電機(jī)與電氣控制技術(shù)項(xiàng)目教程課件 項(xiàng)目6 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)項(xiàng)目6電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括：1、電氣原理圖設(shè)計(jì)2、電氣工藝設(shè)計(jì)項(xiàng)目6電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為滿足生產(chǎn)機(jī)械及其工藝要求而進(jìn)行的電氣控制設(shè)計(jì)。為電氣控制裝置本身的制造、使用、運(yùn)行及維修的需要而進(jìn)行的生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)。

簡(jiǎn)易冷庫(kù)繼電器－接觸器控制電路設(shè)計(jì)

電氣控制電路常用電器選擇

電氣控制電路設(shè)計(jì)

電氣控制設(shè)計(jì)原則與內(nèi)容任務(wù)一任務(wù)二任務(wù)三任務(wù)四項(xiàng)目6電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)一電氣控制設(shè)計(jì)原則與內(nèi)容了解電氣控制設(shè)計(jì)的基本原則1了解生產(chǎn)機(jī)械電力裝備設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容2了解生產(chǎn)機(jī)械電力裝備設(shè)計(jì)的一般程序3知識(shí)與能力目標(biāo)1.生產(chǎn)機(jī)械電力裝備設(shè)計(jì)的基本原則1）最大限度地滿足生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)工藝對(duì)電氣控制的要求，這些生產(chǎn)工藝要求是電氣控制設(shè)計(jì)的依據(jù)。2）在滿足控制要求前提下，設(shè)計(jì)方案力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、合理，不要盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。

3）正確、合理地選用電器元件，確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠地工作。4）為適應(yīng)生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇控制設(shè)備時(shí)，設(shè)備能力留有適當(dāng)裕量。任務(wù)一電氣控制設(shè)計(jì)原則與內(nèi)容2.生產(chǎn)機(jī)械電力裝備設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容是根據(jù)控制要求，設(shè)計(jì)和編制出電氣設(shè)備制造和使用維修中必備的圖樣和資料等。包括電氣原理圖設(shè)計(jì)和電氣工藝設(shè)計(jì)兩部分。

任務(wù)一電氣控制設(shè)計(jì)原則與內(nèi)容（1）原理設(shè)計(jì)內(nèi)容1）擬定電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

2）選擇電氣拖動(dòng)方案和控制方式

3）確定電動(dòng)機(jī)類型、型號(hào)、容量、轉(zhuǎn)速5）設(shè)計(jì)電氣控制原理圖6）選擇電氣元件，擬定元器件清單7）編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)4）設(shè)計(jì)電氣控制方式，確定各部分之間的關(guān)系，擬定各部分技術(shù)要求任務(wù)一電氣控制設(shè)計(jì)原則與內(nèi)容（2）

電氣工藝設(shè)計(jì)內(nèi)容1)

根據(jù)設(shè)計(jì)出的電氣原理圖及選定的電氣元件,設(shè)計(jì)電氣設(shè)備的總體配置,繪制電氣控制系統(tǒng)的總裝配圖及總接線圖。2）繪制各組件電器元件布置圖和安裝接線圖，表明各電器元件的安裝方式和接線方式。3）編寫(xiě)使用維護(hù)說(shuō)明書(shū)。任務(wù)一電氣控制設(shè)計(jì)原則與內(nèi)容3.生產(chǎn)機(jī)械電力裝備設(shè)計(jì)的一般程序1）擬定電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)

2）選擇電氣拖動(dòng)方案和控制方式

3）確定電動(dòng)機(jī)類型、型號(hào)、容量、轉(zhuǎn)速5）設(shè)計(jì)電氣控制原理圖6）選擇電氣元件，擬定元器件清單7）編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)4）設(shè)計(jì)電氣控制方式，確定各部分之間的關(guān)系，擬定各部分技術(shù)要求任務(wù)一電氣控制設(shè)計(jì)原則與內(nèi)容了解電氣控制電路的設(shè)計(jì)要求1熟悉電氣控制電路設(shè)計(jì)的方法與步驟2了解生產(chǎn)機(jī)械電力裝備設(shè)計(jì)的一般程序3知識(shí)與能力目標(biāo)任務(wù)二電氣控制電路設(shè)計(jì)

