電氣控制線路設(shè)計(jì).docVIP

第4章 電氣控制線路設(shè)計(jì)生產(chǎn)機(jī)械種類繁多，電氣控制設(shè)備各不相同，本章將以生產(chǎn)機(jī)械電力裝置設(shè)計(jì)的基本原則及內(nèi)容為主線，敘述電力拖動(dòng)方案的確定，電氣控制線路設(shè)計(jì)的一般要求。電氣控制線路的設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)機(jī)械電氣設(shè)備的施工設(shè)計(jì)等。以求通過(guò)本章的學(xué)習(xí)能讓學(xué)生舉一反三，掌握電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法和常用控制電器的選擇，掌握生產(chǎn)機(jī)械電氣設(shè)備的施工設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試。第一節(jié) 生產(chǎn)機(jī)械電力裝備設(shè)計(jì)的基本原則和內(nèi)容生產(chǎn)機(jī)械的機(jī)械結(jié)構(gòu)、加工工藝、操作方式與其電氣化程度密切相關(guān)，故生產(chǎn)機(jī)械電力裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)與機(jī)械設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行密切配合，并應(yīng)樹(shù)立工程實(shí)踐的觀點(diǎn)，最大限度地滿足生產(chǎn)機(jī)械及工藝流程對(duì)電氣控制的要求，使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全可靠、性能先進(jìn)、使用及維修方便等。機(jī)床電力裝備設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容：（1）確定電力拖動(dòng)方案；（2）選擇電動(dòng)機(jī)種類、結(jié)構(gòu)形式和容量；（3）設(shè)計(jì)機(jī)床電氣控制電路圖；（4）選擇機(jī)床電器，制訂電器元件一覽表；（5）進(jìn)行機(jī)床電力裝備施工設(shè)計(jì)；（6）編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)和使用說(shuō)明書(shū)。第二節(jié) 電力拖動(dòng)方案確定原則和電動(dòng)機(jī)選擇一、電力拖動(dòng)方案的確定原則確定電力拖動(dòng)方案時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)機(jī)床工藝要求及結(jié)構(gòu)來(lái)選擇電力拖動(dòng)方式，確定電動(dòng)機(jī)的數(shù)量，然后根據(jù)機(jī)床各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)要求的調(diào)速范圍來(lái)選擇調(diào)速方案，使電動(dòng)機(jī)能得到充分合理的利用。(一)拖動(dòng)方式的選擇電力拖動(dòng)方式有單獨(dú)拖動(dòng)與分立拖動(dòng)兩種。電氣傳動(dòng)發(fā)展的趨向是電動(dòng)機(jī)逐步接近工作機(jī)構(gòu)，形成多電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)方式。在具體選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工藝及結(jié)構(gòu)具體情況決定電動(dòng)機(jī)的數(shù)量。（二）調(diào)速方案的選擇一般金屬切削機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，以及要求具有快速平穩(wěn)的動(dòng)態(tài)性能和準(zhǔn)確定位的設(shè)備如龍門(mén)刨床、鏜床、數(shù)控機(jī)床等，都要求具有一定的調(diào)速范圍。為此，可采用齒輪變速箱、液壓調(diào)速裝置、雙速或多速電動(dòng)機(jī)及電氣的無(wú)級(jí)調(diào)速方案。在選擇調(diào)速方案時(shí)，可參考以下幾點(diǎn)：（1）重型或大型設(shè)備的主運(yùn)動(dòng)及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，應(yīng)盡可能采用無(wú)級(jí)調(diào)速。（2）精密機(jī)械設(shè)備如坐標(biāo)鏜床、精密磨床、數(shù)控機(jī)床等，為了保證加工精度，便于自動(dòng)控制，也應(yīng)采用電氣無(wú)級(jí)調(diào)速方案。（3）一般中小型設(shè)備如普通機(jī)床沒(méi)有特殊要求時(shí)，可選用經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單、可靠的三相籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，配以適當(dāng)級(jí)數(shù)的齒輪變速箱。為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大調(diào)速范圍，也可采用雙速或多速籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。