電氣控制與PLC技術(shù)課件第4章

Ch4電氣控制線路經(jīng)驗設(shè)計

4.1電氣設(shè)計的基本原則4.2機床電力拖動電動機的選擇4.3電氣控制線路設(shè)計4.4機床常用電器的選擇4.5電氣控制線路設(shè)計舉例本章要求1.了解電氣控制線路設(shè)計的基本內(nèi)容。2.理解電氣控制線路設(shè)計的一般程序。3.掌握電氣控制線路設(shè)計的原則。4.能夠利用經(jīng)驗設(shè)計法設(shè)計簡單的電氣控制線路。

生產(chǎn)機械一般由機械和電氣兩大部分組成。其中，電氣控制系統(tǒng)是生產(chǎn)機械的重要組成部分，對生產(chǎn)機械能否正確、可靠和安全的工作起著決定性作用。一個好的電氣控制系統(tǒng)，必須既能滿足生產(chǎn)機械的工藝要求，又要符合經(jīng)濟(jì)性原則，還要安全可靠、操作維護(hù)方便。生產(chǎn)機械電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的合理與否，將直接影響其工作性能及先進(jìn)性。由各種低壓電器組成的電氣自動控制線路，具有線路簡單、維修方便、成本低等特點，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)設(shè)備電氣控制領(lǐng)域。

電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本任務(wù)：根據(jù)生產(chǎn)機械對控制系統(tǒng)的要求設(shè)計和編制設(shè)備的制造、使用和維修過程中所必須的圖紙、資料，主要包括電氣原理圖、電氣元件布置圖、安裝接線圖等，編制外購元件目錄、材料消耗清單，編寫說明書等資料。電氣控制系統(tǒng)設(shè)計主要包括電氣原理圖設(shè)計和電氣工藝設(shè)計兩大部分內(nèi)容。電氣原理圖設(shè)計是為滿足生產(chǎn)機械及其工藝要求而進(jìn)行的電路設(shè)計，決定了生產(chǎn)機械的實用性和先進(jìn)性，是電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的核心；電氣工藝設(shè)計是為電氣控制裝置的制造、使用、運行及維修的需要而進(jìn)行的生產(chǎn)施工設(shè)計，如開關(guān)柜柜體設(shè)計、布線工藝設(shè)計等。電氣工藝設(shè)計必須在電氣原理圖設(shè)計完成后，根據(jù)工程現(xiàn)場實際要求，合理考慮。

4.1電氣設(shè)計的基本原則

1．熟悉所設(shè)計機床（設(shè)備）的總體技術(shù)要求及工作過程，清楚其它系統(tǒng)對電氣控制系統(tǒng)的技術(shù)要求。2．了解機床（設(shè)備）的現(xiàn)場工作條件，供電情況及測量儀表的種類。3．通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，選擇性能價格比最佳的傳動方案和控制方案。4．設(shè)計簡單合理、技術(shù)先進(jìn)、工作可靠、維修方便的電氣控制電路。進(jìn)行模擬試驗，驗證控制電路能否滿足機床的工藝要求。5．保證使用的安全性，貫徹最新國家標(biāo)準(zhǔn)。

一、機床電氣設(shè)計的基本要求1．?dāng)M定電氣設(shè)計的技術(shù)條件（任務(wù)書）；2．確定電力傳動方案和控制方案；3．確定電動機容量；4．設(shè)計電氣控制原理圖；5．選擇電氣元器件及裝置；制定電氣設(shè)備裝置、元件、器件的清單及備件，易損件的清單；6．繪制電氣安裝圖、位置圖、互連圖；7．設(shè)計電氣柜、操作臺、配電板及非標(biāo)準(zhǔn)器件與零件；8．編寫設(shè)計計算說明書及使用說明書，包括順序說明、維修說明及調(diào)整方法。

根據(jù)實際情況，對上述步驟可作適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。二、機床電氣設(shè)計的內(nèi)容及設(shè)計步驟

