电气控制与可编程序控制器 教学课件 ppt 作者 张培志 主编 谌海云 朱宏俊 副主编电气控制及PLC课件15.pptVIP

* * 第五章 电气控制线路的设计 电气控制线路的设计方法有两种。一是一般设计法(或称经验设计法)，二是逻辑设计法(或称分析设计法)。 在具体设计时，无论选用什么方法，首先必须调查、熟悉和掌握加工工件的工艺要求，并确定出工件的加工工步。在这个基础上再与机械、液压等控制要求结合起来综合考虑，才能进行每一个控制环节的设计，最后把所有的控制环节连成一个有机的整体，经过进一步完善和校正，这样，一个完整的电气控制线路便可设计成功。 5.1 电气设计的基本内容 电气设计包括以下基本内容： (1) 拟定电气设计的技术条件(任务书)； (2) 选择并确定电气传动形式与控制方式； (3) 确定电动机容量，结构形式和型号； (4) 设计电气控制线路； (5) 选择电气元件，制定电机和电气元件明细表； (6) 画出电动机，执行电磁铁，电气控制部件以及检测 元件的总布置图； (7) 设计电气柜、操纵台、电气安装板及非标准电器和专用安装零件； (8) 绘制安装图和接线图； (9) 编写设计计算说明书和使用说明书。 以上这些项目，可根据控制线路的繁简程度加以省略或增加其他内容，有些图纸和技术文件也可增删和合并。 5.1.1 电气设计的技术条件 电气设计的技术条件是整个电气设计的主要依据，通常以设计技术任务书的形式表示，由有关设计人员根据设备的总体技术方案讨论决定。在任务书中，除了简要说明所设计的机电设备的名称、型号、用途、工艺过程、技术性能、传动参数以及现场工作条件外，还必须说明以下几点： (1) 用户供电电网的种类、电压、频率及容量。 (2) 有关电力拖动的基本特性，如运动部件的数量和用途，负载特性，调速范围和平滑性，电动机的起动、反向和制动的要求等等。 (3) 有关电气控制的特性，如电气控制的基本方式、自动工作循环的组成、自动控制的动作程序、电气保护及联锁条件等。 (4) 有关操作方面的要求，如操作台的布置、操作按钮的设置和作用、测量仪表的种类以及显示、报警和照明要求等。 (5) 机电设备主要电器元件(如电动机、执行电器和行程开关等)的布置草图。 1．传动方式 如果机床各运动部件之间需要保证一定的运动联系，则宜采用同一台电动机进行拖动；如果没有这个要求，则宜采用多台电动机分别传动。这样不仅能缩短机床的传动链，提高传动效率，简化机床结构，并且能方便地实现分别控制。 2．调速性能 机床的主运动和进给运动都有一定的调速要求。要求不同，则采用的调速传动方案也不同，而调速性能的好坏与调速方式是密切相关的。 3．负载特性 机床的主运动需要恒功率传动，而进给运动则需恒转矩传动。因此，我们在确定电动机的调速方法和选择多速电动机的类型时，必须使电动机的调速性质与机床的负载性质相适应。 例如，对于恒功率负载，就宜选用三角形一双星形变换的双速电动机加齿轮变速的方案或直流电动机变励磁磁通的调速方案。对于恒转矩负载，就宜选用星形一双星形变换的双速机调速方案或直流电动机调压调速的方案。 4．起动、制动和反向要求 机械设备主运动传动系统的起动转矩一般都比较小，因此，原则上可采用任何一种起动方式。而它的辅助运动，在起动时往往要克服较大的静转矩，所以在必要时可选用高起动转矩的电动机，或采用提高起动转矩的措施。另外，还要考虑电网容量。 5.2 电动机的选择 电动机是机电设备的主要动力器件，在选择电动机时，首要是选择合适的功率；另外，电动机的转速、电压、结构型式等的选择也要综合考虑。电动机功率的正确选择很重要，功率过大，设备投资大，同时电动机欠载运行，使效率和功率因数降低，造成浪费；相反，功率过小，电动机过载运行，过热使寿命降低，或者不能充分发挥设备的效能。 5.2.1 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、立式等。应根据电动机与工作机构的连接方便、紧凑为原则来选择。如：立铣、龙门铣、立式钻床等机床的主轴都是垂直于机床工作台的。那么，这时采用立式电动机较合适，它可以减少一对变换方向的圆锥齿轮。 另外，按电动机工作的环境条件，还有不同的防护型式供选择，如防护式、封闭式、防爆式等，可根据电动机的工作条件来选择。粉尘多的场合，选择封闭式的电动机；易燃易爆的场合选用防爆式电动机。按机床电气设备通用技术条件中规定，机床应采用全