（三）電動(dòng)機(jī)調(diào)速性質(zhì)應(yīng)與負(fù)載特性相適應(yīng)機(jī)械設(shè)備的各個(gè)工作機(jī)構(gòu)，具有各自不同的負(fù)載特性，如機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)為恒功率負(fù)載，而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。在選擇電動(dòng)機(jī)調(diào)速方案時(shí)，要使電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性質(zhì)與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性相適應(yīng)，以使電動(dòng)機(jī)獲得充分合理的使用。二、拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇包括電動(dòng)機(jī)種類、結(jié)構(gòu)形式、額定轉(zhuǎn)速、額定電壓和額定功率的選擇。1根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械調(diào)速要求選擇電動(dòng)機(jī)種類感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、維護(hù)工作量小，但起動(dòng)及調(diào)速等方面不能滿足要求時(shí)才考慮選用直流電動(dòng)機(jī)。具體選擇原則是：（1）不需調(diào)速的機(jī)械應(yīng)首先考慮采用感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。（2）對(duì)于周期性波動(dòng)負(fù)載的長(zhǎng)期工作機(jī)械，為消平尖峰負(fù)載，一般采用電動(dòng)機(jī)帶飛輪工作，這時(shí)應(yīng)考慮起動(dòng)條件和充分利用飛輪的作用而采用繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。（3）需要補(bǔ)償電網(wǎng)功率因數(shù)及穩(wěn)定的工作速度時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮采用同步電動(dòng)機(jī)。（4）對(duì)于只需幾種速度，但不要求調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，選用多速感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。（5）要求大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速時(shí)，常選用直流串勵(lì)電動(dòng)機(jī)，如電車、牽引車等。（6）對(duì)起動(dòng)、調(diào)速及制動(dòng)要求較高的機(jī)械，常選用直流電動(dòng)機(jī)或帶調(diào)速裝置的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。（7）對(duì)于要求調(diào)速范圍大的場(chǎng)合，常采用機(jī)械與電氣聯(lián)合調(diào)速。2根據(jù)工作環(huán)境選擇電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式gb/t5226-1985機(jī)床電氣設(shè)備通用技術(shù)條件中規(guī)定：應(yīng)根據(jù)工作環(huán)境選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式。（1）在正常環(huán)境條件下，一般采用防護(hù)式電動(dòng)機(jī)；在人員及設(shè)備安全有保證的前提下，也可采用開(kāi)啟式電動(dòng)機(jī)。（2）在空氣中存在較多粉塵的場(chǎng)所，宜用封閉式電動(dòng)機(jī)。（3）在濕熱帶地區(qū)或比較潮濕的場(chǎng)所，應(yīng)盡量選用濕熱帶型電動(dòng)機(jī)，若用普通型電動(dòng)機(jī)，應(yīng)采取相應(yīng)的防潮措施。（4）在露天場(chǎng)所，宜選用戶外型電動(dòng)機(jī)，若有防護(hù)措施的也可采用封閉型或防護(hù)型電動(dòng)機(jī)。（5）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(jí)的電動(dòng)機(jī)，并加強(qiáng)通風(fēng)，改善電動(dòng)機(jī)的工作條件，提高電動(dòng)機(jī)的工作容量。（6）在有爆炸危險(xiǎn)及有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，應(yīng)相應(yīng)地選用隔爆型及防腐型電動(dòng)機(jī)。3電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇對(duì)于額定功率相同的電動(dòng)機(jī)，額定轉(zhuǎn)速越高的電動(dòng)機(jī)成本越小，越經(jīng)濟(jì)，但電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速比愈大，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)愈復(fù)雜。