電氣設(shè)計的技術(shù)條件通常以設(shè)計任務(wù)書的形式表達(dá)。它是整個電氣設(shè)計的依據(jù)。在任務(wù)書中，除了簡要說明所設(shè)計的機床（設(shè)備）型號、用途、工藝過程、技術(shù)性能、傳動參數(shù)及現(xiàn)場工作條件外，還必須說明：1．用戶供電電網(wǎng)的種類、電壓、頻率及容量；2．有關(guān)電氣傳動的基本特性，如運動部件的數(shù)量和用途、負(fù)載特性、調(diào)速指標(biāo)、電動機的起動、反向和制動要求等；3．有關(guān)電氣控制的特性，如電氣控制的基本方式、自動工作循環(huán)的組成、自動控制的動作順序、電氣保護(hù)及聯(lián)鎖條件等；4．有關(guān)操作方面的要求，如操作臺的布置、測量顯示、故障報警及照明等要求；5．機床主要電氣設(shè)備（如電動機、執(zhí)行電器和行程開關(guān)等）的參數(shù)及布置框圖；該技術(shù)任務(wù)書是依據(jù)所設(shè)計機床（設(shè)備）的總體技術(shù)方案擬定的。

三、電氣設(shè)計的技術(shù)條件

四、機床電力傳動方案的確定

1.確定機床傳動的調(diào)速方式

生產(chǎn)機械從生產(chǎn)工藝和節(jié)能等方面考慮往往要求能夠調(diào)速，不同的設(shè)備有不同的調(diào)速范圍和精度要求，不同的調(diào)速性能應(yīng)選用不同的調(diào)速方案。

機床傳動的調(diào)速方式一般可分為機械調(diào)速和電氣控制調(diào)速。前者是通過電動機驅(qū)動變速機構(gòu)或液壓裝置，對機床的主運動和進(jìn)給運動進(jìn)行調(diào)速。后者是采用直流電動機或交流電動機以及步進(jìn)電動機的調(diào)速系統(tǒng)，以達(dá)到機床無級和自動調(diào)速的目的。

對于一般中小型生產(chǎn)機械，無特殊調(diào)速指標(biāo)要求時，應(yīng)優(yōu)先選用簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠的三相鼠籠式異步電動機，配以適當(dāng)級數(shù)的齒輪變速箱或液壓調(diào)速系統(tǒng)。若需進(jìn)一步簡化結(jié)構(gòu)、提高傳動效率、擴大調(diào)速范圍，如調(diào)速范圍D=2～3、調(diào)速級數(shù)≤4時，可采用雙速或多速鼠籠式異步電動機。對于大型、重型生產(chǎn)機械和精密機械，應(yīng)盡可能采用電氣無級調(diào)速，一般采用晶閘管-直流電動機調(diào)速系統(tǒng)或交流電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)，直流電動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、維護(hù)困難，變頻調(diào)速技術(shù)已日益成熟。變頻電機采用“專用變頻感應(yīng)電動機+變頻器”的交流調(diào)速方式，使生產(chǎn)機械的自動化程度和生產(chǎn)效率大為提高，目前正取代傳統(tǒng)的機械調(diào)速和直流調(diào)速方案。2.傳動方式與其負(fù)載特性相適應(yīng)

在確定機床電力傳動方案時，必須對電力傳動的調(diào)速性質(zhì)和其負(fù)載特性進(jìn)行分析，找出電動機在整個調(diào)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)矩、功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系[T=f（n）；P=f（n）]。確定負(fù)載需要恒功率傳動，還是恒轉(zhuǎn)矩傳動

。(Y-YY接適用于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，△-YY接適用于恒功率調(diào)速。)3.電動機的起制動和正反轉(zhuǎn)的要求

在機床的傳動控制中，采用電氣控制電動機的起制動和正反轉(zhuǎn)是較為簡單的一種控制方式。對于一般較小容量的電動機，其容量不超過供電變壓器容量的20%，一般可采用直接起動。

必須采取限制起動電流或起動轉(zhuǎn)矩的措施。常用的方法有：在定子電路中串入電阻或電抗，星三角起動和延邊三角形起動，使用自耦變壓器降壓起動等。若在電網(wǎng)允許的壓降內(nèi)，為了提高電動機的起動轉(zhuǎn)矩，有時可采取某些措施，例如，對繞線式異步電動機轉(zhuǎn)子串接對稱電阻的起動。傳動電動機是否需要制動，這要根據(jù)機床工作需要而定。若無特殊要求，一般采用反接制動，這樣可使控制線路簡化。若在制動過程中要求平穩(wěn)、準(zhǔn)確，而且不允許有反轉(zhuǎn)情況發(fā)生，則必須采取其它可靠的制動措施，如能耗制動方式，電磁制動器，錐形轉(zhuǎn)子電動機等。對于其它一些要求起制動頻繁、轉(zhuǎn)速平穩(wěn)、定位準(zhǔn)確的精密機床設(shè)備，除必須采用限制電動機起制動電流以外，還需要采用反饋控制系統(tǒng)、高轉(zhuǎn)差電動機、步進(jìn)電動機系統(tǒng)或其它較復(fù)雜的控制方式，以滿足機床的控制要求。

