電氣控制電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)和CAD.ppt

1、第一節(jié)傳記控制電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，傳記控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容：編寫傳記設(shè)計(jì)任務(wù)表，確定傳記動(dòng)力傳動(dòng)控制方案，電機(jī)設(shè)計(jì)傳記控制原理圖選擇傳記組件，明細(xì)表設(shè)計(jì)任務(wù)臺(tái)，傳記機(jī)柜和無標(biāo)準(zhǔn)電氣組件設(shè)計(jì)電氣設(shè)備布置概述，電氣安裝圖和電氣布線圖，編寫電氣手冊和用戶指南，電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則：1。決定電力拖動(dòng)方案的原則：確定無需傳記速度控制的電力拖動(dòng)方案：黑木啟司異步電動(dòng)機(jī)：如果不經(jīng)常啟動(dòng)，轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)：靜態(tài)轉(zhuǎn)矩大的拖動(dòng)設(shè)備黑木啟司異步電動(dòng)機(jī)：如果不經(jīng)常啟動(dòng)，則確定傳記速度控制電力拖動(dòng)方案3360速度控制范圍D23，速度系列24:極日志的雙速或多速黑木啟司感應(yīng)電動(dòng)機(jī)速度控制范圍D3，無需平滑速度控制：如果不經(jīng)常啟

2、動(dòng)，則需要平滑速度控制如果長期低速工作，還可以考慮使用晶閘管直流拖動(dòng)系統(tǒng)。調(diào)速范圍D10100:直流拖動(dòng)系統(tǒng)或交流調(diào)速系統(tǒng)三相異步電動(dòng)機(jī)：定子繞組的極數(shù)變化和轉(zhuǎn)子電路變化電阻，電機(jī)調(diào)速特性確定：從適合生產(chǎn)機(jī)器負(fù)荷特性的雙級(jí)黑木啟司異步電動(dòng)機(jī)星形連接變更為雙星連接時(shí)，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩不變，適合恒定轉(zhuǎn)矩傳輸。直流塔力電機(jī)，將電樞電壓速度調(diào)節(jié)改為恒轉(zhuǎn)矩速度調(diào)節(jié)；將勵(lì)磁速度調(diào)節(jié)改為恒功率速度調(diào)節(jié)。恒定轉(zhuǎn)矩負(fù)荷使用恒定功率速度調(diào)節(jié)或恒定功率負(fù)荷的恒定轉(zhuǎn)矩速度調(diào)節(jié)，使電動(dòng)機(jī)額定功率增加D倍(D在速度調(diào)節(jié)范圍內(nèi))，某些轉(zhuǎn)矩未充分利用。2 .控制方案確定：控制方式符合拖動(dòng)要求：標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)效益?？刂七壿嫼唵?，加工程序

3、基本固定，采用繼電器觸點(diǎn)控制方式比較合理。使用可編程節(jié)目控制器是合理的，因?yàn)榻?jīng)常更改加工過程或控制邏輯很復(fù)雜?？刂品椒ǚ贤ㄓ眯?。是加工一個(gè)或多個(gè)零件的專用設(shè)備，通用性低，自動(dòng)化程度高，應(yīng)采用固定控制電路(固定控制)。單個(gè)、小批量和可加工形狀復(fù)雜部件的通用設(shè)備，由數(shù)字節(jié)目控制或可編程節(jié)目控制器控制，可以根據(jù)處理對象徐璐設(shè)置不同的加工程序，從而提高通用性和靈活性?？刂品椒☉?yīng)最大限度地滿足自動(dòng)環(huán)、半自動(dòng)環(huán)、手動(dòng)曹征、緊急撤退、保護(hù)聯(lián)鎖、信號(hào)顯示、故障診斷等工藝要求。控制電路電源必須可靠。簡單的控制電路電網(wǎng)，可以直接供電。更復(fù)雜的電路控制裝置可以隔離電網(wǎng)電壓，降低壓力，從而降低故障速度。自動(dòng)化程度高

