三菱PLC41電氣控制電路的設(shè)計基礎(chǔ)課件

第四章電氣設(shè)計與CAD電氣控制電路設(shè)計基礎(chǔ)機(jī)床電氣控制電路設(shè)計舉例電氣設(shè)計的內(nèi)容電氣設(shè)計CAD計算機(jī)輔助設(shè)計通用CAD繪圖電氣專業(yè)設(shè)計CAD軟件√√√第一節(jié)電氣控制電路設(shè)計基礎(chǔ)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容和原則電氣控制電路設(shè)計方法電氣控制電路設(shè)計中元器件的選擇電氣控制系統(tǒng)中的保護(hù)環(huán)節(jié)一電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容和原則基本內(nèi)容：①擬定電氣設(shè)計任務(wù)書（技術(shù)條件）②確定電氣傳動方案，選擇電動機(jī)③設(shè)計電氣控制原理圖④選擇電氣元件，并制定元件明細(xì)表⑤設(shè)計操作臺﹑電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電氣元件⑥設(shè)計電氣設(shè)備布置總圖﹑電氣安裝圖和電氣接線圖⑦編寫電氣說明書和使用操作說明書②要求電氣調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械調(diào)速要求（范圍﹑平滑性﹑機(jī)械特性硬度﹑轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)級數(shù)﹑工作可靠性）

選擇拖動方案，比較確定最佳調(diào)速范圍：2～3調(diào)速級數(shù)：≤2～4雙速或多速鼠籠異步電動機(jī)調(diào)速范圍：≤

3不要求平滑繞線式異步電動機(jī)（短時負(fù)載和重復(fù)短時負(fù)載）調(diào)速范圍：

3～10要求平滑帶滑差離合器的異步電動機(jī)（長期低速時，用晶閘管直流拖動）調(diào)速范圍：

10～100直流拖動系統(tǒng)或交流調(diào)速系統(tǒng)三相異步電動機(jī)的調(diào)速：定子繞組的級數(shù)轉(zhuǎn)子電路的電阻變頻調(diào)速和串級調(diào)速改變③電動機(jī)調(diào)速性質(zhì)的確定調(diào)速：

恒轉(zhuǎn)距（調(diào)電樞電壓）恒功率（調(diào)勵磁電流）直流他勵電動機(jī)恒轉(zhuǎn)距：Y－雙Y，輸出轉(zhuǎn)距不變恒功率：△－雙Y，轉(zhuǎn)速但功率變化不大雙速鼠籠異步電動機(jī)例：車床主軸為恒功率傳動進(jìn)給為恒轉(zhuǎn)距傳動調(diào)速性質(zhì)＝負(fù)載性質(zhì)二電氣控制電路設(shè)計方法經(jīng)驗設(shè)計法邏輯設(shè)計法根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求和加工過程，利用各種典型的基本控制環(huán)節(jié)，加以修改、補(bǔ)充、完善，最后得出最佳方案

試探的方法，無固定模式，設(shè)計結(jié)果不唯一1.經(jīng)驗設(shè)計法

設(shè)計主電路設(shè)計控制電路設(shè)計聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)電路的完善

觸點的連接同一個電器的常開觸頭和常閉觸頭位置靠得很近，不能分別接在電源的不同相上。電位不等×√飛弧等電位

避免多個電器元件依次動作后才能接通另一個電器元件

應(yīng)考慮電器觸頭的接通和分?jǐn)嗄芰?/p>

﹡若觸頭容量不夠，可在線路中增加中間繼電器或增加線路中觸頭數(shù)目﹡增加接通能力用多觸頭并聯(lián)連接﹡增加分?jǐn)嗄芰τ枚嘤|頭串聯(lián)連接

應(yīng)考慮電器元件觸頭‘競爭”問題

﹡KA為先斷后合型：自鎖不行﹡KA為先合后斷型：自鎖可行控制電路力求簡單、經(jīng)濟(jì)

盡量減少觸頭的數(shù)目(經(jīng)濟(jì)，故障機(jī)會少)

盡量減少連接導(dǎo)線

KM在控制柜，起停按鈕在操作臺

線路在工作時．除必要的電器元件必須長期通電外，其余電器應(yīng)盡量不長期通電

(延長電器元件的使用壽命和節(jié)約電能)應(yīng)具有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)

短路保護(hù)

熔斷器或斷路器

過流保護(hù)

過流繼電器和接觸器配合起動方法不正確&負(fù)載轉(zhuǎn)矩過大常常引起電動機(jī)的過電流故障,過電流一般比短路電流要小。(直流電機(jī)和繞線式異步電機(jī))

過載保護(hù)

熱繼電器

零電壓保護(hù)

并聯(lián)在起動按鈕兩端的接觸器的自鎖觸頭

零電壓繼電器主令控制器

多功能保護(hù)器(過載﹑斷相﹑短路)電流互感器TA1～TA3在電動機(jī)運行時磁路處于飽和狀態(tài)(鐵磁氧體MX0-2000型錳鋅磁環(huán))