對于超過電網(wǎng)允許壓降的電動機起動或?qū)C床運動部件產(chǎn)生過大的動態(tài)應(yīng)力的電動機起動，

在確定控制方案時，需要綜合考慮各方案的性能、成本、壽命、發(fā)展趨勢等因素，主要遵循以下原則：自動化程度要與國情相適應(yīng)。盡可能選用最新科技成果，同時要與企業(yè)自身經(jīng)濟(jì)實力相適應(yīng)。控制方式應(yīng)與設(shè)備通用化和專用化的程度相適應(yīng)。對于工作程序固定，無需經(jīng)常改變程序的普通生產(chǎn)機械，可采用繼電接觸器控制系統(tǒng)，控制方法簡單，價格便宜，能夠控制的功率較大；對于要求較復(fù)雜的控制對象，或經(jīng)常變換工序和加工對象的設(shè)備，可采用數(shù)字控制或可編程序控制器控制系統(tǒng)?？刂品绞诫S控制過程的復(fù)雜程度而變化。根據(jù)控制要求及控制過程的復(fù)雜程度，可采用分散控制或集中控制，但單機的控制方式和基本控制環(huán)節(jié)應(yīng)盡量保持一致，以簡化設(shè)計和制造過程。五、機床電氣控制方案的確定

控制系統(tǒng)的工作方式，應(yīng)在經(jīng)濟(jì)、安全的前提下，最大限度地滿足工藝要求?？刂品桨高x擇，應(yīng)考慮采用自動、半自動循環(huán)，并考慮手動調(diào)整、聯(lián)鎖、安全保護(hù)、故障診斷、信號指示、照明等。控制電路的電源必須可靠。簡單控制電路可直接用電網(wǎng)電源；較復(fù)雜電路的控制裝置，可將電網(wǎng)電壓隔離降壓，以降低故障率；自動化程度較高的生產(chǎn)設(shè)備，可采用直流電源，有助于節(jié)省安裝空間，方便與無觸點元件連接，使元件動作平穩(wěn)，操作維修也安全。

控制方式主要有時間控制、速度控制、電流控制及行程控制：時間控制方式：利用時間繼電器或可編程邏輯控制器的延時單元將感測系統(tǒng)接收到的輸入信號經(jīng)過一段時間的延時后再發(fā)出輸出信號，從而實現(xiàn)電路的切換。速度控制方式：利用速度繼電器或測速發(fā)電機，直接或間接的檢測某機械部件的運動速度，按照速度原則實現(xiàn)電路的控制。電流控制方式：借助于電流繼電器，其動作反映了某一電路中電流的變化，從而實現(xiàn)按電流原則的控制。行程控制方式：利用生產(chǎn)機械的運動部件與事先安排好位置的行程開關(guān)或接近開關(guān)進(jìn)行配合，達(dá)到位置控制的作用。六、控制方式的選擇

電氣工藝設(shè)計的主要目的在于方便電氣控制裝置的制造，實現(xiàn)原理圖設(shè)計的各項技術(shù)指標(biāo)，為設(shè)備調(diào)試、使用和維護(hù)提供必要的圖紙資料。其主要內(nèi)容包括：

1）根據(jù)電氣原理圖和選定的電器元件，設(shè)計電氣設(shè)備的總體配置，繪制電氣控制系統(tǒng)的總裝配圖和總接線圖?？偨泳€圖應(yīng)體現(xiàn)電動機、執(zhí)行電器、電器箱組件、操作臺、電源和檢測元件的分布狀況以及各部分間的接線關(guān)系，以供裝配、調(diào)試及日常維護(hù)使用。2）按照原理框圖或劃分的組件進(jìn)行統(tǒng)一編號，繪制各組件原理圖，列出元件目錄表，并根據(jù)總圖編號統(tǒng)計各組件的進(jìn)出線號?！镫姎夤に囋O(shè)計的主要內(nèi)容