4、的生產(chǎn)設(shè)備使用直流電源，節(jié)省占地空間，方便與非接觸組件的連接，組件運(yùn)行平穩(wěn)，運(yùn)行維修安全。傳記控制電路設(shè)計(jì)方法：首先，主要電路設(shè)計(jì)，控制電路，信號(hào)電路，局部照明電路等，控制電路設(shè)計(jì)要求：滿足生產(chǎn)機(jī)器的工藝要求，根據(jù)工藝順序正確可靠地工作。電路結(jié)構(gòu)追求簡單，盡可能經(jīng)常使用的經(jīng)過實(shí)際測試的電路。操作、曹征和維護(hù)都很方便。有各種必要的保護(hù)裝置和聯(lián)鎖環(huán)?？刂齐娐吩O(shè)計(jì)方法：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法：根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，采用電機(jī)控制方法，采用通用鏈接電路直接設(shè)計(jì)。邏輯設(shè)計(jì)方法：邏輯代數(shù)設(shè)計(jì)。通過以下實(shí)例說明了使用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)控制電路的方法。例如：一個(gè)機(jī)床有左右兩個(gè)動(dòng)力頭，分別被交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)以進(jìn)行銑削加工。還有一張

5、幻燈片，其中包含由另一臺(tái)交流馬達(dá)拖動(dòng)的工件。工藝加工是在操作開始時(shí)，滑塊首先快速移動(dòng)到加工位置，然后自動(dòng)進(jìn)行速度進(jìn)給量、進(jìn)給量、自動(dòng)停止到指定位置，操作人員執(zhí)行命令，使滑塊快速返回到原位，然后自動(dòng)停車。兩個(gè)動(dòng)力頭馬達(dá)在滑動(dòng)馬達(dá)向前啟動(dòng)后啟動(dòng)，滑動(dòng)馬達(dá)向前停車時(shí)也要停車。主電路，主電路設(shè)計(jì)：動(dòng)力頭拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)只需要單向旋轉(zhuǎn)。要同時(shí)啟動(dòng)兩個(gè)電動(dòng)機(jī)，可以用接觸器KM3控制?；瑒?dòng)牽引電動(dòng)機(jī)需要正向，反轉(zhuǎn)，可以用兩個(gè)接觸器KM1，KM2連接?；_(tái)的快速移動(dòng)是由電磁鐵YA改變機(jī)器傳動(dòng)鏈實(shí)現(xiàn)的，由接觸器KM4控制?？刂齐娐吩O(shè)計(jì)滑動(dòng)電動(dòng)機(jī)的正向，反轉(zhuǎn)分別由兩個(gè)按鈕SBl和SB2控制，停車分別由SB3和SB4控制

6、。電源磁頭馬達(dá)在滑動(dòng)馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)啟動(dòng)，停車時(shí)也停車，因此可以使用接觸器KM1的常開輔助觸點(diǎn)控制KM3的線圈，如圖A所示?；莸目焖僖苿?dòng)可以通過在電磁鐵YA電源打開時(shí)改變凸輪的傳動(dòng)比來實(shí)現(xiàn)?；瑒?dòng)條的快速前進(jìn)和返回分別通過KM1和KM2的輔助觸點(diǎn)控制KM4，然后在KM4觸點(diǎn)上打開靜電磁鐵YA?；瑝K快速前進(jìn)到加工位置時(shí)需要慢速進(jìn)給，因此，在控制KM4的分支中，KM1觸點(diǎn)串聯(lián)SQ3的常閉觸點(diǎn)。牙齒部分中的輔助電路(見圖b)?？刂齐娐凡輬D，驅(qū)動(dòng)和保護(hù)鏈接設(shè)計(jì)：使用限位開關(guān)SQ1的常閉觸點(diǎn)控制滑動(dòng)慢進(jìn)料就位時(shí)的停車。使用限位開關(guān)SQ2的常閉控制滑塊快速返回原位時(shí)的自動(dòng)停車。接觸器KMl和KM2必須徐璐工作，

