-封封閉式式負荷荷開關關，4-設設計序序號，，?-額定電電流，，?-極數數。組合開開關組合開開關主主要用用于電電源引引入與與隔離離，可根據據電源源種類類、電電壓等等級、、所需需極數數及電電氣設設備額額定容容量選選取。。額定電電壓500V的的開關關適用用于交交流380V，，額定定電壓壓250V的開開關適適用于于交流流220V控制制。開關的的額定定電流流一般般取設設備額額定電電流的的1.5倍倍~3倍。。常用的的型號號有HZ系系列：：HZ1、HZ2、……HZ10組合開開關技技術參參數行程開開關用于控控制運運動機機構的的行程程、訊訊號轉轉換、、聯鎖鎖等。。根據控控制功功能、、安裝裝位置置、電電壓電電流等等級、、觸頭頭種類類及數數量來來選擇擇結構構和型型號。。機床上上常用用的有有LX2、、LX19、JLXK1型行行程開開關及及JXW-11、JLXK1-11型型微動動開關關等。。（LXK3系列新新產品品，LXW5系系列微微動開開關））JLXK1-???的含義義：J-機機床電電器；；L-主令令電器器；X-行行程開開關；；K-快速速；1-設設計序序號；；?-滾輪數數目；；?-常開觸觸頭數數；?-常閉觸觸頭數數。對于要要求動動作快快、靈靈敏度度高的的行程程控制制，可可采用用無觸觸點接接近開開關。。LXK3系系列行程開開關主要技技術數據自動開關（（自動空氣氣開關）自動開關又又稱低壓斷斷路器。常常作為機床床電路的電電源引入開開關，并且且對電源設設備有過載載、短路、、欠壓保護護作用。選用時考慮慮額定電流流和額定電電壓以及短短路保護的的電磁瞬時時脫扣器電電流整定值值應略大于于電路最大大短路電流流。常用的有DZ10系系列(額定定電流分10、100、200、600A)。。小容量的的有DZ4、DZ5（額定電電流25A、50A兩級）引進西門子子公司的新新產品3VE1、3VE3系系列。（0.1~63A)接觸器選用用主要考慮主主觸頭的額額定電流、、額定電壓壓、吸引線線圈的電壓壓等級，其其次考慮輔輔助觸頭的的數量和種種類、操作作頻率等。。吸引線圈的的電壓等級級應等于控控制電路的的電壓。交流接觸器器多用CJ10系系列，直流接觸觸器多用CZD系列。CJ?-?型號的含義義：C-接接觸器；J-交流；；?-設計序號；；?-主觸頭額定定電流。還有LC1-D,可可與西門子子公司3TB系列互互換使用的的CJX1、CJX2系列。。CJ10系系列交流接接觸器技術術數據CZD系列列直流接觸觸器基本技技術數據接觸器的選選擇選擇類型選擇觸頭的的額定電壓壓選擇主觸頭頭的額定電電流：主觸觸頭的額定定電流應大大于或等于于負載的額額定電流。。如負載是是電動機，，其額定電電流按下式式推算：選擇線圈電電壓選擇觸頭數數量和種類類中間繼電器器的選用中間繼電器器用于控制制電路中傳傳遞與轉換換信號，擴擴大控制路路數，將小小功率控制制信號轉換換為大容量量的觸頭控控制，擴充充交流接觸觸器及其它它電器的控控制作用。。中間繼電器器主要根據據觸點的數數量及種類類確定型號號，吸引線線圈的額定定電壓等于于控制電路路的電壓等等級。機床上常用用JZ7系列列，新產品品有JDZ1系列、、CA2-DN1系系列及仿西西門子3TH的JZC1系列列等。三種系列中中間繼電器器技術參數數時間繼電器器的選用時間繼電器器的類型有有：電磁式式、空氣阻阻尼式、晶晶體管式和和電動機式式等。選用時考慮慮延時方式式、延時范范圍、延時時精度要求求、瞬時觸觸頭數目等等。另外，，線圈電壓壓等級應滿滿足控制電電路的要求求。對延時精度度不高的可可選用空空氣阻尼式式；對直流流斷電延時時，宜選用用價格較低低的電磁式式；當延時時范圍大，，延時精度度要求高時時，可選用用晶體管管式或電動動機式時間間繼電器。。常用機床時時間繼電器器主要有JS7系列列（空氣式式時間繼電電器新產品品JSKI）熱繼電器的的選用熱繼電器主主要對異步步電動機進進行過載保保護。熱繼電器有有雙金屬片片式和電子子式兩種。。電子式熱繼繼電器保護護性能好，，適用于重重要電動機機。選擇熱繼電電器主要根根據電動機機的額定電電流來確定定熱繼電器器的額定電電流及熱元元件的電流流等級。對星形接線線的電動機機可選兩相相或三相結結構式的，，對三角形形接線的電電動機，應應選擇帶斷斷相保護的的熱繼電器器。熱元件件的額定電電流值，一一般按電動動機額定電電流的0.95~1.05倍倍選用。常用的熱繼繼電器為JR0系列列，新產品品JRS1系列、LR1-D系列以及及西門子的的3UA系系列。熔斷器選用用熔斷器主要要對電氣設設備起短路路瞬時保護護作用。主要類型