電控技術(shù)設(shè)計(jì)要求及任務(wù)書(共16頁)

1、PAGE PAGE 251、繼電-接觸器控制電路基本(jbn)環(huán)節(jié)分析題目(tm)1下圖為一錯(cuò)誤的正反轉(zhuǎn)電路，試指出其中(qzhng)錯(cuò)誤并加以改正。2試設(shè)計(jì)可以兩地操作的對一臺(tái)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和點(diǎn)動(dòng)工作的電路。3分析下圖工作原理。4下圖所示的正反轉(zhuǎn)控制電路（主電路略）中，想達(dá)到以下兩條要求：（1）能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；（2）兩個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能過載保護(hù)。試分析線路圖有何錯(cuò)誤。5分析(fnx)下圖工作原理。6為了調(diào)整某加工工件的位置，需要對電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)(fn zhun)點(diǎn)動(dòng)控制。試畫出其控制線路圖（包括主電路），并說明工作原理。7有人設(shè)計(jì)出下圖所示的具有(jyu)過載保護(hù)的正轉(zhuǎn)控制線路，試分析線路圖

2、的錯(cuò)誤。8分析下圖工作(gngzu)原理。2繼電器、接觸器電氣控制系統(tǒng)(kn zh x tn)的設(shè)計(jì)目前，一些簡單設(shè)備的控制系統(tǒng)(kn zh x tn)仍采用繼電器-接觸器控制，也稱常規(guī)控制或傳統(tǒng)控制。盡管數(shù)控系統(tǒng)和可編程控制器控制越來越多，但是，一方面?zhèn)鹘y(tǒng)設(shè)備、沒有改造的設(shè)備擁有量還較多，另一方面數(shù)控化有較長的發(fā)展過程，而且一些簡單系統(tǒng)根本不需要微機(jī)控制。因此，學(xué)習(xí)和掌握機(jī)械設(shè)備繼電器、接觸器電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是極為重要的。本章主要敘述電氣控制設(shè)計(jì)的基本原則、基本內(nèi)容、電力拖動(dòng)方案和電動(dòng)機(jī)的選擇。一、電氣控制設(shè)計(jì)的基本原則、基本內(nèi)容和設(shè)計(jì)程序：設(shè)計(jì)工作的首要問題是必須樹立正確的設(shè)計(jì)思想，樹立

3、工程實(shí)踐的觀點(diǎn)，這是高質(zhì)量完成設(shè)計(jì)任務(wù)的根本保證。（一）電氣控制設(shè)計(jì)(shj)的基本原則：在設(shè)計(jì)過程中，通常(tngchng)應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：1.最大限度(xind)滿足機(jī)械設(shè)備和工藝對電氣控制系統(tǒng)的要求。2.在滿足控制要求的前提下，設(shè)計(jì)方案力求簡單、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。3.把電氣系統(tǒng)的安全性和可靠性放在首位，確保使用安全、可靠。4.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。（二）電氣控制設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容：電氣控制設(shè)計(jì)包括原理設(shè)計(jì)與工藝設(shè)計(jì)兩個(gè)基本部分。1、原理設(shè)計(jì)內(nèi)容：擬訂電氣控制設(shè)計(jì)任務(wù)書。選擇拖動(dòng)方案、控制方式和

4、電動(dòng)機(jī)。設(shè)計(jì)并繪制電氣原理圖和選擇電器元件并制訂元器件目錄表。對原理圖各連接點(diǎn)進(jìn)行編號。2、工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容：根據(jù)電氣原理圖（包括元器件表），繪制電氣控制系統(tǒng)的總裝配圖及總接線圖。電器元件布置圖的設(shè)計(jì)與繪制。電氣組件和元件接線圖的繪制。電氣箱及非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的設(shè)計(jì)。各類元器件及材料清單的匯總。編寫設(shè)計(jì)說明書和使用維護(hù)說明書。（三）電氣控制設(shè)計(jì)的一般程序:設(shè)計(jì)程序一般是先進(jìn)行原理設(shè)計(jì)再進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，詳細(xì)的設(shè)計(jì)程序同前述設(shè)計(jì)內(nèi)容的排序相同。除電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書以外，其余內(nèi)容后面要詳述。設(shè)計(jì)任務(wù)書是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)，同時(shí)又是今后設(shè)備竣工驗(yàn)收的依據(jù)。基本內(nèi)容為：給出機(jī)械及傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡圖、工藝過程、負(fù)載特性、動(dòng)作

5、要求、控制方式、調(diào)速要求及工作條件。給出電氣保護(hù)、控制精度、生產(chǎn)效率、自動(dòng)化程度、穩(wěn)定性及抗干擾要求。給出設(shè)備布局、安裝、照明、顯示和報(bào)警方式等要求。目標(biāo)成本與經(jīng)費(fèi)限額、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及方式等。二、電力拖動(dòng)方案確定原則和電動(dòng)機(jī)的選擇：（一）電力拖動(dòng)方案確定原則：交流電機(jī)特別是籠型異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、價(jià)格低廉、維修方便、應(yīng)用廣泛，所以在選擇電力拖動(dòng)方案時(shí)，首先應(yīng)盡量考慮籠型異步電動(dòng)機(jī)，只有那些要求調(diào)速范圍大和頻繁起制動(dòng)的機(jī)械設(shè)備，才考慮采用直流或交流無級調(diào)速系統(tǒng)。因此，應(yīng)依機(jī)械設(shè)備對調(diào)速的要求來考慮電力拖動(dòng)方案。1、對于一般無特殊調(diào)速指標(biāo)要求的機(jī)械設(shè)備，應(yīng)優(yōu)先采用籠型異步電動(dòng)機(jī)。2、對于要求