電氣控制電路設(shè)計(jì)方法與步驟

電氣控制電路設(shè)計(jì)要求子任務(wù)一子任務(wù)二任務(wù)二電氣控制電路設(shè)計(jì)1.電力拖動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的確定原則

（1）傳動(dòng)方式

（2）調(diào)速方式2）在選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速時(shí)，應(yīng)滿足工藝條件要求，可選用二極、四極或更低的同步轉(zhuǎn)速。（3）傳動(dòng)方式與其負(fù)載特性相適應(yīng)（4）電動(dòng)機(jī)起制動(dòng)和正反轉(zhuǎn)的要求1）對(duì)于重型或大型設(shè)備的主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，精密機(jī)械設(shè)備（如坐標(biāo)鏜床、數(shù)控機(jī)床等）應(yīng)采用無(wú)級(jí)調(diào)速。子任務(wù)一電氣控制電路設(shè)計(jì)要求1.電氣控制電路設(shè)計(jì)方法子任務(wù)二電氣控制電路設(shè)計(jì)方法與步驟設(shè)計(jì)方法（1）分析設(shè)計(jì)法（2）邏輯設(shè)計(jì)法子任務(wù)二電氣控制電路設(shè)計(jì)方法與步驟1）根據(jù)選定的拖動(dòng)方案及控制方式設(shè)計(jì)系統(tǒng)的原理框圖，擬定出各部分的主要技術(shù)要求和主要技術(shù)參數(shù)。2）根據(jù)各部分的要求，設(shè)計(jì)出原理框圖中各個(gè)部分的具體電路。3)繪制總原理圖。4)正確選用原理電路中每一個(gè)電器元件，并制定元器件目錄清單。2.電氣控制電路設(shè)計(jì)步驟了解電器元件選擇的基本原則1學(xué)會(huì)如何進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的選擇2學(xué)會(huì)如何進(jìn)行常用電器元件的選擇3知識(shí)與能力目標(biāo)任務(wù)三電氣控制電路常用電器選擇

常用控制電器選擇

電動(dòng)機(jī)選擇子任務(wù)一子任務(wù)二任務(wù)三電氣控制電路常用電器選擇1）根據(jù)對(duì)控制元器件功能的要求，確定電器元件類型。2）確定元器件承載能力的臨界值及使用壽命。主要是根據(jù)電氣控制的電壓、電流及功率的大小來(lái)確定元器件的規(guī)格。3）確定元器件預(yù)期的工作環(huán)境及供應(yīng)情況。4）確定元器件在應(yīng)用時(shí)所需的可靠性等。任務(wù)三電氣控制電路常用電器選擇電器元件選擇的基本原則：電動(dòng)機(jī)選擇的基本原則1）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性應(yīng)滿足生產(chǎn)機(jī)械提出的要求，要與負(fù)載的負(fù)載特性相適應(yīng)。2）工作過(guò)程中電動(dòng)機(jī)容量能得到充分利用，使其溫升盡可能達(dá)到或接近額定溫升值。3）電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)型式滿足機(jī)械設(shè)計(jì)提出的安裝要求，并能適應(yīng)周圍環(huán)境工作條件。4）在滿足設(shè)計(jì)要求前提下，應(yīng)優(yōu)先采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、使用維護(hù)方便的三相籠型異步電動(dòng)機(jī)。子任務(wù)一電動(dòng)機(jī)選擇（1）主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量的選擇1）分析計(jì)算法

根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載圖預(yù)選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，再用該電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載圖求出電動(dòng)機(jī)的負(fù)載圖。最后按電動(dòng)機(jī)的負(fù)載圖從發(fā)熱的方面進(jìn)行校驗(yàn)，并檢查電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力與起動(dòng)轉(zhuǎn)矩是否滿足要求，如若不合格，另選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)重新計(jì)算，直到合格為止。1.電動(dòng)機(jī)容量的選擇子任務(wù)一電動(dòng)機(jī)選擇2）統(tǒng)計(jì)類比法