7、三個(gè)電動(dòng)機(jī)都應(yīng)用熱繼電器保護(hù)過載，控制電路，電路改進(jìn)：電路初步設(shè)計(jì)后，可能還有不合理的地方，需要仔細(xì)檢查。共使用了3個(gè)KMl常開輔助觸點(diǎn)，但普通接觸器僅使用了2個(gè)常開輔助觸點(diǎn)。因此，必須修改。如電路作業(yè)所示，KM3的常開輔助接點(diǎn)完全取代了KM1的常開輔助接點(diǎn)，從而控制電磁鐵YA，如圖所示。修改后的控制電路，設(shè)計(jì)控制電路時(shí)需要注意的問題：最小化接線。設(shè)計(jì)控制電路時(shí)，應(yīng)考慮傳記組件的實(shí)際位置，最小化布線時(shí)連接的導(dǎo)線，如圖a所示。按鈕通常安裝在操作臺(tái)上，接觸器安裝在傳記機(jī)柜中，因此接線必須從傳記機(jī)柜連接到二級(jí)連接線。因此，通常直接連接啟動(dòng)按鈕和停止按鈕可以減少一次簧片，如圖B所示。正確連接傳記連接圖

8、，傳記線圈。a)電壓線圈一般不能串行使用，如圖a所示。由于他們的阻抗差異，兩個(gè)線圈的電壓分布可能不相同。即使加外電壓是相同型號(hào)線圈電壓的額定電壓之和，也不允許。傳記運(yùn)動(dòng)總是有先后，因此如果接觸器先動(dòng)，線圈會(huì)阻抗增大，該線圈的電壓降會(huì)增加，其他接觸器無法吸收，嚴(yán)重的情況下會(huì)發(fā)生電路燃燒。B)電感差異大的兩個(gè)傳記線圈也不要并行連接。圖B中的直流電磁鐵YA在平行于繼電器KA開機(jī)的情況下正常工作，但在斷電的情況下電磁鐵線圈的電感大小比繼電器線圈的電感大小要大得多，因?yàn)榇笮?，斷電的時(shí)候繼電器會(huì)很快釋放，解決方法是保留接觸器的觸點(diǎn)，可以進(jìn)行控制。如圖c所示。電磁線圈的串行并行，控制電路中要避免寄生電路：寄

9、生電路的發(fā)生，是電路動(dòng)作中意外連接的電路。具有LL和熱保護(hù)指示燈的正向電路，如圖所示。正常運(yùn)行時(shí)，可以完成正向啟動(dòng)、停止和信號(hào)顯示。熱繼電器FR動(dòng)作、電路寄生電路、圖中虛線、正向接觸器KM1不能有效釋放，不能起到保護(hù)作用。，使用寄生電路、傳記產(chǎn)品數(shù)量最小化、標(biāo)準(zhǔn)部件和同一型號(hào)的傳記產(chǎn)品：如果控制更多的分支，并且觸點(diǎn)數(shù)不足，則可以使用中間繼電器增加控制分支數(shù)。簡化電路、消除不必要的KM1、簡化電路、提高電路可靠性可逆電路驅(qū)動(dòng)是經(jīng)常操作的可逆電路中的正向接觸器之間除了傳記驅(qū)動(dòng)外，還必須有機(jī)械驅(qū)動(dòng)。需要完善保護(hù)措施的一般保護(hù)措施是泄漏電流、短路、過載、過電壓、電壓損失等保護(hù)環(huán)，有時(shí)還需要關(guān)閉、分離、