6、電氣調(diào)速的機(jī)械設(shè)備，應(yīng)根據(jù)調(diào)速技術(shù)要求，如調(diào)速范圍、調(diào)速平滑性、調(diào)速級數(shù)和機(jī)械特性硬度來選擇電力拖動(dòng)方案。若調(diào)速D=23（其中(qzhng)D=nmax/nmin）,額定負(fù)載下，調(diào)速級數(shù)(j sh)2 4，一般(ybn)采用可變極數(shù)的雙速或多速籠型異步電動(dòng)機(jī)。若D=310，且要求平滑調(diào)速時(shí)，在容量不大的情況下，應(yīng)采用帶滑差電磁離合器的籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)方案。若調(diào)速D=10100，可采用晶閘管直流或交流調(diào)速拖動(dòng)方案。電力拖動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性質(zhì)應(yīng)與負(fù)載特性相適應(yīng)調(diào)速性質(zhì)是指在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)矩和功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系，有恒功率和恒轉(zhuǎn)矩輸出兩種。以車床為例，其主運(yùn)動(dòng)需要恒功率傳動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)則要求

7、恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)。若采用雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)，當(dāng)定子繞組由三角形改成雙星形連接時(shí)，轉(zhuǎn)速由低速升為高速，而功率卻增加很少，適用于恒功率傳動(dòng)。但當(dāng)定子繞組由低速的星形連接改成雙星形連接后，轉(zhuǎn)速和功率都增加一倍，而電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩卻保持不變，適用于恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)。（二）電動(dòng)機(jī)的選擇機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部分大多數(shù)由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。因此，正確地選擇電動(dòng)機(jī)具有重要的意義。1電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式的確定一般來說，應(yīng)采用通用系列的普通電動(dòng)機(jī)，只有在特殊場合才采用某些特殊結(jié)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)，以便于安裝。在通常的環(huán)境條件下，應(yīng)盡量選用防護(hù)式（開啟式）電動(dòng)機(jī)。對易產(chǎn)生懸浮飛揚(yáng)的鐵屑或廢料、或者切消液、工業(yè)用水等有損于絕緣的介質(zhì)能侵入電動(dòng)機(jī)的場合，應(yīng)采用

8、封閉式為宜。煤油冷卻切削刀具或加工易燃合金的機(jī)械設(shè)備應(yīng)選用防爆式電動(dòng)機(jī)。 2電動(dòng)機(jī)容量的選擇正確地選擇電動(dòng)機(jī)容量具有重要意義。電動(dòng)機(jī)容量選得過大是浪費(fèi)，且功率因數(shù)降低；選得過小，會(huì)使電動(dòng)機(jī)因過載運(yùn)行而降低使用壽命。電動(dòng)機(jī)容量選擇的依據(jù)是機(jī)械設(shè)備的負(fù)載功率。若機(jī)械設(shè)備總體設(shè)計(jì)中確定的機(jī)械傳動(dòng)功率為P1，則所需電動(dòng)機(jī)的功率P為：P=P1/式中，為機(jī)械傳動(dòng)效率，一般取為0.60.85。3電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇籠型異步電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有3000、1500、750和600r/min等幾種。一般情況下選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的電動(dòng)機(jī)。因?yàn)檫@個(gè)轉(zhuǎn)速下的電動(dòng)機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)，而且功率因數(shù)和效率也較高。對于一定容量

9、，轉(zhuǎn)速選得越低，則電動(dòng)機(jī)的體積就越大，價(jià)格也越高，并且功率因數(shù)和效率也越低。但選得太高，則增加了機(jī)械部分的復(fù)雜程度。4籠型異步電動(dòng)機(jī)的系列Y系列電動(dòng)機(jī)是全國統(tǒng)一設(shè)計(jì)的新系列產(chǎn)品，它具有效率高、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、噪聲低、振動(dòng)小、性能優(yōu)良、外形美觀等優(yōu)點(diǎn)，功率等級和安裝尺寸符合國際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)。一般電動(dòng)機(jī)的銘牌上有名稱、型號、功率、電壓、電流、頻率、接法、工作方式、絕緣等級、產(chǎn)品編號、重量、生產(chǎn)廠家和出廠日期等欄。若電壓寫380V，接法寫聯(lián)接，表示定子繞組的額定電壓為380V，應(yīng)接成聯(lián)接。若電壓寫380V/220V，接法寫Y/聯(lián)接，表明電源線電壓為380V，應(yīng)接成Y聯(lián)接；電源線電壓為220V，應(yīng)接成聯(lián)

10、接。電流是指電動(dòng)機(jī)繞組的輸入電流。如果寫有兩個(gè)電流值，表示(biosh)定子繞組在兩種接法時(shí)的輸入電流。三、電氣控制線路(xinl)的設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備電氣原理圖包括機(jī)械設(shè)備電氣控制線路圖和電氣元器件目錄表，它的設(shè)計(jì)是設(shè)備電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的中心環(huán)節(jié)，而電氣控制線路的設(shè)計(jì)又是這一環(huán)節(jié)的核心內(nèi)容。在總體方案確定之后的具體設(shè)計(jì)是從電氣原理圖開始的,各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求和指標(biāo)主要(zhyo)是通過電氣原理圖來實(shí)現(xiàn)的，同時(shí)，它又是工藝設(shè)計(jì)和編制各種技術(shù)資料的依據(jù)。（一）電氣原理圖設(shè)計(jì)的基本方法電氣原理圖的設(shè)計(jì)是在拖動(dòng)方案及控制方式確定之后進(jìn)行的。在具體設(shè)計(jì)時(shí)，熟練掌握下面幾種基本方法的應(yīng)用是極為重要的。1經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)若控制系