★電氣工藝設(shè)計的主要內(nèi)容（續(xù)）

3）根據(jù)組件原理電路及選定的元件目錄表，設(shè)計組件裝配圖、接線圖，圖中應(yīng)反映出各電器元件的安裝方式與接線方式。4）根據(jù)組件裝配要求，繪制電器安裝板和非標(biāo)準(zhǔn)電器安裝零件圖。5）設(shè)計電氣箱。6）根據(jù)總圖、組件原理圖等資料，匯總后列出外購清單、標(biāo)準(zhǔn)件清單和主要材料消耗定額等。7）編寫使用維護(hù)說明書。

在選擇電動機時，首先應(yīng)選擇合適的功率；其次，應(yīng)綜合考慮電動機的轉(zhuǎn)速、電壓、結(jié)構(gòu)形式等。選擇的基本原則如下：電動機的機械特性應(yīng)滿足生產(chǎn)機械提出的要求，要與被拖動負(fù)載特性相適應(yīng)，以保證運行穩(wěn)定，并具有良好的起動、制動性能，對有調(diào)速要求時應(yīng)合理選擇調(diào)速方案。電動機的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)能滿足機械設(shè)計提出的安裝要求，選擇恰當(dāng)?shù)氖褂妙悇e和工作制，并能適應(yīng)周圍環(huán)境的工作條件。工作過程中電動機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。電動機的電壓選擇應(yīng)根據(jù)使用地點的電源電壓來決定，額定功率根據(jù)生產(chǎn)機械的功率負(fù)載和轉(zhuǎn)矩負(fù)載來選擇。在滿足設(shè)計要求情況下，應(yīng)優(yōu)先采用結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、維護(hù)方便的籠型三相交流異步電動機。4.2機床電力拖動電動機的選擇

一、機床用電動機容量的選擇1．機床主拖動電動機容量的選擇

（1）調(diào)查統(tǒng)計類比法

臥式車床主電動機的功率：

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

式中D——工件最大直徑（m）（2）分析計算法

可根據(jù)機床總體設(shè)計中對機械傳動功率的要求，確定機床拖動用電動機功率。即知道機械傳動的功率，可計算出所需電動機功率：

式中P——電動機功率；

P1——機械傳動軸上的功率；——生產(chǎn)機械效率；——電動機與生產(chǎn)機械之間的傳動效率。

式中——機床總效率，一般主運動為回轉(zhuǎn)運動的機床為0.7～0.85；主運動為往復(fù)運動的機床為0.6～0.7（結(jié)構(gòu)簡單的取大值，復(fù)雜的取小值）。計算出電動機的功率，僅僅是初步確定的數(shù)據(jù)，還要根據(jù)實際情況，進(jìn)行分析，對電動機進(jìn)行校驗，最后確定其容量。P=

P=（3）節(jié)能查表法

當(dāng)電動機的機械特性很硬，以致電動機的轉(zhuǎn)速在整個工作過程中可以認(rèn)為近似不變時，電動機的功率近似與轉(zhuǎn)矩成正比。此時，等效負(fù)載P為：例：某機床負(fù)載如圖所示，試選一臺四級Y系列電動機。由上式算得等效負(fù)載：P=5.4kWPt1002003004005006007000116.95.5

P=

P=所需電動機功率（kW）電動機型號應(yīng)選電動機功率（kW）所需電動機功率（kW）電動機型號應(yīng)選電動機功率（kW）0.54Y801-20.750.73Y801-40.550.92Y802-21.10.86Y802-40.751.16Y90S-21.50.98Y90S-41.12.07Y90L-22.21.17Y90L-41.52.22Y100L-232.19Y100L1-42.23.96Y112M-242.72Y100L2-434.15Y132S1-25.53.62Y112M-447.06Y132S2-27.54.15Y132S-45.57.68Y160M1-2116.63Y132M-47.511.61Y160M2-2159.02Y160M-41116.91Y160L-218.512.67Y160L-41521.89Y180M-22213.92Y180M-418.524.41Y200L1-23018.35Y180L-42237.46Y220M2-23723.27Y200L-43043.87Y225M-24525.05Y225S-43751.99Y250M-25541.98Y225M-44567.72Y280S-27555.71Y250M-455Y280M-29062.58Y280S-475Y280M-4902．機床進(jìn)給運動電動機容量選擇