10、事故、安全等必要的指示信號(hào)。選擇傳記控制電路設(shè)計(jì)的組件1。選擇電動(dòng)機(jī)：選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，選擇電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速、結(jié)構(gòu)、額定電壓等a)電動(dòng)機(jī)功率：基于負(fù)荷功率。選擇電動(dòng)機(jī)動(dòng)力的實(shí)用方法是調(diào)查統(tǒng)計(jì)類推法。當(dāng)前使用的拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率的統(tǒng)計(jì)分析公式如下：(1)臺(tái)式車床主電機(jī)的功率，P主拖動(dòng)電機(jī)功率(KW)；d是工件的最大直徑(m)。、(2)塔式車床主電動(dòng)機(jī)的功率表達(dá)式中的P主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率(KW)；d是工件的最大直徑(m)。(3)擺動(dòng)鉆床主馬達(dá)的功率中，P是主拖曳馬達(dá)功率(KW)。d是最大鉆孔直徑(mm)。(4)桌面鏜孔主馬達(dá)的功率中，P是主拖曳馬達(dá)功率(KW)。d是鏜桿直徑(mm)。(5)龍門銑床主電動(dòng)機(jī)

11、的功率中，P是主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)功率(KW)。b是工作臺(tái)寬度(mm)。主拖動(dòng)和進(jìn)給拖動(dòng)作為一個(gè)電動(dòng)機(jī)的主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的功率進(jìn)行計(jì)算。如果使用單獨(dú)的進(jìn)給拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)，則除了進(jìn)給運(yùn)動(dòng)外，還應(yīng)拖動(dòng)工作臺(tái)的快速移動(dòng)，因此必須選擇快速移動(dòng)所需的功率?？焖僖苿?dòng)所需電力，一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)選擇，可以參考相關(guān)資料。機(jī)床輸送拖動(dòng)功率通常很小。經(jīng)驗(yàn)表明，車床、鉆頭的進(jìn)給拖動(dòng)功率為主拖動(dòng)功率的0.03-0.05，銑床進(jìn)給拖動(dòng)功率為主拖動(dòng)功率的0.2-0.25。B)選擇電動(dòng)機(jī)額定電壓交流電動(dòng)機(jī)額定電壓必須與供電柵格電壓匹配。中小型異步電動(dòng)機(jī)額定電壓可以從Y/三角形開始：220V/380V(三角形/Y連接)和6380V/660V(

12、三角形/Y連接)。電動(dòng)機(jī)功率大時(shí)，可以選擇該電壓的高壓電動(dòng)機(jī)。直流電動(dòng)機(jī)的額定電壓也必須與電源電壓匹配。c)選擇電動(dòng)機(jī)額定速度對于具有相同額定功率的電動(dòng)機(jī)，額定速度越高，選擇電動(dòng)機(jī)尺寸；質(zhì)量越低，成本越低，選擇高速電動(dòng)機(jī)就越經(jīng)濟(jì)。由于生產(chǎn)機(jī)器所需的旋轉(zhuǎn)速度是恒定的，因此電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度越高，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)速度越大，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)就越復(fù)雜。因此，必須通過全面的分析來確定電動(dòng)機(jī)的額定速度。d)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)類型選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)樣式可根據(jù)安裝位置分為水平(軸水平)和垂直(軸垂直)，應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)與工作機(jī)構(gòu)的連接方便、緊湊的原則進(jìn)行選擇。電動(dòng)機(jī)具有多種保護(hù)樣式，特別是根據(jù)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行條件，例如保護(hù)、封閉、防爆等。E

13、)黑木啟司異步電動(dòng)機(jī)相關(guān)電阻計(jì)算(1)黑木啟司異步電動(dòng)機(jī)開始電阻計(jì)算：電動(dòng)機(jī)減壓開始方式中定子回路連接的限制流電阻，計(jì)算如下：表達(dá)式中，Rst是每個(gè)拓?fù)淦鹗枷拗屏髯枇χ?)。IN是馬達(dá)額定電流(a)。Kst是在沒有傳記電阻的情況下，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流與額定電流的比率，可在手冊中找到。添加啟動(dòng)電流限制電阻后，可以根據(jù)需要選擇Ksrt作為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流與額定電流的比率。(2)計(jì)算黑木啟司異步電動(dòng)機(jī)反折制動(dòng)電阻：馬達(dá)反折制動(dòng)瞬間，定子的旋轉(zhuǎn)磁場已經(jīng)反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)還沒有改變，周轉(zhuǎn)S接近2。因此，反接制動(dòng)時(shí)的電流比硬幣流大。為了限制制動(dòng)電流，電機(jī)定子電路也必須連接到限流電阻內(nèi)。反向阻尼的限制流電阻可以近似