將各國(guó)同類型、先進(jìn)的電動(dòng)機(jī)容量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，從中找出電動(dòng)機(jī)容量與機(jī)床主要參數(shù)間的關(guān)系，再根據(jù)國(guó)情得出相應(yīng)的計(jì)算公式來(lái)確定電動(dòng)機(jī)容量的一種實(shí)用方法。式中：P—電動(dòng)機(jī)容量，單位為KW；

D—工件最大直徑，單位為m。（1）車床子任務(wù)一電動(dòng)機(jī)選擇（2）立式車床式中：P—電動(dòng)機(jī)容量，單位為KW；

D—工件最大直徑，單位為m。式中：D—最大鉆孔直徑，單位為mm。（3）搖臂鉆床子任務(wù)一電動(dòng)機(jī)選擇（4）臥式鏜床式中：D——鏜桿直徑，單位為mm。（5）外圓磨床式中：B—砂輪寬度，單位為mm。

K—砂輪主軸用滾動(dòng)軸承時(shí)，K=0.8~1.1,

砂輪主軸用滑動(dòng)軸承時(shí)，K=1.0~1.3。子任務(wù)一電動(dòng)機(jī)選擇（6）龍門銑床式中：B——工作臺(tái)寬度，單位為mm。子任務(wù)一電動(dòng)機(jī)選擇（2）進(jìn)給拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)容量的選擇1.電動(dòng)機(jī)容量的選擇機(jī)床進(jìn)給拖動(dòng)的功率一般均較小，按經(jīng)驗(yàn)，車床、鉆床的進(jìn)給拖動(dòng)功率為主拖動(dòng)功率的3﹪～5﹪，而銑床的進(jìn)給拖動(dòng)功率為主拖動(dòng)功率的20﹪～25﹪。子任務(wù)一電動(dòng)機(jī)選擇2.電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓應(yīng)與電源電壓相一致。當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)由直流發(fā)電機(jī)供電時(shí)，額定電壓常用220V或110V。大功率電動(dòng)機(jī)可提高到600～800V，甚至為1000V。子任務(wù)一電動(dòng)機(jī)選擇2.電動(dòng)機(jī)額定電壓的選擇對(duì)于交流電動(dòng)機(jī)，額定電壓則與供電電網(wǎng)電壓一致。一般車間電網(wǎng)電壓為380V，因此，中小型異步電動(dòng)機(jī)額定電壓為220/380V（△/Y連接）及380/600V（△/Y連接）兩種。子任務(wù)一電動(dòng)機(jī)選擇3.電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇子任務(wù)一電動(dòng)機(jī)選擇1）電動(dòng)機(jī)連續(xù)工作時(shí)，很少起、制動(dòng)。2）電動(dòng)機(jī)經(jīng)常起、制動(dòng)及反轉(zhuǎn)，主要以過(guò)渡過(guò)程能量損耗最小為條件來(lái)選擇轉(zhuǎn)速比及電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速。4.電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式的選擇子任務(wù)一電動(dòng)機(jī)選擇