機床進(jìn)給運動的功率也是由有效功率和功率損失兩部分組成。一般進(jìn)給運動的有效功率都是比較小的，如通用機床進(jìn)給有效功率僅為主運動功率的0.0015～0.0025，銑床為0.015～0.025，但由于進(jìn)給機構(gòu)傳動效率很低，實際需要的進(jìn)給功率，車床、鉆床的有效功率約為主運動功率的0.03～0.085，而銑床則為0.2～0.25。一般地，機床進(jìn)給運動傳動效率為0.15～0.2，甚至還低。

車床和鉆床，當(dāng)主運動和進(jìn)給運動采用同一臺電動機時，只計算主運動電動機功率即可。對主運動和進(jìn)給運動沒有嚴(yán)格內(nèi)在聯(lián)系的機床，如銑床，為了使用方便和減少電能的損耗，進(jìn)給運動一般采用單獨電動機傳動，該電動機除傳動進(jìn)給外還傳動工作臺的快速移動。由于快速移動所需的功率比進(jìn)給大得多，因此電動機功率常常是由快速移動所需要而決定的。

快速移動所需要的功率，一般由經(jīng)驗數(shù)據(jù)來選擇，如下表所示。機床類型運動部件移動速度（m/min）所需電動機功率（kW）

Dm=400mm臥式機床Dm=600mm

Dm=1000mm溜板溜板溜板6～94～63～40.6～1.00.8～1.23.2搖臂鉆床dm=35～75mm搖臂0.5～1.51～2.8升降臺銑床工作臺升降臺4～61.5～2.00.8～1.21.2～1.5龍門銑床橫梁橫梁上的銑頭立柱上的銑頭0.25～0.501.0～1.50.5～1.02～41.5～21.5～2二、電動機轉(zhuǎn)速和結(jié)構(gòu)型式的選擇

電動機的轉(zhuǎn)速愈低則體積愈大，價格也愈高，功率因數(shù)和效率也就低，因此電動機的轉(zhuǎn)速要根據(jù)機械的要求和傳動裝置的具體情況加以選定。異步電動機的轉(zhuǎn)速有3000r/min；1500r/min；1000r/min；750r/min；600r/min等幾種，這是由于電動機的磁極對數(shù)的不同而定的。電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速由于存在著轉(zhuǎn)差率，一般比同步轉(zhuǎn)速約低2%~5%。一般情況下，可選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的電動機，因為這個轉(zhuǎn)速下的電動機適應(yīng)性較強，而且功率因數(shù)和效率也高。若電動機的轉(zhuǎn)速與該機械的轉(zhuǎn)速不一致，可選取轉(zhuǎn)速稍高的電動機通過機械變速裝置使其一致。選擇電動機的原則:先交流后直流,先鼠籠后繞線。從結(jié)構(gòu)型式看：立式、臥式;封閉式、防爆式4.3電氣控制線路設(shè)計

一般中小型機床電氣傳動控制系統(tǒng)并不復(fù)雜，大多數(shù)都是由繼電器接觸器系統(tǒng)來實現(xiàn)其控制的，因此在設(shè)計時，第一節(jié)所講述的機床電氣設(shè)計的某些內(nèi)容可以省略，其重點就是設(shè)計繼電器接觸器控制線路及選擇電氣元件。當(dāng)機床的控制方案確定后，可根據(jù)各電動機的控制任務(wù)不同，參照典型線路逐一分別設(shè)計局部線路，然后再根據(jù)各部分的相互關(guān)系綜合而成完整的控制線路?？刂凭€路的設(shè)計應(yīng)在滿足機床電氣控制系統(tǒng)具體要求的前提下，工作要可靠，力求操作、安裝及維修方便。一、原理圖設(shè)計的一般原則

確定了傳動方案及控制方案后，進(jìn)一步設(shè)計控制電路原理圖時，必須遵循以下幾個原則：

（1）控制系統(tǒng)應(yīng)滿足生產(chǎn)機械的工藝要求；（2）力求控制電路安全可靠，簡單經(jīng)濟(jì)；（3）合理選擇各種電器元件；（4）符合人機關(guān)此，便于維修。二、控制電路電源選擇及主電路設(shè)計