因此，應(yīng)綜合考慮電動(dòng)機(jī)的工作特點(diǎn)及生產(chǎn)機(jī)械結(jié)構(gòu)兩方面多種因素來(lái)確定電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。4電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇電動(dòng)機(jī)額定電壓應(yīng)與供電電源電壓相一致。5電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇 依據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐驗(yàn)證，選擇電動(dòng)機(jī)容量時(shí)，電動(dòng)機(jī)的額定功率一般比拖動(dòng)的機(jī)械所需之功率大10%左右為宜。第三節(jié)電氣控制線路設(shè)計(jì)的一般要求電氣控制系統(tǒng)是生產(chǎn)機(jī)械的重要組成部分，對(duì)生產(chǎn)機(jī)械能否正確可靠地工作起著決定性的作用。因此必須正確設(shè)計(jì)電氣控制電路，合理選擇電器元件，使電氣控制系統(tǒng)滿足以下要求：一、電氣控制線路要滿足生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求設(shè)計(jì)前，應(yīng)充分了解生產(chǎn)機(jī)械的工作性能、基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)情況、實(shí)際加工工藝過(guò)程，然后再考慮控制方式、啟動(dòng)、制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)及調(diào)速等控制方案設(shè)計(jì)，并設(shè)置必要的保護(hù)聯(lián)鎖環(huán)節(jié)，以保證生產(chǎn)機(jī)械工藝要求的實(shí)現(xiàn)。二、 控制電路中對(duì)電壓的要求應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)gb/t52261985機(jī)床電氣設(shè)備通用技術(shù)條件規(guī)定：對(duì)于具有5個(gè)以上的電磁線圈（例如：接觸器、繼電器、電磁閥等）或電柜外還具有控制器件或儀表的機(jī)床，必須采用分離繞組的變壓器給控制和信號(hào)電路供電。當(dāng)機(jī)床有幾個(gè)控制變壓器時(shí)，每個(gè)變壓器盡可能只給機(jī)床一個(gè)單元的控制電路供電。只有這樣，才能使得不工作的那個(gè)控制電路不會(huì)危及人身、機(jī)床和工件的安全。如果電源具有接地中線時(shí)，在不要求專門(mén)保護(hù)措施情況下，可以把控制電路直接接到電源上，在此情況下，控制電路必須聯(lián)接在相線和接地中線之間。對(duì)于電磁線圈5個(gè)以下的電氣設(shè)備，控制電路可以直接接到電源上，即接在兩相線之間或相線與中性線之間，這種控制電路電壓不作規(guī)定，由電源電壓而定。由變壓器供電的交流控制電路，二次電壓為：24v或48v，50hz。對(duì)于觸點(diǎn)外露在空氣中的電路，由于電壓過(guò)低而使電路工作不可靠時(shí)，應(yīng)采用48v或更高的電壓：110v（優(yōu)越值）和220v，50hz。直流控制電路的電壓為：24v、48v、110v、220v。只能使用低電壓的電子電路和電子裝置可以采用其它的低電壓。對(duì)于大型機(jī)床線路長(zhǎng)，串聯(lián)的觸點(diǎn)多，壓降大，故不推薦使用24v或48v。三、 控制線路工作的可靠性控制線路工作的可靠性主要包括以下方面：（1）電器元件應(yīng)完好無(wú)損且符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，工作時(shí)應(yīng)穩(wěn)定可靠，符合使用環(huán)境條件的要求。（2）電器元件在實(shí)際運(yùn)行中，由于電磁線圈的電磁慣性、機(jī)械慣性、機(jī)械位移量等因素，使接觸器或繼電器線圈從通電（斷電）到觸點(diǎn)的動(dòng)作有一段吸引（釋放）時(shí)間，稱其為電器元件的動(dòng)作時(shí)間。要求電器元件的動(dòng)作時(shí)間要?。ㄐ柩訒r(shí)的除外），不影響電路正常工作。（3）電器元件的線圈和觸點(diǎn)的連接要符合gb/t52261985的規(guī)定：每個(gè)電磁動(dòng)作器件的線圈、信號(hào)燈或向信號(hào)燈供電的變壓器的一次線圈，必須連接在控制電路接地的一邊，各個(gè)器件的觸點(diǎn)應(yīng)接在線圈和控制電路的另一邊之間。如果保護(hù)繼電器的觸點(diǎn)與被它所控制的器件線圈之間的導(dǎo)線是在同一個(gè)電柜或壁龕內(nèi)，則該保護(hù)繼電器的觸點(diǎn)可以連接在控制電路接地邊和線圈之間。圖4-1 錯(cuò)誤的線圈連接凡觸點(diǎn)不同于上述接法且能使外部控制附件（觸輪、卷線機(jī)構(gòu)、多路插件等）簡(jiǎn)化時(shí)，可以接在線圈和控制電路另一邊之間，但必須設(shè)法避免出現(xiàn)故障時(shí)所產(chǎn)生的危險(xiǎn)。在實(shí)際連接時(shí)，應(yīng)注意正確連接電器的電磁線圈：交流電壓線圈通常不能串聯(lián)使用，即使是兩個(gè)同型號(hào)電壓線圈也不能采用串聯(lián)后接在兩倍線圈額定電壓的交流源上，如圖4-1所示。