按其安裝位置的不同可分為臥式、立式等。根據(jù)電動(dòng)機(jī)與工作機(jī)構(gòu)的連接方便和緊湊為原則來(lái)選擇。另外，按電動(dòng)機(jī)工作的環(huán)境條件，有不同的防護(hù)形式供選擇，如防護(hù)式、封閉式及防爆式等，可根據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作條件來(lái)選擇。4.電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式的選擇子任務(wù)一電動(dòng)機(jī)選擇常用的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)是封閉自扇冷式籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，是全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的基本系列，安裝尺寸和功率等級(jí)完全符合IEC標(biāo)準(zhǔn)和DIN42673標(biāo)準(zhǔn)。（1）按鈕1.按鈕、刀開(kāi)關(guān)、組合開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)及自動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇子任務(wù)二常用控制電器選擇選用依據(jù)主要是按需要的觸點(diǎn)對(duì)數(shù)、動(dòng)作要求、是否需要帶指示燈、使用場(chǎng)合以及顏色等要求。例如，緊急操作一般選用蘑菇形，停止按鈕通常選用紅色等。1.按鈕、刀開(kāi)關(guān)、組合開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)及自動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇子任務(wù)二常用控制電器選擇（2）刀開(kāi)關(guān)刀開(kāi)關(guān)主要用于接通和切斷長(zhǎng)期工作設(shè)備的電源、不經(jīng)常起動(dòng)及制動(dòng)容量小于7.5kW的異步電動(dòng)機(jī)。選用根據(jù)電源種類、電壓等級(jí)、斷流容量及需要極數(shù)。1.按鈕、刀開(kāi)關(guān)、組合開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)及自動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇子任務(wù)二常用控制電器選擇（3）組合開(kāi)關(guān)組合開(kāi)關(guān)主要用于電源的引入，其選用依據(jù)是電源種類、電壓等級(jí)、觸點(diǎn)數(shù)量以及斷流容量。當(dāng)采用組合開(kāi)關(guān)來(lái)控制5kW以下小容量異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，其額定電流一般為1.5～2.5IN，接通次數(shù)小于15～20次/h，常用的組合開(kāi)關(guān)為HZ10系列。1.按鈕、刀開(kāi)關(guān)、組合開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)及自動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇子任務(wù)二常用控制電器選擇（4）限位開(kāi)關(guān)限位開(kāi)關(guān)主要用于位置控制或有位置保護(hù)要求的場(chǎng)合。常用的有LX2、LX19、JLZK1型限位開(kāi)關(guān)以及LXW-11、JLXW-11型微動(dòng)開(kāi)關(guān)。選用時(shí)，主要根據(jù)機(jī)械位置對(duì)開(kāi)關(guān)形式的要求和控制電路對(duì)觸點(diǎn)數(shù)量的要求，以及電流、電壓等級(jí)來(lái)確定其型號(hào)。（5）斷路器1.按鈕、刀開(kāi)關(guān)、組合開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)及自動(dòng)開(kāi)關(guān)的選擇子任務(wù)二常用控制電器選擇斷路器具有很好的保護(hù)作用，斷路器的類型有框架式、塑料外殼式、手動(dòng)操作式和電動(dòng)操作式。在選用時(shí)，主要從保護(hù)特性要求（幾段保護(hù)）、分段能力、電網(wǎng)電壓類型、電壓等級(jí)、長(zhǎng)期工作負(fù)載的平均電流及操作頻率程度等幾方面來(lái)確定它的型號(hào)。2.接觸器的選擇1）接觸器種類的選擇2）接觸器使用類別的選擇3）接觸器額定電壓的選擇4）接觸器額定電流的選擇接觸器的選擇按以下步驟進(jìn)行:5）接觸器線圈額定電壓的確定6）接觸器觸頭數(shù)目的考慮7）接觸器額定操作頻率子任務(wù)二常用控制電器選擇2.接觸器的選擇1）主觸點(diǎn)額定電流IN的選擇。具體選用方法:子任務(wù)二常用控制電器選擇2.接觸器的選擇具體選用方法:子任務(wù)二常用控制電器選擇2）額定電壓UN應(yīng)大于控制電路的額定電壓。3）接觸器觸點(diǎn)數(shù)量、種類應(yīng)滿足控制需要，當(dāng)輔助觸點(diǎn)的對(duì)數(shù)不能滿足要求時(shí)，可用增設(shè)中間繼電器方法來(lái)解決。4）接觸器線圈的電壓種類與電壓等級(jí)應(yīng)根據(jù)控制電路要求選用。（1）電磁式繼電器的選用（2）時(shí)間繼電器的選用（3）熱繼電器的選用子任務(wù)二常用控制電器選擇3.繼電器的選擇名稱動(dòng)作特點(diǎn)主要用途電壓繼電器當(dāng)電路中的電壓達(dá)到規(guī)定值時(shí)動(dòng)作用于電動(dòng)機(jī)失電壓或欠電壓保護(hù)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)制動(dòng)電流繼電器當(dāng)電路中通過(guò)的電流達(dá)到規(guī)定值時(shí)動(dòng)作用于電動(dòng)機(jī)過(guò)載與短路保護(hù)，直流電動(dòng)機(jī)磁場(chǎng)控制及失磁保護(hù)中間繼電器當(dāng)電路中的電壓達(dá)到規(guī)定值時(shí)動(dòng)作觸頭數(shù)量較多、容量較大，通過(guò)他增加控制回路或起信號(hào)放大作用時(shí)間繼電器自得到動(dòng)作信號(hào)起至觸頭動(dòng)作有一定延時(shí)用于交流電動(dòng)機(jī)，作為以時(shí)間為函數(shù)起動(dòng)時(shí)切換電阻的加速繼電器，籠型電動(dòng)機(jī)的Y-△起動(dòng)、能耗制動(dòng)及控制各種生產(chǎn)工藝程序等（1）電磁式繼電器的選用選用的依據(jù)主要是：被控制或被保護(hù)對(duì)象的特性、觸點(diǎn)的種類、數(shù)量、控制電路的電壓、電流、負(fù)載性質(zhì)等因素。子任務(wù)二常用控制電器選擇1、熱繼電器結(jié)構(gòu)形式的選擇（3）熱繼電器的選用2、熱繼電器額定電流的選擇2、延時(shí)方式4、延時(shí)時(shí)間（2）時(shí)間繼電器的選用1、電流種類和電壓等級(jí)3、延時(shí)精度5、觸頭形式和數(shù)量6、操作頻率子任務(wù)二常用控制電器選擇4.熔斷器的選擇1、一般熔斷器的選擇1）熔斷器類型2、快速熔斷器