1．控制電路電源的選擇

在電器控制線路比較簡單，電器元件不多的情況下，應(yīng)盡可能用主回路電源作為控制回路電源，即可直接用交流380V或220V，簡化供電設(shè)備。對于比較復(fù)雜的控制線路，控制電路應(yīng)采用電源變壓器，將控制電壓由交流380V或220V降至110V或48V、24V。這是從安全角度考慮的。一般機床照明的電路為36V以下電源。一般這些不同的電壓等級，都是由一個控制變壓器實現(xiàn)的。直流控制線路多用220V或110V供電。對于直流電磁鐵、電磁離合器，常用24V直流電源供電。電源選擇具體如下表所示。控制電路類型常用的電壓值（V）電源設(shè)備交流電力傳動的控制電路比較簡單者，電磁線圈5個以下交流380、220直接采用動力電源220、110采用控制變壓器交流電力傳動的控制電路比較復(fù)雜者48、36、24、6采用電源變壓器照明及信號指示電路直流電力傳動的控制電路直流220、110整流器直流電磁鐵及離合器的控制電路24整流器2．主電路設(shè)計

對于三相鼠籠式異步電動機，要考慮的主要問題是：根據(jù)工藝要求，如何選擇主電路電動機的起動方式，正反轉(zhuǎn)控制及主電路的保護(hù)環(huán)節(jié)。這些控制方式及保護(hù)環(huán)節(jié)，在前面幾章已進(jìn)行了分析介紹，關(guān)鍵在于設(shè)計時應(yīng)注意以下幾方面的問題。（1）確定電動機是全壓起動還是降壓起動。

全壓起動必須滿足電源變壓器容量足夠大的條件，也可用經(jīng)驗公式來確定。若條件滿足時，才能全壓起動，反之必須采用降壓起動。全壓起動的條件為：≤Seb——電源變壓器額定容量（kVA）Ig——電動機全壓起動電流（A）Ie——電動機額定電流（A）Pe——電動機額定功率（kW）（2）對于正反轉(zhuǎn)控制方式，應(yīng)防止誤操作而引起的電源相間短路，必須在控制電路中考慮互鎖保護(hù)。（3）必須注意主電路的熔斷保護(hù)、過載保護(hù)及其它保護(hù)元件的選擇與設(shè)置。（4）主電路與控制電路應(yīng)保持嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。三、經(jīng)驗設(shè)計法的步驟和特點

1．經(jīng)驗設(shè)計法的基本步驟（1）收集分析現(xiàn)有國內(nèi)外同類型機床的電氣控制電路，使控制系統(tǒng)滿足設(shè)計原則。（2）根據(jù)生產(chǎn)機械對電氣控制電路的要求，首先設(shè)計各個獨立環(huán)節(jié)的控制電路，然后由各個控制環(huán)節(jié)之間的關(guān)系進(jìn)一步擬定聯(lián)鎖控制電路及輔助電路的設(shè)計。一般的機床電氣控制電路設(shè)計包括主電路、控制電路和輔助電路等設(shè)計。a.主電路設(shè)計主要考慮電動機的起動、正反轉(zhuǎn)、制動、點動及多速電動機的調(diào)速等。（3）合理選擇各種電器元件，符合人機關(guān)系，便于使用和維修。（4）全面檢查所設(shè)計電路，在條件允許的情況下，進(jìn)行模擬試驗，克服在工作過程中因誤動作而產(chǎn)生的事故因素，逐步完善整個電器控制電路的設(shè)計。

b.控制電路設(shè)計主要考慮如何滿足電動機的各種運轉(zhuǎn)功能及生產(chǎn)工藝要求，包括實現(xiàn)加工過程自動化或半自動化的控制等。

c.輔助電路設(shè)計主要考慮如何完善整個控制電路的設(shè)計，包括短路、過載、超程、零壓、聯(lián)鎖、光電測試、信號、照明等各種保護(hù)環(huán)節(jié)。2．經(jīng)驗設(shè)計法的基本特點（1）其設(shè)計過程是逐步完善的，一般不易獲得最佳設(shè)計方案。但該方法簡單易行，使用很廣。（2）需反復(fù)修改草案，故會影響設(shè)計速度。（3）需要一定的經(jīng)驗才能進(jìn)行設(shè)計，在設(shè)計中往往會因考慮不周而影響電路的可靠性。

