电气控制系统设计

第3章 电气控制系统设计
3.2.1 电力拖动方案的确定
• 1．拖动方式的选择 • 2．调速方案的选择 • (1) 重型或大型设备的主运动及进给运动，应尽可能采用
无级调速。 • (2) 精密机械设备如坐标镗床、精密磨床、数控机床等，
为了保证加工精度，便于自动控制，也应采用电气无级调 速方案。 • (3) 一般中小型设备如普通机床没有特殊要求时，可选用 经济、简单、可靠的三相笼型感应电动机，配以适当级数 的齿轮变速箱。为简化结构，扩大调速范围，也可采用双 速或多速笼型感应电动机。 • 3．电动机调速性质应与负载特性相适应
• (3) 电气元件选用合理、正确，使系统能正常工 作。
• (4) 为适应工艺的改进，设备能力应留有裕量。
第3章 电气控制系统设计
• 3.1.2 电气控制设计的基本内容 • 1．电气原理图设计内容 • (1) 拟定电气设计任务书。 • (2) 选择电力拖动方案和控制方式。 • (3) 确定电动机的类型、型号、容量、转速。 • (4) 设计电气控制原理图。 • (5) 选择电气元件及清单。 • (6) 编写设计计算说明书。
第3章 电气控制系统设计
3.2.2 拖动电动机的选择
• 1．根据生产机械调速要求选择电动机种类 • (1) 不需调速的机械应首先考虑采用感应电动机。 • (2) 对于周期性波动负载的长期工作机械，为消平尖峰负
载，一般采用电动机带飞轮工作，这时应考虑启动条件和 充分利用飞轮的作用可采用绕线转子感应电动机。
进行的电气控制线路设计，和为满足电气 控制装置的制造、使用、运行、维修需要 而进行的生产施工设计的一般方法。
第3章 电气控制系统设计
• 3.1.1 电气控制设计的原则 • 电气控制设计的原则包括以下几项。 • (1) 最大限度满足生产机械和生产工艺对电气控
制的要求。
• (2) 在满足要求的前提下，使控制系统简单、经 济、合理、便于操作、维修方便、安全可靠。
型电动机，若用普通型电动机，应采取相应的防潮措施。
• (4) 在露天场所，宜选用户外型电动机，若有防护措施的 也可采用封闭型或防护型电动机。
• (5) 在高温车间，应根据周围环境温度，选用相应绝缘等 级的电动机，并加强通风，改善电动机的工作条件，提高 电动机的工作容量。
• (6) 在有爆炸危险及有腐蚀性气体的场所，应相应地选用 隔爆型及防腐型电动机。
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• 2．对控制电路电流、电压的要求 • 应选择标准的控制电压等级，尽量减少控制电路中电压、
电流的种类。 • 3．控制电路力求简单、经济 • 1) 尽量缩短连接导线的长度与导线数量
第3章 电气控制系统设计
• 2) 尽量减少电气元件的品种、数量和规格 • 3) 尽量减少电气元件触点的数目 • 4) 尽量减少通电电器的数目
• (7) 对于要求调速范围大的场合，常采用机械与电气联合 调速。
第3章 电气控制系统设计
3.2.2 拖动电动机的选择
• 2．根据工作环境选择电动机结构形式 • (1) 在正常环境条件下，一般采用防护式电动机；在人员
及设备安全有保证的前提下，也可采用开启式电动机。
• (2) 在空气中存在较多粉尘的场所，宜用封闭式电动机。 • (3) 在湿热带地区或比较潮湿的场所，应尽量选用湿热带
第3章 电气控制系统设计
目录
• 3.1 • 3.2 • 3.3 • 3.4 • 3.5 • 3.6
电气控制设计的原则和内容 电力拖动方案的确定和电动机的选择 电气控制电路设计的一般要求 电气控制电路设计的方法与步骤 常用控制电气的选择 电气控制的施工设计与施工
第3章 电气控制系统设计
本章要点 • 电气原理图设计 • 电气工艺设计 • 本章难点 电气原理图设计 • 本章主要讲述为满足生产机械及工艺要求
第3章 电气控制系统设计
3.2.2 拖动电动机的选择
• 3．电动机额定转速的选择 • 对于额定功率相同的电动机，额定转速越高的电动机成本
越小，越经济，但电动机转速越高，传动机构转速比越大， 传动机构越复杂。因此，应综合考虑电动机的工作特点及 生产机械结构两方面多种因素来确定电动机的额定转速。 • 4．电动机额定电压的选择 • 电动机额定电压应与供电电源电压相一致。 • 5．电动机额定功率的选择 • 依据生产实践验证，选择电动机容量时，电动机的额定功 率一般比拖动的机械所需之功率大10%左右为宜。
第3章 电气控制系统设计
• 4．确保控制电路工作的安全与可靠
• 1) 正确连接电器的线圈
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第3章 电气控制系统设计
• 2) 正确连接电器元件的触点
• 3) 防止寄生电路
• (3) 需要补偿电网功率因数及稳定的工作速度时，应优先 考虑采用同步电动机。
• (4) 对于只需几种速度，但不要求调速的生产机械，选用 多速感应电动机。
• (5) 要求大的启动转矩和恒功率调速时，常选用直流串励 电动机，如电车、牵引车等。
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3.2.2 拖动电动机的选择
• (6) 对启动、调速及制动要求较高的机械，常选用直流电 动机或带调速装置的感应电动机。
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• 2．电气工艺设计内容 • (1) 设计电气设备的总体配置，绘制总装配
图和总接线图。 • (2) 绘制各组件电气元件布置图与安装接线
图，标明安装方式、接线方式。 • (3) 编写使用维护说明书。
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3.2 电力拖动方案的确定和电动机的选择
• 确定电力拖动方案时，首先应根据机床工艺要求 及结构来选择电力拖动方式，确定电动机的数量， 然后根据机床各运动机构要求的调速范围来选择 调速方案，使电动机能得到充分合理的利用。
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3.3 电气控制电路设计的一般要求
• 1．电气控制应最大限度满足生产机械加工工艺要求 • 在设计之前，必须与机械设计人员充分沟通，应对生产机
械的工作性能、结构特点和加工工艺过程有充分的了解； 并对同类或接近产品进行调研、分析和综合；然后提出控 制方案，考虑控制方式、启动、制动、反向及调速的要求， 设置必要的联锁与保护，以便最大限度地满足生产机械加 工工艺的要求。