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1、單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,章電氣設(shè)計與CAD,電氣控制電路設(shè)計基礎(chǔ),機床電氣控制電路設(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：,擬定電氣設(shè)計任務(wù)書,（技術(shù)條件）,確定電氣傳動方案，選擇電動機,設(shè)計,電氣控制原理圖,選擇電氣元件，并制定元件明細表,設(shè)計操作臺,電氣柜及非標準電氣元件,設(shè)計,電氣設(shè)
2、備布置總圖,電氣安裝圖和,電氣接線圖,編寫電氣說明書和使用操作說明書,電力拖動方案確定的原則：,無電氣調(diào)速要求的生產(chǎn)機械,鼠籠異步電動機,負載轉(zhuǎn)矩大,繞線式異步電動機,負載平穩(wěn),容量大,起制動少,同步電動機,不調(diào)速,不頻繁起動,要求電氣調(diào)速的生產(chǎn)機械,調(diào)速要求,（范圍,平滑性,機械特性硬度,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,調(diào)速范圍：,3,不要求平滑,繞線式異步電動機,（短時負載和重復(fù)短時負載）,調(diào)速范圍：,3,10,要求平滑,帶滑差離合器的,異步電動機,（長期低速時，用晶閘管直流拖動）,調(diào)速范圍：,10
3、,100,直流拖動系統(tǒng),或交流調(diào)速系統(tǒng),三相異步電動機的,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,電動機調(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,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,例：車床,主軸為,恒功率,傳動,進給為,恒轉(zhuǎn)距,傳動,調(diào)速性質(zhì)負載性質(zhì),控制方案確定的原則,控制方式與拖動需要相適應(yīng),控制方式與通用化程度相適應(yīng),控制方式應(yīng)最大限度滿足工藝要求,控制電路的電源應(yīng)可靠,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)機械的工藝要求和加工過程，,利用,各種典型
4、的基本控制環(huán)節(jié),，加以,修改、補充、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)鎖與保護環(huán)節(jié),電路的完善,設(shè)計控制電路的注意事項,線圈的連接,控制線路中，即使,外加電壓是兩個線圈額定電壓之和，也是不允許串聯(lián)使用的,兩線圈吸合快慢不一致,:,導(dǎo)致先吸合的電器磁路先閉合 阻抗 電感顯著,其線圈,上的電壓也,另一個不能吸合,同時電路電流,可能燒毀線圈,兩個同時動作的線圈,應(yīng),并聯(lián),連接,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
5、一個電器元件,應(yīng)考慮電器觸頭的接通和分斷能力,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,增加分斷能力用多觸頭串聯(lián)連接,應(yīng)考慮電器元件觸頭競爭”問題,先斷后合,：,通電時,常閉觸頭先斷開,常開觸頭后閉合,斷電時,常開觸頭先斷開,常閉觸頭后閉合,先合后斷：,通電時,常開觸頭先閉合,常閉觸頭后斷開,斷電時,常閉觸頭先閉合,常開觸頭后斷開,同一繼電器的常開觸頭和常閉觸頭有,:,先斷后合型,先合后斷型,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,盡量減少觸頭的數(shù)目,(
6、,經(jīng)濟，故障機會少,),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,),防止寄生電路,寄生電路,:,控制線路在工作中出現(xiàn)意外接通的電路,寄生電路的缺點,:,破壞線路的正常工作，造成誤動作,熱繼電器動作時會出現(xiàn)寄生電路，使,KM,不能斷電,應(yīng)具有必要的保護環(huán)節(jié),短路保護,熔斷器或斷路器,過流保護,過流繼電器和接觸器配合,起動方法不正確,&,負載轉(zhuǎn)矩過大常,常,引起電動機的過電流故障,過電流一般比短路電流要小。,(,直流電機和繞線式異步電機,),過載保護,熱繼電器,零電壓保護,并聯(lián)