（4）一般需要進(jìn)行模擬試驗。

四、控制線路的設(shè)計規(guī)律

繼電器控制線路有一個共同的特點，就是通過觸點的“通”和“斷”控制電動機或其他電氣設(shè)備來完成運動機構(gòu)的動作的。即使是復(fù)雜的控制線路，很大一部分也是動合和動斷觸點組合而成的。為了設(shè)計方便把它們的相互關(guān)系歸納為以下幾個方面。1．常開觸點串聯(lián)

當(dāng)要求幾個條件同時具備時，才使電器線圈得電動作，可用幾個常開觸點與線圈串聯(lián)的方法實現(xiàn)。如圖中K1、K2、Ｋ3都動作接通時繼電器KM才動作，這種關(guān)系在邏輯線路中稱“與”邏輯。

K1K2K3KM2．常開觸點并聯(lián)

當(dāng)在幾個條件中，只要求具備其中任一條件，所控制的繼電器線圈就能得電，這時，可用幾個常開觸點并聯(lián)來實現(xiàn)。這種關(guān)系在邏輯線路中叫“或”邏輯。

SB1SB3SB5SB4SB6KMKMSB23．常閉觸點串聯(lián)

當(dāng)幾個條件僅具備一個時，繼電器線圈就斷電，可用幾個常閉觸點與控制的電器線圈串聯(lián)的方法來實現(xiàn)。

SB1SB3SB5SB2SB4SB6KMKM4．常閉觸點并聯(lián)

當(dāng)要求幾個條件都具備時，電器線圈才斷電，可用幾個常閉觸點并聯(lián)，再與控制的繼電器線圈串聯(lián)的方法來實現(xiàn)。

5．保護(hù)電器的作用

一般保護(hù)電器應(yīng)既能保證控制線路長期正常運行，又能起到保護(hù)電動機及其它電器設(shè)備的作用。一旦線路出現(xiàn)故障，它的觸點就應(yīng)以“通”轉(zhuǎn)為“斷”。

五、控制線路設(shè)計的一般問題

1．簡化電路、減少觸頭，提高電路工作的可靠性

從可靠性設(shè)計的觀點看，在滿足功能要求的前提下，電路應(yīng)盡可能簡化。電氣元件越少，觸頭數(shù)量就越少，發(fā)生故障的機率降低，從而工作可靠性提高。1）合并同類觸頭

如圖所示，在獲得同樣功能的情況下，b）圖比a）圖在電路上少了一個觸頭。但在合并觸頭時應(yīng)注意觸頭所允許通過的額定電流值的限制。

應(yīng)盡量避免多個觸頭依次動作才接通另一個電器的現(xiàn)象。合并同類觸頭K1K2K2K3K1K2K3b)a)2）利用轉(zhuǎn)換觸頭

利用具有轉(zhuǎn)換觸頭的中間電器，將兩個觸頭（屬于同一個電器的一個常開觸頭、一個常閉觸頭）合并成一個轉(zhuǎn)換觸頭。

利用轉(zhuǎn)換觸頭K1K2K3K4K5K1SAK4K3K2K53）在直流電路中利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦詠碛行У販p少觸頭數(shù)目

如圖所示電路是等效的，對于弱電電器控制電路是行之有效的方法，目前在自動磨床上得到應(yīng)用。

利用二極管等效K1K2KM1KM2K1K1K2KM1KM2VD4）利用邏輯代數(shù)進(jìn)行電路化簡

5）觸點化簡與合并舉例

觸點化簡與合并K1K2KK1K1KK1KK1K2K3K4K1KK2K3K4K2K3KK1K1K1K3KK2K1K3K4K2K3K1K3K4K22．正確聯(lián)接電器元件的線圈1）在設(shè)計控制電路時，電器線圈的一端應(yīng)接在電源的同一端。

繼電器、接觸器以及其它電器的線圈一端統(tǒng)一接在電源的同一側(cè)，使所有電器的觸點在電源的另一側(cè)，這樣當(dāng)某一電器的觸點發(fā)生短路故障時，不致引起電源短路，同時安裝接線也方便。

觸點電路觸點電路觸點電路KMKKT2）電器元件的線