11、統(tǒng)較簡單，可采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，也就是利用前面學(xué)過的基本電路的知識(shí)，按照主電路控制電路輔助電路聯(lián)鎖與保護(hù)總體檢查反復(fù)修改與完善的步驟進(jìn)行。2邏輯設(shè)計(jì)所謂邏輯設(shè)計(jì)是指：參照在控制要求中由機(jī)械液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員給出的執(zhí)行元件及主令電器工作狀態(tài)表，找出執(zhí)行元件線圈同主令電器觸點(diǎn)間的關(guān)系，將主令電器的觸點(diǎn)作為邏輯自變量，執(zhí)行元件線圈作為邏輯應(yīng)變量，寫出有關(guān)邏輯代數(shù)式；當(dāng)無法寫出全部邏輯式時(shí)，只能憑經(jīng)驗(yàn)逐個(gè)增設(shè)中間繼電器，將它們的觸點(diǎn)也當(dāng)作邏輯自變量，直到能寫出全部邏輯式為止，另一方面，還要寫出中間繼電器自身的邏輯式；最后，根據(jù)邏輯式作出對應(yīng)電路。但是，一般當(dāng)系統(tǒng)復(fù)雜時(shí)才采用邏輯設(shè)計(jì)法，而在當(dāng)前條件下，較復(fù)雜

12、的系統(tǒng)應(yīng)采用可編程序控制器控制。（二）電氣原理圖設(shè)計(jì)的注意點(diǎn)有時(shí)候，設(shè)計(jì)出來的實(shí)際線路會(huì)出現(xiàn)不正確、不合理、不經(jīng)濟(jì)等現(xiàn)象，因此在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)注意：1避免“臨界競爭和冒險(xiǎn)現(xiàn)象”的產(chǎn)生，圖2-1為一個(gè)產(chǎn)生這種現(xiàn)象的典型電路。圖2-1電路的設(shè)計(jì)意圖是：按動(dòng)SB2后，KM1、KT通電，電動(dòng)機(jī)M1運(yùn)轉(zhuǎn)，延時(shí)到后，電動(dòng)機(jī)M1停轉(zhuǎn)M2運(yùn)轉(zhuǎn)。正式運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生這樣的奇特現(xiàn)象：有時(shí)候可正常運(yùn)行，有時(shí)候就不行。原因在于圖4-4電路設(shè)計(jì)不可靠，存在臨界競爭和冒險(xiǎn)現(xiàn)象。KT延時(shí)到后，其延時(shí)常閉觸點(diǎn)總是由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)原因先斷開而延時(shí)常開觸點(diǎn)晚閉合，當(dāng)延時(shí)常閉觸點(diǎn)先斷開后， KT線圈隨即斷電，由于磁場不能突變?yōu)榱愫豌曡F復(fù)

13、位需要時(shí)間，故有時(shí)候延時(shí)常開觸點(diǎn)來得及閉合，但有時(shí)候因受到某些干擾而失控。若將KT延時(shí)常閉觸點(diǎn)換上KM2常閉觸點(diǎn)以后，就絕對可靠了。改進(jìn)后的電路如圖4-5所示。2盡量減少電器元件觸點(diǎn)數(shù)量，圖4-6為一個(gè)實(shí)例。圖4-6a不合理；圖4-6b較合理，節(jié)省了一個(gè)KM1常開觸點(diǎn)，通過兩個(gè)線圈共用同個(gè)觸點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。3. 合理安排電器元件觸點(diǎn)位置。4. 盡量(jnling)減少電氣線路的電源種類，電源有交流和直流兩大類，接觸器和繼電器等也有交直流兩大類，要盡量采用同一類電源。電壓等級應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)等級，如交流一般為：380 V、220 V、127 V、110 V、36 V、24 V、6.3V，直流為：12 V、2

14、4 V和48V。5盡量減少電器元件的品種、規(guī)格、數(shù)量和觸點(diǎn)。同一(tngy)用途的電器元件，盡可能選用同一型號規(guī)格。實(shí)現(xiàn)同一控制功能的電路可以有多個(gè)，電器元件的觸點(diǎn)用得最少的電路最優(yōu)。6盡可能減少通電電器數(shù)量。例如，時(shí)間繼電器在完成(wn chng)延時(shí)控制功能以后就應(yīng)斷電，以利節(jié)能和延長壽命。（三）原理圖設(shè)計(jì)舉例-CW6163型臥式車床電氣原理圖的設(shè)計(jì)1課題概述和設(shè)計(jì)要求CW6163型臥式車床是性能優(yōu)良應(yīng)用廣泛的普通小型車床，工件最大車削直徑為630mm，工件最大長度為1500 mm，其主軸運(yùn)動(dòng)的正反轉(zhuǎn)依靠兩組機(jī)械式摩擦片離合器完成，主軸的制動(dòng)采用液壓制動(dòng)器，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的縱向左右運(yùn)動(dòng)、橫向前后

15、運(yùn)動(dòng)以及快速移動(dòng)都集中由一個(gè)手柄操作。對電氣控制的要求是：由于工件的最大長度較長，為了減少輔助時(shí)間，除了配備一臺(tái)主軸運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)以外，還應(yīng)配備一臺(tái)刀架快速運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，主軸運(yùn)動(dòng)的起、停要求兩地操作。由于車削時(shí)會(huì)產(chǎn)生高溫，故需配備一臺(tái)普通冷卻泵電動(dòng)機(jī)。需要一套局部照明裝置以及一定的工作狀態(tài)指示燈。2電動(dòng)機(jī)的選擇根據(jù)課題概述和設(shè)計(jì)要求，可知需配備三臺(tái)電動(dòng)機(jī)：主軸電動(dòng)機(jī)，設(shè)為M1；冷卻泵電動(dòng)機(jī)，設(shè)為M2；快速電動(dòng)機(jī)，設(shè)為M3。通常電動(dòng)機(jī)的選擇在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)確定。 主軸電動(dòng)機(jī)M1選定為Y160M-4（11kW，380V，22.6A，1460r/min）。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2選定為JCB-22（0.125kW，3