7、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,多功能保護器,(,過載,斷相,短路,),電流互感器,TA1,T,A3,在,電動機運行時,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,過載保護,（熱保護）,經(jīng)驗設(shè)計法 實例,控制要求：,自動循環(huán),刀架由1移到2進行鉆削加工后，自動退回1,，,實現(xiàn)12之間自動位置循環(huán),無進給切削,鉆頭到達位置,2,時不再進給。但鉆頭繼續(xù),旋轉(zhuǎn)，進行無進給切削以提高工件加工精度,快速停車,停車時，要求快速以減少輔助工時,設(shè)計思路,自動循環(huán),刀架由1移到2進行鉆削加工后，自動退回1,，,實現(xiàn)12之間自動位置循環(huán),電
8、動機須正、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,無進給切削,鉆頭到達位置,2,時不再進給，鉆頭繼續(xù),旋轉(zhuǎn)，進行無進給切削以提高工件加工精度,(SQ2,動作,延時產(chǎn)生作用,KM,2,得電,),老書：P72圖2-45,快速停車,停車時，要求快速停車以減少 輔助工時,(,采用反接制動方式,),最后設(shè)置必要的保護（,FU，F(xiàn)R）,正轉(zhuǎn)：,KS,F,合,反轉(zhuǎn)：,KS,R,合,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
9、,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式的關(guān)系,KA,1,KA,2,KM,0,0,0,0,1,0,1,0,0,1,1,1,真值表,邏輯或：,KA,1,KA,2,KM,0,0,0,0,1,1,1,0,1,1,1,1,真值表,常閉觸頭用其線圈的非表示,邏輯非：,KA,KM,0,1,1,0,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：,某電動機只有在繼電器,KA,1,、KA
10、,2,、KA,3,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,KA,1,KA,2,KA,3,KM,0,0,0,0,0,0,1,1,0,1,0,1,0,1,1,1,1,0,0,1,1,0,1,1,1,1,0,1,1,1,1,0,根據(jù)題目的要求，列出接觸器通電狀態(tài)的真值表,KA,1,KA,2,KA,3,KA,1,KA,2,KA,3,KM,(,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,電動機的選擇,臥式車床主電動機的功率：,P=36.5D,式中
11、,:P,主拖動電動機的功率,(kW),D,工件最大直徑,(m),立式車床主電動機的功率,P=20D,式中,:P&D,同上,搖臂鉆床主電動機的功率,P=0.0646D,式中,:,P,同上,;D,最大鉆孔直徑,(mm),臥式鏜床主電動機的功率,P=0.004D,式中,:,P,同上,;,D,鏜桿直徑,(mm),龍門銑床主電動機的功率,P=1/166B,式中,:,P,同上,;,B,工作臺寬度,(mm),1.,電動機功率的選擇：,1.54,0.88,1.19,1.7,1.15,進給拖動功率,=0.03,0.05,主拖動功率,2.,電動機額定電壓的選擇：,與供電網(wǎng)電壓一致,220V/380V,（,/Y,）
12、,380V/660V,（,/Y,）,中小型異步電動機,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,3.,電動機額定轉(zhuǎn)速的選擇：,一般同功率的電動機，,額定轉(zhuǎn)速愈高，,尺寸愈小，成本愈低,但生產(chǎn)機械轉(zhuǎn)速一定，,電機轉(zhuǎn)速愈高，傳動機構(gòu),轉(zhuǎn)速比愈大，其機構(gòu)愈復(fù)雜,4.,電動機結(jié)構(gòu)型式的選擇：,以電動機與工作機構(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的防護型式：,防護式,封閉式,防爆式,5.,鼠籠電動機有關(guān)電阻的計算：,起動,電阻的計算：,減壓起動時，定子回路串聯(lián)的限流電阻,反接制
13、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：,I,R,（,0.95,1.05,）,I,N,（一般）,I,R,（,1.15,1.5,）,I,N,（特殊）,I,N,電動機的額定電流,3.,熔斷器的選擇,:,種類,額定電壓,額定電流,熔斷器,熔體額定電流,I,R,：,單臺長期工作：,I,R,（,1.5,2.5,）,I,N,一組保護多臺：,I,R,（,1.5,2.5,）,I,max,I,N,4.,其它電器的選擇,:,斷路器的選擇,控制變壓器容量的選擇,控制按鈕的選擇,行程開關(guān)的選擇,萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的選擇,接近開關(guān)的選擇,
三菱PLC電氣控制電路的設(shè)計基礎(chǔ)課件
