第04章典型生产机械电气控制系统.ppt

第一节 电气控制电路设计基础 控制电路设计 滑台电动机的正转、反转分别用两个按钮SBl与SB2控制，停车则分别用SB3与SB4控制。由于动力头电动机在滑台电动机正转后起动，停车时也停车，故可用接触器KM1的常开辅助触点控制KM3的线圈，如图a所示。 滑台的快速移动可采用电磁铁YA通电时，改变凸轮的变速比来实现。滑台的快速前进与返回分别用KM1与KM2的辅助触点控制KM4，再由KM4触点去通断电磁铁YA。滑台快速前进到加工位置时，要求慢速进给，因而在KM1触点控制KM4的支路上串联限位开关SQ3的常闭触点。此部分的辅助电路如图b所示。 联锁与保护环节设计： 用限位开关SQ1的常闭触点控制滑台慢速进给到位时的停车；用限位开关SQ2的常闭触点控制滑台快速返回至原位时的自动停车。接触器KMl与KM2之间应互相联锁，三台电动机均应用热继电器作过载保护。 电路的完善： 电路初步设计完后，可能还有不够合理的地方，因此需仔细校核。一共用了三个KMl的常开辅助触点，而一般的接触器只有两个常开辅助触点。因此，必须进行修改。从电路的工作情况可以看出，KM3的常开辅助触点完全可以代替KM1的常开辅助触点去控制电磁铁YA，修改后的辅助电路如图所示。 控制电路设计时应注意的问题 ： 尽量减少连接导线 。设计控制电路时，应考虑电器元件的实际位 置，尽可能地减少配线时的连接导线，如图a是不合理的。 正确连接电器的线圈 。 a)电压线圈通常不能串联使用，如图a所示。由于它们的阻抗不尽相同，会造成两个线圈上的电压分配不等。即使外加电压是同型号线圈电压的额定电压之和，也不允许。因为电器动作总有先后，当有一个接触器先动作时，则其线圈阻抗增大,该线圈上的电压降增大，使另一个接触器不能吸合，严重时将使电路烧毁。 控制电路中应避免出现寄生电路:寄生电路是电路动作过程中意外接通的电路。如图所示具有指示灯HL和热保护的正反向电路. 尽可能减少电器数量，采用标准件和相同型号的电器:如图所示。 多个电器的依次动作问题 在电路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制电路。 可逆电路的联锁 在频繁操作的可逆电路中，正反向接触器之间不仅要有电气联锁，而且 还有机械联锁。 要有完善的保护措施 常用的保护措施有漏电流、短路、过载、过电流、过电压、失电压等保 护 环节，有时还应设有合闸、断开、事故、安全等必须的指示信号。 (2) 立式车床主电动机的功率式中，P为主拖动电动机功率（kW）；D为工件最大直径（m）。 (3) 摇臂钻床主电动机的功率式中，P为主拖动电动机功率（kW）；D为最大钻孔直径（mm）。 (4) 卧式镗床主电动机的功率式中，P为主拖动电动机功率（kW）；D为镗杆直径（mm）。 (5) 龙门铣床主电动机的功率式中，P为主拖动电动机功率（kW）；B为工作台宽度（mm）。主拖动和进给拖动用一台电动机的场合，按主拖动电动机的功率计算。 对于采用单独的进给拖动电动机，出于其不仅拖动进给运动外还拖动工作台 的快速移动，应按快速移动所需功率来选择。快速移动所需功率，—般按经 验数据来选择，可查阅有关资料。 机床进给拖动的功率一般较小。按经验，车床、钻床的进给拖动功率为 主拖动功率的0.03-0.05，而铣床的进给拖动功率为主拖动功率的0.2-0.25。 b) 电动机额定电压的选择 交流电动机额定电压应与供电电网电压一致。 中小型异步电动机额定电压为220V/380V（三角形/Y联结）及6380V/660V （三角形/Y联结）两种，后者可用Y/三角形起动； 当电动机功率较大时，可选用相应电压的高压电动机。 直流电动机的额定电压也要与电源电压相一致。 c) 电动机额定转速的选择 对于额定功率相同的电动机，额定转速愈高，电动机尺寸、质量愈小，成本愈低，选用高速电动机较为经济。 由于生产机械所需转速一定，电动机转速愈高，传动机构转速比愈大，传动机构愈复杂。因此应通过综合分析来确定电动机的额定转速。 d) 电动机结构型式的选择电动机的结构型式按其安装位置的不同可分为卧式（轴是水平的）和立式（轴是垂直的）两种，应以电动机与工作机构的连接方便、紧凑为原则来选择。电动机具有不同的防护型式，如防护式、封闭式、防爆式等，具体要根据电动机的工作条件来选择。 e) 笼型异步电动机有关电阻的计算 (1)笼型异步电动机起动电阻的计算：在电动机减压起动方式中，定子回路串联的限流电阻可按下式近似计算：式中，Rst为每相启动限流电阻值（Ω）；IN为电动机额定电流（A）；Kst为不加电 阻时，电动机的起动电流与额定电流之比，可由手册查出；Ksrt为加入起动限流电 阻后，电动机的起动电流与额定电流之比、可根据需要选取。 (2)笼型异步电动