1）快速熔斷器的額定電壓

2）快速熔斷器的額定電流2）熔斷器額定電壓和額定電流3）熔斷器熔體額定電流4）配電系統(tǒng)的熔斷器子任務(wù)二常用控制電器選擇

單臺(tái)電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期工作

多臺(tái)電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期共用一個(gè)熔斷器保護(hù)4.熔斷器的選擇子任務(wù)二常用控制電器選擇1.主電路設(shè)計(jì)2.列出主電路中電氣元件動(dòng)作的要求3.選擇基本控制環(huán)節(jié)并進(jìn)行初步的組合4.簡(jiǎn)化電路5.對(duì)照要求，完善電路6.統(tǒng)計(jì)繼電-接觸器及觸點(diǎn)數(shù)，并進(jìn)行合理安排7.電路的分析與完善8.實(shí)踐驗(yàn)證任務(wù)四簡(jiǎn)易冷庫(kù)繼電器-接觸器控制電路設(shè)計(jì)了解電氣控制電路的設(shè)計(jì)要求1熟悉電氣控制電路設(shè)計(jì)的方法與步驟2會(huì)進(jìn)行電氣控制線路設(shè)計(jì)與優(yōu)化3知識(shí)與能力目標(biāo)任務(wù)四簡(jiǎn)易冷庫(kù)繼電器-接觸器控制電路設(shè)計(jì)1.主電路設(shè)計(jì)

需要控制的對(duì)象有：水泵電動(dòng)機(jī)、冷卻塔電動(dòng)機(jī)、蒸發(fā)器電動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)電動(dòng)機(jī)和電磁閥5個(gè)對(duì)象。啟動(dòng)機(jī)組時(shí)，水泵電動(dòng)機(jī)、冷卻塔電動(dòng)機(jī)及蒸發(fā)器電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)。主電路任務(wù)四簡(jiǎn)易冷庫(kù)繼電器-接觸器控制電路設(shè)計(jì)2、列出主電路中電氣元器