14、如下：表達(dá)式中的Rrb是每個(gè)相反制動(dòng)限制流電阻阻力值()。Krbr是在訪問限制電流電阻后反向制動(dòng)電流與額定電流的比率。如果僅在電動(dòng)機(jī)的兩相步長連接制動(dòng)限制流電阻，則Rrb值可以計(jì)算為值的1.5倍。2 .選擇常用低壓傳記A)接觸器的選擇接觸器主要基于電源類型(DC或AC)數(shù)據(jù)。主觸點(diǎn)額定電流；輔助觸點(diǎn)的類型、數(shù)量和觸點(diǎn)的額定電流；電磁線圈電源類型、頻率和額定電壓；額定工作頻率等。機(jī)床應(yīng)用最多的是交流接觸器。交流接觸器的選擇主要考慮主觸點(diǎn)的額定電流、額定電壓、線圈電壓等。(1)主觸點(diǎn)額定電流IN可以根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式選擇：表達(dá)式中的IN為接觸器主觸點(diǎn)額定電流(A)。k是比例系數(shù)，通常取1-1.4。P

15、N是控制馬達(dá)額定功率(kw)。UN是控制馬達(dá)額定電壓(v)。(2)交流接觸器主觸點(diǎn)額定電壓通常確定為高于電路額定電壓。(3)根據(jù)控制電路的電壓，接觸器的線圈電壓(4)接觸器輔助觸點(diǎn)的數(shù)量、種類必須滿足電路要求。B)選擇繼電器選擇普通繼電器選擇普通繼電器，又稱電磁繼電器。選擇時(shí)，除了滿足繼電器線圈電壓或線圈電流的要求外，還應(yīng)根據(jù)控制要求分別選擇過流繼電器、欠電流繼電器、過電壓繼電器、欠電壓繼電器、中間繼電器等。此外，還有電壓、電流繼電器、交流、直流劃分，選擇時(shí)要小心。時(shí)間繼電器選擇從以下方面考慮：1)根據(jù)控制電路要求選擇延遲方法(例如電源延遲或電源關(guān)閉延遲類型)。2)根據(jù)延遲精度要求和延遲長度、

16、短要求進(jìn)行選擇。3)根據(jù)使用地點(diǎn)、工作環(huán)境等選擇適當(dāng)?shù)臅r(shí)間繼電器。熱繼電器選擇根據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境、啟動(dòng)條件、負(fù)荷特性等進(jìn)行考慮。(1)熱繼電器結(jié)構(gòu)的選擇。星形連接電動(dòng)機(jī)應(yīng)使用兩相或三相結(jié)構(gòu)熱繼電器，三角形連接電動(dòng)機(jī)應(yīng)使用具有閉合保護(hù)裝置的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器(2)熱組件額定電流選擇。通常，您可以選擇：表達(dá)式中的IR是列元件的額定電流。IN是電動(dòng)機(jī)的額定電流。對于工作環(huán)境惡劣且經(jīng)常啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，請選擇：選取熱元件后，必須根據(jù)馬達(dá)的額定電流調(diào)整總值。c)熔斷器選擇熔斷器選擇主要為熔斷器類型、額定電壓、額定電流額定值和熔體額定電流。熔體額定電流IR的選擇是主參數(shù)。在單器官操作異步電動(dòng)機(jī)中，IN是異步電動(dòng)機(jī)額定電流。熔斷器組中的Imax是容量最大的電動(dòng)機(jī)的額定電流。IN是其他電動(dòng)機(jī)額定電流的總和。d)選擇其他傳記(1)選擇斷路器(2)控制變壓器容量