16、80V，0.43A，2790r/min）?？焖匐妱?dòng)機(jī)M3選定為Y90S- 4 （1.1kW，380V，2.7A，1400r/min）。3電氣控制線路圖的設(shè)計(jì)主電路的設(shè)計(jì)主軸電機(jī)M1。M1的功率較大，超過10kW，但是由于車削是在起動(dòng)以后進(jìn)行，并且主軸的正反轉(zhuǎn)通過機(jī)械式方式進(jìn)行的，所以M1采用單向直接起動(dòng)控制方式，用KM進(jìn)行控制。在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮到過載保護(hù)，并采用電流表PA監(jiān)視車削量，就可得到控制M1的主電路如圖4-7所示。從圖4-7中可看到M1未設(shè)置短路保護(hù)，它的短路保護(hù)可由機(jī)械設(shè)備的前一級配電箱中的熔斷器擔(dān)任。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2和快速電動(dòng)機(jī)M3。由于電動(dòng)機(jī)M2和M3的功率較小，額定電流分別為0

17、.43A和2.7A，為了節(jié)省成本和縮小體積，可分別用交流中間繼電器KA1和KA2替代接觸器進(jìn)行控制。由于快速電動(dòng)機(jī)M3短時(shí)運(yùn)行，故不設(shè)過載保護(hù)，這樣可得到控制M2和M3 的主電路如圖4-7所示?？刂齐娫吹脑O(shè)計(jì)考慮到安全可靠和滿足照明及指示燈的要求，采用控制變壓器TC供電，其一次側(cè)為交流380V，二次側(cè)為交流127V、36V和6.3V，其中：127V提供給KM和中間繼電器KA1及KA2的線圈，36V交流安全電壓提供給局部照明電路，6.3V提供給指示燈電路，具體接線情況如圖4-7所示?？刂齐娐返脑O(shè)計(jì)(shj)主軸(zhzhu)電動(dòng)機(jī)M1的控制。由于機(jī)械設(shè)備比較大，考慮到操作方便，主電機(jī)M1可在機(jī)床

18、床頭(chun tu)操作板上和刀架拖板上分別設(shè)置起動(dòng)和停止按鈕SB3及SB1和SB4及SB2進(jìn)行操縱，實(shí)現(xiàn)兩地控制，可得到M1的控制電路如圖4-7所示。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2和快速電動(dòng)機(jī)M3。M2采用單向起?？刂品绞?，而M3采用點(diǎn)動(dòng)控制方式，具體電路如圖4-6所示。局部照明與信號指示電路的設(shè)計(jì)設(shè)置照明燈EL、燈開關(guān)SA和照明回路熔斷器FU3，具體電路如圖4-7示?？稍O(shè)三相電源接通指示燈HL2（綠色），在電源開關(guān)QS接通以后立即發(fā)光顯示，表示機(jī)床電氣線路已經(jīng)處于供電狀態(tài)。另外，設(shè)置指示燈HL1（紅色）表示主軸電動(dòng)機(jī)是否運(yùn)行。此兩指示燈HL1和HL2可分別由接觸器KM的常開和常閉觸點(diǎn)進(jìn)行切換通電顯示，

19、電路如圖4-7所示。在操作板上設(shè)有交流電流表PA，它被串接在主軸電動(dòng)機(jī)的主回路中，用以指示機(jī)床的工作電流。這樣可根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作情況調(diào)整切削量使主電機(jī)盡量滿載運(yùn)行，以提高生產(chǎn)效率，并能提高電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)。4.電氣元件的選擇(1)電動(dòng)機(jī)的選擇：實(shí)際上是在機(jī)電設(shè)計(jì)密切配合下并進(jìn)行實(shí)際實(shí)驗(yàn)的情況下定型的?，F(xiàn)在我們來進(jìn)行其它電氣元件的選擇。(2)電源開關(guān)的選擇：電源開關(guān)QS的選擇主要考慮電動(dòng)機(jī)M1M3的額定電流和起動(dòng)電流，而在控制變壓器TC二次側(cè)的接觸器及繼電器線圈、照明燈和顯示燈在TC一次側(cè)產(chǎn)生的電流相對來說較小，因而可不作考慮。已知M1、M2和M3的額定電流分別為22.6A 、0.43A和2.7A

20、，易算得電流之和為25.73A，由于只有功率較小的冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2和快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3為滿載起動(dòng)，如果這兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流之和放大5倍，也不過15.65A，而功率最大的主軸電動(dòng)機(jī)M1為輕載起動(dòng)，并且M3短時(shí)動(dòng)作，因而電源開關(guān)的額定電流就選25A左右，具體選擇QS為：三極轉(zhuǎn)換開關(guān)，HZ10-25/3型額定電流25A。(3)熱繼電器的選擇：根據(jù)M1和M2的額定電流，F(xiàn)R1應(yīng)選用JR0-40型熱繼電器。熱元件額定電流為25A，額定電流調(diào)節(jié)范圍為1625A，工作時(shí)調(diào)整為22.6A。FR2應(yīng)選用JR0-40型熱繼電器。熱元件額定電流為0.4A，額定電流調(diào)節(jié)范圍為0.4 0.64A，工作時(shí)調(diào)整為0.43