因電器動(dòng)作有先有后，若km1先動(dòng)作，km2后動(dòng)作，造成km1磁路氣隙先減小，使該線圈電感量增大，阻抗加大，km1線圈分配到的電壓增大，而km2線圈電壓將低于其額定電壓，若低于吸動(dòng)電壓時(shí)，km2將不能吸合，影響電路正常工作；同時(shí)電路電流增大，可能燒毀接觸器線圈。 （4）在電器控制電路中，應(yīng)盡量將所有電器的聯(lián)接觸點(diǎn)接在線圈的左端，線圈的右端直接接到電源，這樣可以減少在線路內(nèi)產(chǎn)生虛假回路，防止產(chǎn)生寄生電路。（5）應(yīng)考慮電器觸點(diǎn)的接通與分?jǐn)嗄芰Γ绻|點(diǎn)容量不夠，可加大繼電器容量或增加中間繼電器。（6）盡量減少電器數(shù)量，合理安排觸點(diǎn)位置，減少導(dǎo)線的數(shù)目和縮短導(dǎo)線的長(zhǎng)度，以減少故障可能性節(jié)約電能。四、 保證電氣控制線路工作的安全性電氣控制線路在正常工作和事故情況下，應(yīng)能保障操作人員、電氣設(shè)備、生氣機(jī)械的安全，并能有效地制止事故的擴(kuò)大。常用的保護(hù)措施有漏電開(kāi)關(guān)保護(hù)、過(guò)載、短路、欠（失）壓、過(guò)壓、過(guò)流、聯(lián)鎖與行程保護(hù)等。五、 保證操作和維修方便電氣控制線路應(yīng)從操作與維修人員工作出發(fā)，力求操作簡(jiǎn)單，維修方便。第四節(jié)電氣控制線路的設(shè)計(jì)生產(chǎn)機(jī)械電力拖動(dòng)方案及拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)確定以后，在明確控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，就可進(jìn)行電氣控制線路的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)方法通常有：一、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法又稱分析設(shè)計(jì)法，是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求和生產(chǎn)過(guò)程，參考各種電氣控制電路的基本環(huán)節(jié)，或?qū)⒈容^成熟的電路設(shè)計(jì)按其聯(lián)鎖條件組合起來(lái)，加以修改和完善，最后得出最為合理的方案。1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的基本步驟：（1）設(shè)計(jì)主電路。主要考慮電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)等。（2）設(shè)計(jì)控制電路。主要考慮實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)轉(zhuǎn)功能和生產(chǎn)工藝要求。（3）設(shè)計(jì)聯(lián)鎖保護(hù)環(huán)節(jié)。主要考慮如何完善整個(gè)控制線路的設(shè)計(jì)。（4）線路的綜合審查。反復(fù)審查設(shè)計(jì)或進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)。2經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法舉例例4-1 龍門(mén)刨床橫梁升降電氣控制電路圖的設(shè)計(jì)（1）橫梁升降機(jī)構(gòu)的工藝要求 。橫梁升降機(jī)構(gòu)的工藝要求包括：隨加工工件位置高低的變化，橫梁應(yīng)能沿立柱作升降移動(dòng)。橫梁升降與橫梁夾緊之間按順序進(jìn)行操作并能自動(dòng)轉(zhuǎn)換。橫梁升降設(shè)有限位保護(hù)，夾緊電動(dòng)機(jī)通過(guò)過(guò)電流繼電器koc來(lái)實(shí)現(xiàn)夾緊力保護(hù)。.橫梁夾緊與移動(dòng)以及其它相關(guān)動(dòng)作之間的聯(lián)鎖保護(hù)。（2）電氣控制線路圖的設(shè)計(jì)過(guò)程 設(shè)計(jì)主電路：從橫梁運(yùn)動(dòng)要求出發(fā)，需兩臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)m1和m2，且都具有正反轉(zhuǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)橫梁的上升與下降、夾緊與放松。所以分別用接觸器km1、km2控制橫梁升降電動(dòng)機(jī)m1的正反轉(zhuǎn)。因?yàn)闄M梁升降為短時(shí)調(diào)整運(yùn)動(dòng)，所以m1可采用點(diǎn)動(dòng)控制；m2則按一定的順序自動(dòng)控制。設(shè)計(jì)控制電路：根據(jù)工藝要求，用點(diǎn)動(dòng)按鈕sb1和sb2控制橫梁的上升與下降。按下sb1或sb2后，電動(dòng)機(jī)m2啟動(dòng)并開(kāi)始松開(kāi)橫梁。當(dāng)橫梁完全松開(kāi)后，經(jīng)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)壓下行程開(kāi)關(guān)sq1以發(fā)出橫梁松開(kāi)完成信號(hào)，則電動(dòng)機(jī)m2停轉(zhuǎn)，m1開(kāi)始啟動(dòng)并拖動(dòng)橫梁移動(dòng)。當(dāng)橫梁移動(dòng)到所需位置時(shí)，松開(kāi)按鈕，則電動(dòng)機(jī)m1停轉(zhuǎn)，m2反方向運(yùn)轉(zhuǎn)并拖動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)將橫梁夾緊，夾緊的同時(shí)sq1復(fù)位。