正常情況分析斷相保護(hù)過載保護(hù)（熱保護(hù)）

設(shè)計思路

自動循環(huán)刀架由1移到2進(jìn)行鉆削加工后，自動退回1，實現(xiàn)1－2之間自動位置循環(huán)

﹡電動機(jī)須正、反向運轉(zhuǎn)，故采用兩個接觸器，以改變電源相序(典型的正反轉(zhuǎn)控制環(huán)節(jié))﹡加限位，控制自動循環(huán)

，改電路邏輯設(shè)計法：利用邏輯代數(shù)方法，設(shè)計電器控制線路，或?qū)€路簡化邏輯變量：接觸器、繼電器的線圈、觸頭線圈：通電時,為1斷電時,為0

觸頭：閉合時,為1斷開時,為0

電器控制線路中，線圈的狀態(tài)可用邏輯表達(dá)式表示，因而可用邏輯代數(shù)方法，設(shè)計或化簡電器控制線路二.邏輯設(shè)計法

邏輯與：電器控制線路與基本邏輯表達(dá)式的關(guān)系KA1KA2KM000010100111真值表

邏輯或：KA1KA2KM000011101111真值表常閉觸頭用其線圈的非表示

邏輯非：KAKM0110真值表邏輯電路基本類型：

邏輯組合電路

√（無反饋，如自鎖電路）

邏輯時序電路（有反饋，有記憶功能）邏輯設(shè)計法舉例控制線路要求：

某電動機(jī)只有在繼電器KA1、KA2、KA3中任何一個或任何兩個繼電器動作時才能運轉(zhuǎn)，而在其它任何情況下都不運轉(zhuǎn)。電動機(jī)的運轉(zhuǎn)由接觸器KM控制根據(jù)題目的要求，列出接觸器通電狀態(tài)的真值表

接觸器通電狀態(tài)的真值表

KA1KA2KA3KM00000011010101111001101111011110﹡根據(jù)題目的要求，列出接觸器通電狀態(tài)的真值表KA1KA2KA3KA1KA2KA3KM(按基本公式和運算規(guī)律)﹡化簡三.電氣控制電路設(shè)計中元器件的選擇電動機(jī)的選擇①臥式車床主電動機(jī)的功率：

P=36.5D

式中:P—主拖動電動機(jī)的功率(kW)D—工件最大直徑(m)②立式車床主電動機(jī)的功率

P=20D式中:P&D同上③搖臂鉆床主電動機(jī)的功率

P=0.0646D式中:

P同上;D—最大鉆孔直徑(mm)④臥式鏜床主電動機(jī)的功率

P=0.004D

式中:

P同上;

D—鏜桿直徑(mm)⑤龍門銑床主電動機(jī)的功率

P=1/166B式中:

P同上;

B—工作臺寬度(mm)

1.電動機(jī)功率的選擇：1.540.881.191.71.15進(jìn)給拖動功率=0.03～0.05主拖動功率2.電動機(jī)額定電壓的選擇：與供電網(wǎng)電壓一致220V/380V（△/Y）380V/660V（△/Y）中小型異步電動機(jī)若380V/660V用Y

/△

起動，且功率教大時，則選用相應(yīng)電壓的高壓電動機(jī)3.電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇：一般同功率的電動機(jī)，額定轉(zhuǎn)速愈高，尺寸愈小，成本愈低但生產(chǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速一定，電機(jī)轉(zhuǎn)速愈高，傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速比愈大，其機(jī)構(gòu)愈復(fù)雜4.電動機(jī)結(jié)構(gòu)型式的選擇：

以電動機(jī)與工作機(jī)構(gòu)的連接方便﹑緊湊為原則臥式（軸是水平的）立式（軸是垂直的）立銑﹑龍門銑﹑立式鉆床根據(jù)工作條件選擇電動機(jī)的防護(hù)型式：防護(hù)式封閉式防爆式5.鼠籠電動機(jī)有關(guān)電阻的計算：①起動電阻的計算：

減壓起動時，定子回路串聯(lián)的限流電阻②反接制動電阻的計算：反接制動時，其電流＞起動電流常用低壓電器的選擇1.接觸器的選用:電源的類型直流交流主觸點額定電流輔助觸點種類數(shù)量觸點額定電流線圈電源種類頻率額定電壓額定操作頻率2.繼電器的選擇:一般繼電器的選用

（電磁繼電器）線圈電壓或線圈電流過/欠電流繼電器過/欠電壓繼電器中間繼電器時間繼電器的選擇通電延時或斷電延時延時長短使用場合﹑工作環(huán)境熱繼電器的選用結(jié)構(gòu)形式（兩相﹑三相）熱元件額定電流：IR＝（0.95～1.05）IN（一般）IR＝（1.15～1.5）IN（特殊）IN