21、A。(4)接觸器的選擇：因主軸電動(dòng)機(jī)M1的額定電流為22.6A，控制回路電源127V，需主觸點(diǎn)三對，輔助點(diǎn)常開觸點(diǎn)兩對，輔助常閉觸點(diǎn)KM應(yīng)選用CJ10-40型接觸器，主觸點(diǎn)額定電流40A，線圈電壓127V。(5)中間繼電器的選擇：冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2和快速電動(dòng)機(jī)M3的額定電流較小，分別為0.43A和2.7A,所以KA1和KA2都可以選用普通的JZ7-44型交流中間繼電器代替接觸器進(jìn)行控制,每個(gè)中間繼電器常開常閉觸點(diǎn)各有4個(gè),額定電流為5A,線圈電壓為127V。(6)熔斷器的選擇：熔斷器FU1對M2和M3進(jìn)行短路保護(hù)，M2和M3的額定電流分別為0.43A和2.7A，根據(jù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)共用一個(gè)熔斷器時(shí)熔體

22、額定電流的計(jì)算公式：Ifu （1.52.5）INmax+IN若取系數(shù)(xsh)為2.5,算得Ifu 7.18A，因此(ync)可選用RL1-15型熔斷器，配用10A熔體(rn t)。圖4-7 CW6163型臥式車床電氣原理圖熔斷器FU2和FU3的選擇將同控制變壓器的選擇結(jié)合進(jìn)行。(7)按鈕的選擇：三個(gè)起動(dòng)按鈕SB3、SB4和SB6可選擇LA-18型按鈕，黑色；三個(gè)停止按鈕SB1、SB2和SB5也選擇LA-18型按鈕，顏色為紅色；點(diǎn)動(dòng)按鈕SB7型號相同，顏色為綠色。(8)照明燈及燈開關(guān)的選擇：照明燈EL和燈開關(guān)SA成套購置，EL可選用JC2型，交流36V，40W。(9)指示燈的選擇：指示燈HL1

23、和HL2，都選用ZSD-0型，6.3V，0.25A，分別為紅色和綠色。(10)電流表的選擇：電流表PA可選用62T2型，050A。(11)控制變壓器的選擇：控制變壓器可實(shí)現(xiàn)高低壓電路的隔離，使得控制電路中的電氣元件，如按鈕、行程開關(guān)和接觸器及繼電器線圈等同電網(wǎng)電壓不直接相接，提高了安全性。另外各種照明燈、指示燈和電磁閥等執(zhí)行元件的供點(diǎn)電壓有多種，有時(shí)也需要用控制變壓器降壓提供。常用的控制變壓器有BK-50、100、150、200、300、400和1000等型號，其中的數(shù)字為額定功率(VA)，一次側(cè)壓一般為交流380V和220V，二次側(cè)壓一般為交流6.3、12、24、36和127V。控制變壓器具

24、體選用時(shí)要考慮所需電壓的種類和進(jìn)行容量的計(jì)算?？刂谱儔浩鞯娜萘縋可以根據(jù)由它供電的最大負(fù)載所需要的功率來計(jì)算，并留有一定的余量，這樣可得經(jīng)驗(yàn)公式：P=KPI式中：PI -電磁元件的吸持功率和燈負(fù)載等其它負(fù)載消耗的功率；K為變壓器的容量儲(chǔ)備系數(shù)，一般取1.11.25。雖然電磁線圈在起動(dòng)吸合時(shí)消耗功率大，但變壓器有短時(shí)過載能力，故式子(sh zi)中，對電磁器件僅考慮吸持功率。對本實(shí)例而言，接觸器KM的吸持功率(gngl)為12W，中間繼電器KA1和KA2的吸持功率(gngl)都為12W，照明燈EL的功率為40W，指示燈HL1和HL2的功率都為1.575W，易算得總功率為79.15W，若取K為1.

25、25，則算得P約等于99W，因此控制變壓器TC可選用BK-100VA，380、220V/127、36、6.3V。易算得KM、KA1和KA2線圈電流及HL1、HL2電流之和小于2A，EL的電流也小于2A，故熔斷器FU2和FU3均選用RL1-15型，熔體2A。四、電氣控制系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)的目的是為了滿足電氣控制設(shè)備的制造和使用要求。工藝設(shè)計(jì)的依據(jù)是電氣原理圖及電氣元件目錄表。工藝設(shè)計(jì)時(shí)，一般先進(jìn)行電氣設(shè)備總體配置設(shè)計(jì)，而后進(jìn)行電氣元件布置圖、接線圖、電氣箱及非標(biāo)準(zhǔn)零件圖的設(shè)計(jì)，再進(jìn)行各類元器件及材料清單的匯總，最后還要編寫設(shè)計(jì)說明書和使用說明書，從而形成一套完整的設(shè)計(jì)技術(shù)文件。（一）電氣設(shè)備

26、總體配置設(shè)計(jì)各種電動(dòng)機(jī)及各類電器元件根據(jù)各自的作用，都有移動(dòng)的裝配位置，在構(gòu)成一個(gè)完整的電氣控制系統(tǒng)時(shí)，必須劃分組件，同時(shí)要解決組件之間以及電氣箱與被控制裝置之間的接線問題。通?？煞殖梢韵聨追N組件：設(shè)備電器組件。拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)與各種執(zhí)行元件（電磁閥、電磁鐵和電磁離合器等）以及各種檢測元件（行程開關(guān)、速度和溫度繼電器等）必須安裝在機(jī)械設(shè)備相應(yīng)部位，它們構(gòu)成了機(jī)械設(shè)備電器組件。電器板和電源板組件。各種控制電器（接觸器、中間繼電器和時(shí)間繼電器等）以及保護(hù)電器（熔斷器、熱繼電器和過電流繼電器等）安裝在電氣箱，構(gòu)成一塊或多塊電器板（主板），而控制變壓器及整流、濾波元件也安裝電氣箱內(nèi)，構(gòu)成電源板組件。控制面板