當(dāng)橫梁夾緊到一定程度時(shí)，m2主電路電流升高，過(guò)電流繼電器koc動(dòng)作，切斷m2電路，則橫梁移動(dòng)操作結(jié)束。應(yīng)當(dāng)注意的是橫梁升降移動(dòng)時(shí)，不能進(jìn)行夾緊工作，應(yīng)采用將接觸器km1、km2的各一對(duì)常閉觸頭串接在接觸器km4的線圈電路中來(lái)保證?？刂齐娐返母倪M(jìn)與完善：圖中，控制按鈕sb1、sb2均需具有兩對(duì)動(dòng)合觸點(diǎn)，而正規(guī)按鈕為一對(duì)動(dòng)合觸點(diǎn)和一對(duì)動(dòng)斷觸點(diǎn)。為此引入一個(gè)中間繼電器ka，用按鈕的動(dòng)合觸點(diǎn)控制ka，再由ka來(lái)控制橫梁的放松和升降；用按鈕的動(dòng)斷觸點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)橫梁升降移動(dòng)的互鎖控制。進(jìn)一步考慮到電路的各種保護(hù)與完善，還應(yīng)采取以下措施：sq2橫梁與側(cè)刀架運(yùn)動(dòng)的限位保護(hù)；sq3橫梁上升極限保護(hù)；sq4橫梁下降極限保護(hù)；橫梁上升與下降、夾緊與放松的互鎖；電動(dòng)機(jī)的保護(hù)接地線（pe線）。至此，得到了較為完善的橫梁升降控制電路。（3）設(shè)計(jì)電路校核。電氣控制電路設(shè)計(jì)完成后，必須仔細(xì)校核，查看電路是否合理，是否還有需要進(jìn)一步簡(jiǎn)化和完善之處。最后根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝要求，逐步分析所設(shè)計(jì)線路是否能實(shí)現(xiàn)全部控制，電路工作是否安全可靠。二、 邏輯設(shè)計(jì)法邏輯設(shè)計(jì)法是利用邏輯代數(shù)這一數(shù)學(xué)工具來(lái)設(shè)計(jì)電氣控制線路，并用于線路的簡(jiǎn)化。從生產(chǎn)機(jī)械電氣設(shè)備的生產(chǎn)工藝要求出發(fā)，把接觸器、繼電器等電器元件線圈的通電和斷電，觸點(diǎn)的閉合和斷開(kāi)，看成是邏輯變量，根據(jù)控制線路中各邏輯變量之間所要滿足的邏輯關(guān)系，按照一定的方法和步驟設(shè)計(jì)出符合生產(chǎn)工藝要求的電氣控制線路。下面我們以實(shí)例簡(jiǎn)單介紹邏輯設(shè)計(jì)法的方法和步驟。例4-2 設(shè)計(jì)一控制電路，當(dāng)三個(gè)控制繼電器k1、k2、k3中任何一個(gè)或兩個(gè)吸合時(shí)，接觸器km得電吸合，當(dāng)三個(gè)繼電器均吸合或釋放時(shí)，km斷電釋放。根據(jù)題目要求，列出接觸器通電狀態(tài)的真值表： k1k2k3km 00000011010101111001101111011110 根據(jù)真值表，km通電的邏輯表達(dá)式為km=k1k2k3+ k1k2k3+ k1k2k3+ k1k2k3+ k1k2k3+ k1k2k3化簡(jiǎn)得km= k1k3+ k1k2+ k2k3 第五節(jié) 常用控制電器的選用正確合理地選擇電器元件是控制電路安全可靠工作的先決條件和重要保證。下面僅對(duì)常用控制電器的選擇作簡(jiǎn)單介紹。一、接觸器的選用隨使用場(chǎng)合及控制對(duì)象不同，接觸器的操作條件與工作繁重程度也不同。為了盡可能經(jīng)濟(jì)正確地使用接觸器，必須對(duì)控制對(duì)象的工作情況及接觸器的性能有較全面的了解，不能只看產(chǎn)品的銘牌數(shù)據(jù)，因?yàn)殂懪粕纤鶚?biāo)定的電壓、電流、控制功率等參數(shù)均為某一使用條件下的額定值，選用時(shí)應(yīng)根據(jù)具體使用條件正確選擇。通常接觸器選用的方法步驟是：1根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的工作任務(wù)來(lái)選擇相應(yīng)使用類別 即交流負(fù)載應(yīng)選用交流接觸器，直流負(fù)載應(yīng)選用直流接觸器。交流接觸器使用類別有ac-0ac-4五類：（1）ac-0類用于感性負(fù)載或阻性負(fù)載，接通和分?jǐn)囝~定電壓和額定電流。（2）ac-1類用于啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)中斷開(kāi)繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。在額定電壓下，接通和分?jǐn)?.5倍額定電流。（3）ac-2類用于啟動(dòng)、反接制動(dòng)、反向與頻繁通斷繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。在額定電壓下，接通和分?jǐn)?.5倍額定電流。（4）ac-3類用于啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)中斷開(kāi)籠型異步電動(dòng)機(jī)。額定電壓下接通6倍額定電流，在0.17倍額定電壓下分?jǐn)囝~定電流。（5）ac-4類用于啟動(dòng)、反接制動(dòng)、反向與頻繁通斷籠型異步電動(dòng)機(jī)。在額定電壓下接通和分?jǐn)?倍額定電流。若電動(dòng)機(jī)承擔(dān)一般任務(wù)，其控制接觸器可選ac3類；若承擔(dān)重任務(wù)，應(yīng)選取ac4類。