第三章 继电器—接触器控制线路的设计1.ppt

设备电气控制技术 李虎 东北大学 先进制造技术与自动化研究所 第3章 继电器—接触器控制电路的设计 3.1 电气控制系统设计的一般内容 3.2 电气控制电路的设计步骤 3.2.1 电力拖动电动机的选择 3.2.2 电气控制电路的设计 3.3 常用低压电器元件的选用 3.4 电气控制电路设计举例 习题 3.1 电气控制系统设计的一般内容 (1) 拟定电气控制系统设计任务书（技术条件）； (2)??确定电气传动方案，选择传动电动机； (3)??设计电气控制系统电路图； (4)??选择电气元件，并制定电气元件明细表； (5)??设计操纵台、电气柜及非标准电气元件； (6)?设计生产设备的电气设备布置总图、电气安装图，以及电气接线图； (7)???编写电气控制系统说明书及使用说明书。 具体内容的确定 ⒋ 正确合理地选择电气控制方式是生产设备电气控制系统设计的主要内容 电气控制方式应能保证生产设备的使用效能和动作程序、自动循环等基本动作要求。现代生产设备的控制方式与生产设备的结构密切相关。因此，电气控制方式应根据生产设备的总体技术要求来拟定。 在一般的简单生产设备中，其工作程序往往是固定的，使用中不需要经常改变原有程序，可采用有触头的继电接触器系统，控制电路在结构上接成“固定”式的。这种系统的特点是能够控制的功率较大，控制方法简单，工作稳定，便于维护，成本低，因此在现有的生产设备的控制系统中采用仍相当广泛。 对于系统工作复杂，控制要求高的生产设备，应优先采用PLC控制系统。 ⒌ 明确有关操纵方面的要求 如操纵台的设置、测量显示、故障自诊断和保护措施的要求等等。 ⒍ 设计应考虑用户供电网的要求 如电网容量、电流种类，电压及频率。 3.2.1 电动机的选择 正确地选择电动机就是从驱动生产设备的具体对象的使用条件出发，从经济性、合理性、安全性等多方面考虑，使电动机能够安全可靠地运行。 下面以机床的电气控制系统设计为例说明如何选择电动机。 根据机床的负载（例如切削功率）就可选择电动机的容量。 然而机床的载荷是经常变化的，而每个负载的工作时间也不尽相同，这就产生了使电动机的功率如何最经济地满足机床负载功率的问题。 机床电力拖动系统一般分为主拖动及进给拖动。 ⒉ 机床进给运动电动机容量的确定 机床进给运动的功率也是由于有效功率和功率损失两部分组成。 一般进给运动的有效功率都是比较小的，如通用机床进给运动的有效功率仅为主运动的0.0015~0.0025，铣床为0.015~0.025，但由于进给机构传动效率很低，实际需要的进给功率，车床、钻床的有效功率约为主运动功率的0.03~0.05，而铣床则为0.2~0.25，一般地，机床进给运动的传动效率为0.15~0.2，甚至还低。 车床和钻床，当主运动和进给运动采用同一个电动机时，只计算主运动电动机功率即可。 对于主运动和进给运动没有严格内在联系的机床，如铣床，为了使用方便和减少电能的消耗，进给运动一般采用单独电动机传动，该电动机除主传动进给外还传动工作台的快速移动。由于快速移动所需功率比进给运动大得多，因此电动机的功率常是由快速移动的需要而决定。 快速移动所需要的功率，一般由经验数据来选择，现列于表3-1中。 ⒊ 电动机转速选择 电动机功率的确定是选择电动机的关键，但也要对转速、使用电压等级及结构型式等项目进行选择。 异步电动机由于它结构简单坚固，维修方便，造价低廉，因此在机床中使用得最为广泛。 电动机的转速越低，体积越大，价格也越高，功率因数和效率也就低，因此电动机的转速要根据机械的要求和传动装置的具体情况加以选定。 异步电动机的电压等级为380V。但要求范围宽而平滑的无极调速时，可采用交流变频调速或直流调速。 结构型式：按电动机安装位置的不同分为： 卧式（电动机轴为水平）和立式（电动机轴为垂直） 3.2.2 电气控制电路的设计 当生产设备的控制方案确定后，可参照典型线路逐一分别设计局部线路，然后再根据各部分的相互关系综合而成完整的控制电路。 ⒈ 控制电路的设计规律 继电接触器控制电路有一个共同的特点，就是通过触头的“通”和“断”来控制电动机或其他电气设备，从而完成运动机构的动作。即使很复杂的控制系统，很大一部分也是由动合和动断触头组合而成的。 ⑴ 动合触头串联 当要求几个条件同时具备，才使电器线圈得电动作时，可用几个动合触头与线圈串联的方法实现，这种关系在逻辑线路中称为“与”逻辑。 图为自动线预停控制电路，自动线预停时，可按“预停”按钮SB3。 由动断触头K3、K10和K12所组