27、組件。各種控制開關(guān)、按鈕、指示燈、指示儀表和需要經(jīng)常調(diào)節(jié)的電位器等，必須安裝在控制臺(tái)面板上，構(gòu)成控制面板組件。各組件板和機(jī)械設(shè)備電器相互間的接線一般采用接線端子板，以便接拆。總體配置設(shè)計(jì)是以電氣系統(tǒng)的總裝配圖與總線接線圖形式來表達(dá)的，圖中應(yīng)以示意形式反映出電氣部件（如電氣箱、電動(dòng)機(jī)組、機(jī)械設(shè)備電器等）的位置及接線關(guān)系，以及走線方式和使用管線要求等。（二）電氣元件布置圖的繪制電氣元件布置圖是某些電器元件按一定原則的組合。同一組件電器元件的布置應(yīng)注意：需要經(jīng)常維護(hù)、檢修和調(diào)整的電器元件的位置不宜過高過低。體積大和較重的電器元件應(yīng)安裝在電器板的下面（一般電器板在電氣箱內(nèi)垂直安裝，以便通風(fēng)散熱、接線和

28、維修），而發(fā)熱元件應(yīng)安裝在電器板的上面。電器元件布置不宜過密，對易產(chǎn)生分弧的接觸器和自動(dòng)開關(guān)尤其要注意。若采用板前走線槽配線方式，應(yīng)適當(dāng)加大各排電器間距，以利布線和維護(hù)，同時(shí)還應(yīng)考慮整齊、美觀。原理圖中靠近的電器元件，應(yīng)盡量布置得近些，以縮短接線。布置圖是根據(jù)電器元件的外形繪制，并標(biāo)出各元件間距尺寸。每個(gè)電器元件的安裝尺寸及公差范圍，應(yīng)嚴(yán)格(yng)按標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)出，作為底板加工依據(jù)，以保證各電器的順利安裝。在電氣布置圖設(shè)計(jì)中，還要根據(jù)本組件進(jìn)出線的數(shù)量(shling)和采用導(dǎo)線規(guī)格，選擇進(jìn)出線方式，并選用適當(dāng)接線端子板或接插件，按一定順序標(biāo)上進(jìn)出線的接線號。(三)電氣(dinq)接線圖的繪制電氣接

29、線圖是根據(jù)電氣原理圖及電氣元件布置圖繪制的，它一方面表示出各電氣組件（電器板、電源板、控制面板和機(jī)械設(shè)備電器）之間的接線情況，另一方面表示出各電氣組件板上電器之間接線情況。因此，它是電氣設(shè)備安裝、進(jìn)行電器元件配線和檢修時(shí)查線的依據(jù)。設(shè)備上的電器（電動(dòng)機(jī)和行程開關(guān)等）可先接線到裝在機(jī)械設(shè)備上的分線盒，再從分線盒接線到電氣箱內(nèi)電器板上的接線端子板上，也可不用分線盒直接接到電氣箱。電氣箱上的各電器板、電源板和控制面板之間要通過接線端子板接線。接線圖的繪制還應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.電器元件按外形繪制，并與布置圖一致，偏差不要太大。與電氣原理圖不同，在接線圖中同一電器元件的各個(gè)部分（線圈、觸點(diǎn)等）必須畫在一

30、起。2.所有電器元件及其引線應(yīng)標(biāo)注與電氣原理圖相一致的文字符號及接線回路標(biāo)號。3.電器元件之間的接線可直接連接，也可采用單線表示法繪制，實(shí)含幾根線可從電器元件上標(biāo)注的接線回路數(shù)看出來。當(dāng)電器元件數(shù)量較多和接線較復(fù)雜時(shí)，也可不畫各元件間的連線，但是在各元件的各接線端子回路標(biāo)號處應(yīng)標(biāo)注另一元件的文字符號，以便識(shí)別，方便接線。電氣組件之間的接線也可采用單線表示法繪制，含線數(shù)可從端子板上的回路標(biāo)號數(shù)看出來。4.接線圖中應(yīng)標(biāo)出配線用的各種導(dǎo)線的型號、規(guī)格、截面積及顏色等。規(guī)定交流或直流動(dòng)力電路用黑線，交流輔助電路為紅色，直流輔助電路為藍(lán)色，地線為黃綠雙色，與地線連接的電路導(dǎo)線以及電路中的中性線用白色線。

31、還應(yīng)標(biāo)出組件間連線的護(hù)套材料，如橡套或塑套、金屬軟管、鐵管和塑料管等。電氣控制原理電路設(shè)計(jì)的方法與步驟電氣控制原理電路設(shè)計(jì)是原理設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容，各項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)通過它來實(shí)現(xiàn)，它又是工藝設(shè)計(jì)和各種技術(shù)資料的依據(jù)。一、電氣控制原理電路的基本設(shè)計(jì)方法電氣控制原理電路設(shè)計(jì)的方法主要有分析設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法兩種。1、分析設(shè)計(jì)法分析設(shè)計(jì)法是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求選擇適當(dāng)?shù)幕究刂骗h(huán)節(jié)（單元電路）或?qū)⒈容^成熟的電路按其聯(lián)鎖條件組合起來，并經(jīng)補(bǔ)充和修改，將其綜合成滿足控制要求的完整線路。當(dāng)沒有現(xiàn)成的典型環(huán)節(jié)時(shí)，可根據(jù)控制要求邊分析邊設(shè)計(jì)。分析設(shè)計(jì)法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)方法簡單，無固定的設(shè)計(jì)程序，它是在熟練掌握各種電氣控制電路