后一情形如選用了ac3類，則應(yīng)降級(jí)使用。直流接觸器使用類別有控制電動(dòng)機(jī)和電磁鐵兩類：（1）控制直流電動(dòng)機(jī)時(shí)的選用。選用時(shí)，應(yīng)先弄清電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行的主要技術(shù)參數(shù)。接觸器的額定電壓、額定電流（或額定控制功率）均不得低于電動(dòng)機(jī)的相應(yīng)值。當(dāng)用于反復(fù)短時(shí)工作制或短時(shí)工作制時(shí)，接觸器的額定發(fā)熱電流應(yīng)不低于電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行的等效有效電流，接觸器的額定操作頻率也不應(yīng)低于電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行的操作頻率。然后根據(jù)電動(dòng)機(jī)的使用類別，選擇相應(yīng)使用類別的接觸器系列。若接觸器提供有dc2使用類別的技術(shù)數(shù)據(jù)，當(dāng)用于dc3或dc2、dc3混合使用時(shí)，則可降低一半容量使用。同理，有dc4技術(shù)數(shù)據(jù)的接觸器，用于dc5或dc4、dc5混合使用時(shí)，也可降容量使用。但不宜將只有dc2技術(shù)數(shù)據(jù)而無(wú)dc4或dc5使用系列的接觸器用于dc4或dc5使用場(chǎng)合中，因?yàn)檫@有可能會(huì)出現(xiàn)不能分?jǐn)嗌踔涟l(fā)生短路的事故。（2）控制直流電磁鐵時(shí)的選用。控制直流電磁鐵時(shí)，應(yīng)根據(jù)額定電壓、額定電流、通電持續(xù)率和時(shí)間常數(shù)等主要技術(shù)參數(shù)，選用合適的直流接觸器。由于直流電磁鐵中的起重電磁鐵負(fù)載屬于大電感性負(fù)載，時(shí)間常數(shù)特別大，為保證可靠使用，往往在電磁鐵線圈兩端并聯(lián)一電阻，其阻值一般不大于線圈電阻值的6倍。2根據(jù)接觸器控制對(duì)象的工作參數(shù)確定接觸器的容量等級(jí)工作參數(shù)有工作電壓、工作電流、控制功率、操作頻率、工作制度等。接觸器主觸點(diǎn)的額定電壓應(yīng)不小于負(fù)載的額定電壓；主觸點(diǎn)的額定電流應(yīng)不小于負(fù)載電路的額定電流，也可根據(jù)所控制電動(dòng)機(jī)的最大功率進(jìn)行選擇。3根據(jù)控制回路電壓來(lái)決定接觸器線圈電壓如果控制線路比較簡(jiǎn)單，所用接觸器的數(shù)量較少，則交流接觸器線圈的額定電壓一般直接選用380v或220v。如果控制線路比較復(fù)雜，使用的電器又比較多，為了安全起見(jiàn)，線圈的額定電壓可選低一些，這時(shí)需要加一個(gè)控制變壓器。直流接觸器線圈的額定電壓應(yīng)視控制回路的情況而定。同一系列、同一容量等級(jí)的接觸器，其線圈的額定電壓有好幾種，可以選線圈的額定電壓和直流控制電路的電壓一致。對(duì)于特殊環(huán)境條件下工作的接觸器應(yīng)選用派生型產(chǎn)品。二、熱繼電器的選用熱繼電器主要用于電動(dòng)機(jī)的過(guò)載保護(hù)，選用時(shí)應(yīng)遵循下列原則：（1）根據(jù)被保護(hù)電動(dòng)機(jī)的實(shí)際啟動(dòng)時(shí)間選取6in下具有相應(yīng)可返回時(shí)間的熱繼電器。一般可返回時(shí)間大約為動(dòng)作時(shí)間的（0.50.7）倍。（2）熱繼電器整定電流范圍的中間值為電動(dòng)機(jī)的額定工作電流。使用時(shí)，熱繼電器的旋鈕應(yīng)調(diào)到該值，否則將不能起到保護(hù)作用。（3）一般情況下可選用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，但對(duì)于電源電壓顯著不平衡、電動(dòng)機(jī)定子繞組一相斷線、多臺(tái)電動(dòng)機(jī)的功率差別比較顯著、y（或y）聯(lián)結(jié)的電源變壓器一次側(cè)斷線的情況以選用三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器為宜。（4）定子繞組y型聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)，可使用不帶斷相保護(hù)的三相熱繼電器，而定子繞組作型聯(lián)結(jié)的電動(dòng)機(jī)，應(yīng)采用有斷相保護(hù)裝置的熱繼電器作過(guò)載和斷相保護(hù)。（5）頻繁正反轉(zhuǎn)及重載重復(fù)短時(shí)工作的電動(dòng)機(jī)不宜采用雙金屬片式熱繼電器，可用延時(shí)動(dòng)作型的過(guò)電流繼電器作過(guò)載和短路保護(hù)。三、熔斷器的選用熔斷器的選擇主要包括熔斷器類型、額定電壓、額定電流與熔體額定電流的確定。（1）熔斷器的類型選擇。熔斷器的類型應(yīng)根據(jù)負(fù)載保護(hù)特性和短路電流大小，各類熔斷器的適用范圍來(lái)選用。（2）熔斷器的額定電壓選擇。熔斷器的額定電壓應(yīng)不小于線路的額定電壓。（3）熔斷器的額定電流選擇。熔斷器的額定電流應(yīng)不小于熔體的額定電流。（4）熔體額定電流的選擇。有以下兩種情況：對(duì)于照明電路和電熱電路等阻性負(fù)載，熔斷器可用作過(guò)載保護(hù)和短路保護(hù)，熔斷器的額定電流應(yīng)稍大于或等于負(fù)載的額定電流。