32、的基本環(huán)節(jié)和具備一定的閱讀分析電氣控制電路能力的基礎(chǔ)進(jìn)行的，容易為初學(xué)者所掌握，對于具備一定工作經(jīng)驗(yàn)的電氣技術(shù)人員來說，能較快地完成設(shè)計(jì)任務(wù)，因此在電氣設(shè)計(jì)中被普遍采用；其缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)出的方案不一定是最佳方案，當(dāng)經(jīng)驗(yàn)不足或考慮不周全時(shí)會(huì)影響線路工作的可靠性。為此，應(yīng)反復(fù)審核電路工作情況，有條件時(shí)還應(yīng)進(jìn)行模擬試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)修改，直到電路動(dòng)作準(zhǔn)確無誤，滿足生產(chǎn)工藝要求為止。2、邏輯設(shè)計(jì)法邏輯設(shè)計(jì)法是利用邏輯代數(shù)來進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，從生產(chǎn)機(jī)械的拖動(dòng)要求(yoqi)和工藝要求出發(fā)，將控制電路中的接觸器、繼電器線圈的通電與斷電，觸點(diǎn)的閉合與斷開，主令電器的接通與斷開看成邏輯變量，根據(jù)控制要求將它們之間的關(guān)

33、系用邏輯關(guān)系式來表達(dá)，然后再化簡，做出相應(yīng)的電路圖。邏輯設(shè)計(jì)法的優(yōu)點(diǎn)是能獲得理想、經(jīng)濟(jì)的方案，但這種方法設(shè)計(jì)難度較大，整個(gè)設(shè)計(jì)過程較復(fù)雜，還要涉及一些新概念，因此(ync)，在一般常規(guī)設(shè)計(jì)中，很少單獨(dú)采用。其具體設(shè)計(jì)過程可參閱專門論述資料，這里不再作進(jìn)一步介紹。二、電氣原理圖設(shè)計(jì)的基本(jbn)步驟電氣原理圖設(shè)計(jì)的基本步驟是：（l）根據(jù)確定的拖動(dòng)方案和控制方式設(shè)計(jì)系統(tǒng)的原理框圖。（2）設(shè)計(jì)出原理框圖中各個(gè)部分的具體電路。設(shè)計(jì)時(shí)按主電路、控制電路、輔助電路、聯(lián)鎖與保護(hù)、總體檢查反復(fù)修改與完善的先后順序進(jìn)行。（3）繪制總原理圖。（4）恰當(dāng)選用電器元件，并制訂元器件明細(xì)表。設(shè)計(jì)過程中，可根據(jù)控制電路

34、的簡易程度適當(dāng)?shù)剡x用上述步驟。三、原理圖設(shè)計(jì)中的一般要求一般來說，電氣控制原理圖應(yīng)滿足生產(chǎn)機(jī)械加工工藝的要求，電路要具有安全可靠，操作和維修方便，設(shè)備投資少等特點(diǎn)，為此，必須正確地設(shè)計(jì)控制電路，合理地選擇電器元件。原理圖設(shè)計(jì)應(yīng)滿足以下要求：1、電氣控制原理應(yīng)滿足工藝的要求在設(shè)計(jì)之前必須對生產(chǎn)機(jī)械的工作性能、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際加工情況有充分的了解，并在此基礎(chǔ)上來考慮控制方式，起動(dòng)、反向、制動(dòng)及調(diào)速的要求，設(shè)置各種聯(lián)鎖及保護(hù)裝置。2、控制電路電源種類與電壓數(shù)值的要求對于比較簡單的控制電路，而且電器元件不多時(shí)，往往直接采用交流380V或220V電源，不用控制電源變壓器。對于比較復(fù)雜的控制電路，應(yīng)采用控制

35、電源變壓器，將控制電壓降到110V或48V、24V。這種方案對維修、操作以及電器元件的工作可靠均有利。對于操作比較頻繁的直流電力傳動(dòng)的控制電路，常用220V或110V直流電源供電。直流電磁鐵及電磁離合器的控制電路，常采用24V直流電源供電。交流控制電路的電壓必須是下列規(guī)定電壓的一種或幾種：6V，24V，48V，110V（優(yōu)選值），220V，380V，50Hz。直流控制電路的電壓必須是下列規(guī)定電壓的一種或幾種：6V，12V，24V，48V，110V，220V。3、確保(qubo)電氣控制電路工作的可靠性、安全性為保證電氣控制電路可靠地工作，應(yīng)考慮以下(yxi)幾個(gè)方面：（1）電器元件的工作要穩(wěn)定

36、(wndng)可靠，符合使用環(huán)境條件，并且動(dòng)作時(shí)間的配合不致引起競爭。復(fù)雜控制電路中，在某一控制信號作用下，電路從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種穩(wěn)定狀態(tài)，常常有幾個(gè)電器元件的狀態(tài)同時(shí)變化，考慮到電器元件總有一定的動(dòng)作時(shí)間，對時(shí)序電路來說，就會(huì)得到幾個(gè)不同的輸出狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為電路的“競爭”。而對于開關(guān)電路，由于電器元件的釋放延時(shí)作用，也會(huì)出現(xiàn)開關(guān)元件不按要求的邏輯功能輸出的可能性，這種現(xiàn)象稱為“冒險(xiǎn)”?！案偁帯迸c“冒險(xiǎn)”現(xiàn)象都將造成控制電路不能按照要求動(dòng)作，從而引起控制失靈。通常所分析的控制電路電器的動(dòng)作和觸點(diǎn)的接通與斷開，都是靜態(tài)分析，沒有考慮電器元件動(dòng)作時(shí)間，而在實(shí)際運(yùn)行中，由于電磁線圈的電磁

37、慣性、機(jī)械慣性、機(jī)械位移量等因素，使接觸器或繼電器從線圈的通電到觸點(diǎn)閉合，有一段吸合時(shí)間；線圈斷電時(shí)，從線圈的斷電到觸點(diǎn)斷開，有一段釋放時(shí)間，這些稱為電器元件的動(dòng)作時(shí)間，是電器元件固有的時(shí)間，不同于人為設(shè)置的延時(shí)，固有的動(dòng)作延時(shí)是不可控制的，而人為的延時(shí)是可調(diào)的。當(dāng)電器元件的動(dòng)作時(shí)間可能影響到控制電路的動(dòng)作時(shí)，需要用能精確反映元件動(dòng)作時(shí)間及其互相配合的方法（如時(shí)間圖法）來準(zhǔn)確分析動(dòng)作時(shí)間，從而保證電路正常工作。（2）電器元件的線圈和觸點(diǎn)的連接應(yīng)符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電器元件圖形符號應(yīng)符合GB4728中的規(guī)定，繪制時(shí)要合理安排版面。例如，主電路一般安排在左面或上面，控制電路或輔助電路排在右面或下面

38、，元器件目錄表安排在標(biāo)題上方。為讀圖方便，有時(shí)以動(dòng)作狀態(tài)表或工藝過程圖形式將主令開關(guān)的通斷、電磁閥動(dòng)作要求、控制流程等表示在圖面上，也可以在控制電路的每一支路邊上標(biāo)注出控制目的。在實(shí)際連接時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：正確連接電器線圈。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電源上，以免電壓分配不均引起工作不可靠。在直流控制電路中，對于電感較大的電器線圈，如電磁閥、電磁鐵或直流電機(jī)勵(lì)磁線圈等，不宜與同電壓等級的接觸器或中間繼電器直接并聯(lián)使用。合理安排電器元件和觸點(diǎn)的位置。對于串聯(lián)回路，電器元件或觸點(diǎn)位置互換時(shí)，并不響其工作原理，但在實(shí)際運(yùn)行中，影

39、響電路安全并關(guān)系到導(dǎo)線長短，防止出現(xiàn)寄生電路。寄生電路是指在控制電路的動(dòng)作過程中，意外出現(xiàn)不是由于誤操作而產(chǎn)生的接通電路。盡量減少連接導(dǎo)線的數(shù)量，縮短連接導(dǎo)線的長度。控制電路工作時(shí)，應(yīng)盡量減少通電電器的數(shù)量，以降低故障的可能性并節(jié)約電能。在電路中采用小容量的繼電器觸點(diǎn)來斷開或接通大容量接觸器線圈時(shí)，要分析觸點(diǎn)容量的大小，若不夠時(shí)，必須加大繼電器容量或增加中間繼電器，否則工作不可靠。4、應(yīng)具有必要(byo)的保護(hù)環(huán)節(jié)控制電路在事故情況下，應(yīng)能保證操作人員、電氣設(shè)備、生產(chǎn)機(jī)械的安全，并能有效地制止事故的擴(kuò)大。為此，在控制電路中應(yīng)采取一定的保護(hù)措施(cush)。常用的有漏電開關(guān)保護(hù)、過載、短路、過流

40、、過壓、失壓、聯(lián)鎖與行程保護(hù)等措施。必要時(shí)還可設(shè)置相應(yīng)的指示信號。5、操作(cozu)、維修方便控制電路應(yīng)從操作與維修人員的工作出發(fā)，力求操作簡單、維修方便。6、控制電路力求簡單、經(jīng)濟(jì)在滿足工藝要求的前提下，控制電路應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟(jì)。盡量選用標(biāo)準(zhǔn)電氣控制環(huán)節(jié)和電路，縮減電器的數(shù)量，采用標(biāo)準(zhǔn)件和盡可能選用相同型號的電器設(shè)計(jì)任務(wù)書一一、設(shè)計(jì)目的 工廠電氣控制設(shè)備課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)及基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力，同時(shí)還培養(yǎng)學(xué)生查閱圖書資料、手冊、各種工具書的能力，培養(yǎng)學(xué)生繪圖和書寫技術(shù)報(bào)告的能力。二、設(shè)計(jì)題目 Z35搖臂鉆床的電氣控制線路三、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：1、設(shè)計(jì)要求：Z35搖

41、臂鉆床有四臺(tái)籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，主軸電動(dòng)機(jī)M1的功率3KW,搖臂升降電動(dòng)機(jī)M2功率1.1KW，點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行，液壓泵電動(dòng)機(jī)M3的功率0.6KW，冷卻泵電動(dòng)機(jī)M4功率0.125KW?？刂齐娐凡捎檬珠_關(guān)操作，它能實(shí)現(xiàn)主軸起停和搖臂升降的聯(lián)鎖，它有五個(gè)位置，各位置工作情況如下表：手柄位置實(shí)物位置接通微動(dòng)開關(guān)觸點(diǎn)工作情況中都不通停止左SA1-1零壓保護(hù)右SA1-2主軸運(yùn)動(dòng)上SA1-3搖臂上升下SA1-4搖臂下降1.1 Z35型搖臂鉆床的主要結(jié)構(gòu)搖臂鉆床主要由底座、內(nèi)立柱、外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺(tái)等部分組成。內(nèi)立柱固定在底座的一端，在他的外面套有外立柱，外立柱可繞內(nèi)立柱回轉(zhuǎn)360度搖臂的一端為套筒，它套裝在外立柱做上下移動(dòng)由于絲桿與外立柱連成一體，而升降螺母固定在搖臂上，因此搖臂不能繞外立柱轉(zhuǎn)動(dòng)，只能與外立柱一起繞內(nèi)立柱來回轉(zhuǎn)主軸箱是一個(gè)復(fù)合部件，由主傳動(dòng)電動(dòng)機(jī)、主軸和主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、進(jìn)給和變速機(jī)構(gòu)、機(jī)床