對(duì)于有啟動(dòng)沖擊電流的電動(dòng)機(jī)負(fù)載，熔斷器只宜做短路保護(hù)而不能作過(guò)載保護(hù)。單臺(tái)電動(dòng)機(jī)容量選擇為：inf（1.52.5）nm式中 nf熔體額定電流（）；nm電動(dòng)機(jī)額定電流。多臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用一個(gè)熔斷器保護(hù)的熔體選擇為： nf(1.52.5)inmmax+inm式中 nmmax容量最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流（）；nm其余各臺(tái)電動(dòng)機(jī)額定電流之和。輕載啟動(dòng)及啟動(dòng)時(shí)間較短，式中系數(shù)取1.5；重載啟動(dòng)及啟動(dòng)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，式中系數(shù)取2.5。（5）熔斷器的保護(hù)特性，應(yīng)與保護(hù)對(duì)象的過(guò)載特性有良好的配合，使在整個(gè)曲線范圍內(nèi)獲得可靠的保護(hù)。同時(shí)，熔斷器極限分?jǐn)嗄芰?yīng)大于或等于所保護(hù)電路可能出現(xiàn)的短路電流值，這樣才能得到可靠的短路保護(hù)。四、自動(dòng)開(kāi)關(guān)的選用塑料外殼式斷路器（自動(dòng)開(kāi)關(guān)的一種）常用來(lái)作電動(dòng)機(jī)的過(guò)載與短路保護(hù)，其選用原則是：（1）斷路器的額定電壓和額定電流應(yīng)等于或大于電路正常工作電壓和電流。（2）熱脫扣器的整定電流應(yīng)與所控制的電動(dòng)機(jī)額定電流或負(fù)載額定電流相等。（3）對(duì)保護(hù)籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，斷路器的電磁脫機(jī)器的瞬時(shí)脫扣整定電流為（815）倍電動(dòng)機(jī)額定電流，而保護(hù)繞線式電動(dòng)機(jī)時(shí)為（36）倍。五、控制變壓器的選用控制變壓器一般用于降低控制電路或輔助電路電壓，以保證控制電路安全可靠。選擇控制變壓器的原則為：（1）控制變壓器一、二次側(cè)電壓應(yīng)與交流電源電壓、控制電路電壓與輔助電路電壓要求相一致。（2）應(yīng)保證接于變壓器二次側(cè)的交流電磁器件在啟動(dòng)時(shí)能可靠地吸合。（3）電路正常運(yùn)行時(shí)，變壓器溫升不應(yīng)超過(guò)允許溫升。（4）控制變壓器的容量可按長(zhǎng)期運(yùn)行的溫升來(lái)考慮，其容量應(yīng)大于或等于最大工作負(fù)荷的功率，即式中為電磁器件吸持功率（va）；為變壓器容量的儲(chǔ)備系數(shù)，一般1.51.25。六、其它控制電器選用其它控制電器的選用有：1轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)選擇（1）轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的層數(shù)和接線圖應(yīng)符合電路要求。（2）轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的額定電壓和額定電流必須符合電路要求。2萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)選擇可按下列要求進(jìn)行選用：（1）按額定電壓和工作電流選用合適的萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)系列。（2）按操作需要選定手柄型式和定位特征。（3）按控制要求參照轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)樣本確定觸點(diǎn)數(shù)量和接線圖編號(hào)。（4）選擇面板型式及標(biāo)志。3控制按鈕選擇應(yīng)根據(jù)用途、控制回路和使用場(chǎng)合來(lái)選擇按鈕的型式、按鈕數(shù)、按鈕種類和按鈕顏色，根據(jù)gb/t5226-1985的規(guī)定，按鈕、信號(hào)燈的顏色的含義與典型用途分別見(jiàn)表4-1和表4-2。表41按鈕顏色及其含義顏色顏色含義 典 型 應(yīng) 用紅急情出現(xiàn)時(shí)動(dòng)作急停停止或斷開(kāi)總停；停止一臺(tái)或幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)；停止機(jī)床的一部分；停止循環(huán)（如果操作者在循環(huán)期間按此按鈕，機(jī)床在有關(guān)循環(huán)完成后停止）；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)裝置；兼有停止作用的復(fù)位。黃干預(yù)排除反常情況或避免不希望的變化，當(dāng)循環(huán)尚未完成，把機(jī)床部件返回到循環(huán)起始點(diǎn)按壓黃色按鈕可以超越預(yù)選的其他功能綠起動(dòng)或接通總啟動(dòng)；開(kāi)動(dòng)一臺(tái)或幾臺(tái)電動(dòng)機(jī)；開(kāi)動(dòng)機(jī)床的一部分；開(kāi)動(dòng)輔助功能；閉合開(kāi)關(guān)裝置；接通控制電路。藍(lán)紅藍(lán)綠三種顏色未包含的任何特定含義紅、黃、綠含義未包括的特殊情況，可以用藍(lán)色；藍(lán)色：復(fù)位。黑灰白除專用“停止”功能按鈕外，可用于任何功能，如：黑色為點(diǎn)動(dòng)，白色為控制與工作循環(huán)無(wú)直接關(guān)系的輔助功能 表42指示燈的顏色及其含義顏色燈亮的含義說(shuō) 明典型應(yīng)用紅危險(xiǎn)或報(bào)警警報(bào)潛在危險(xiǎn)或要求立刻行動(dòng)的情況潤(rùn)滑系統(tǒng)壓力出故障；溫度超過(guò)規(guī)定（安全）極限；命令立即停止機(jī)床（如因?yàn)檫^(guò)載）；主要設(shè)備因保護(hù)器件動(dòng)作而停止；有容易接觸的帶電或運(yùn)動(dòng)部件的危險(xiǎn)。黃警告情況發(fā)生變化呈即將發(fā)生變化溫度（壓力）不正常；出現(xiàn)短時(shí)的有限過(guò)載；自動(dòng)循環(huán)正在運(yùn)行。綠安全表示安全，授權(quán)開(kāi)始工作，表示無(wú)障礙冷卻液循環(huán)正常 ： 機(jī)床準(zhǔn)備就緒可以工作，所有必須的輔助工作完畢，各種機(jī)構(gòu)處于起動(dòng)狀態(tài)，液壓或電動(dòng)發(fā)電機(jī)組輸出電壓在給定范圍內(nèi)等循環(huán)完畢，機(jī)床準(zhǔn)備重新啟動(dòng)。藍(lán)按照情況需要賦予的特定含義上述紅、黃、綠三色未包括的任何特定含義都可由藍(lán)色表示遙控指示；選擇開(kāi)關(guān)處于“整定狀態(tài)”；裝置處于“正向”狀態(tài)；刀架或裝置微量進(jìn)給。白未賦予特定含義使用紅、綠黃三色存在問(wèn)題時(shí)，可以用白色，如作證明用開(kāi)關(guān)電源接通；正在選擇速度或轉(zhuǎn)向；與工作循環(huán)無(wú)關(guān)的輔助設(shè)備正在工作。第六節(jié) 生產(chǎn)機(jī)械電氣設(shè)備施工設(shè)計(jì)生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)在完成電氣控制線路的設(shè)計(jì)及選擇常用控制電器之后，就應(yīng)進(jìn)行電氣設(shè)備的施工設(shè)計(jì)。 一、機(jī)床電氣設(shè)備的總體布置按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb/t5226-1985機(jī)床電氣設(shè)備通用技術(shù)條件規(guī)定：盡可能把電氣設(shè)備組裝在一起，使其成為一臺(tái)或幾臺(tái)控制裝置。只有那些必須安裝在特定裝置上的器件，如按鈕、手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)、位置傳感器（限位開(kāi)關(guān)）、離合器、電動(dòng)機(jī)等，才允許分散安裝在機(jī)床的其它部位。大型機(jī)床各個(gè)部分可以有其獨(dú)立的控制裝置。將發(fā)熱元件（如電阻器）安放在控制柜中，必須使柜中所有元件的溫升在其容許極限內(nèi)。對(duì)于散熱大的元件，如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電阻器等，必須隔開(kāi)安裝，必要時(shí)可采用風(fēng)冷。所有電器安裝位置必須妥當(dāng)，便于識(shí)別、檢測(cè)與更換。二、繪制電氣控制裝置的電器布置圖按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)gb/t5226-1985規(guī)定，所有器件的接線端子和互連端子，必須位于維修站臺(tái)之上至少0.2m處，以便裝拆導(dǎo)線。安裝器件時(shí)，必須遵守規(guī)定的間隔和安全凈距，并考慮到有關(guān)的維修條件。電柜和壁龕中的裸露、無(wú)電弧的帶電零件與電柜或壁龕導(dǎo)體壁板之間必須留有適當(dāng)?shù)拈g隙。對(duì)于250v以下的電壓，間隙不小于15mm；對(duì)于250500的電壓，間隙不小于25mm。為了便于維修或調(diào)整，電柜內(nèi)電氣元件必須位于維修臺(tái)之上0.42m之間。按照用戶技術(shù)要求制作的電氣裝置，最少留有10%的備用面積，以供對(duì)控制裝置進(jìn)行改進(jìn)或局部修改時(shí)用。除手動(dòng)控制開(kāi)關(guān)、信號(hào)和測(cè)量器件外，電柜門(mén)上不得安裝任何器件。由電源電壓直接供電的電器裝在一起，并與由控制電壓供電的電器分開(kāi)。電源開(kāi)關(guān)最好裝在電柜內(nèi)上方，其操作手柄應(yīng)裝在電柜前后或側(cè)面，并且在其上方最好不安裝其他電器。否則，應(yīng)把電源開(kāi)關(guān)用絕緣材料蓋住，防止電擊?？刂破骷?yīng)盡可能地安裝在干燥和清潔的地方，便于操作維護(hù)和檢修。三、繪制電氣控制裝置的接線圖繪制電氣控制裝置接線圖的原則是：（1）接線圖的繪制應(yīng)符合gb6988中5-86電氣制圖接線圖和接線表的規(guī)定。（2）各電器元件的圖形符號(hào)、文字符號(hào)均應(yīng)以電氣控制原理圖為準(zhǔn)，并且要保持一致。（3）同一電器元件和部件必須畫(huà)在一起，而且各部件的位置盡量符合實(shí)際情況。（4）接線圖中各電器元件的位置應(yīng)與實(shí)際安裝位置一致。（5）不在同一控制柜或配電屏上的電器元件的電氣連接必須通過(guò)接線端子板進(jìn)行。（6）當(dāng)控制電路和信號(hào)電路進(jìn)入電柜導(dǎo)線超過(guò)10根時(shí)，必須經(jīng)接線端子板連接。（7）應(yīng)詳細(xì)標(biāo)明配線用的各種導(dǎo)線的型號(hào)、規(guī)格、截面積及連接導(dǎo)