第四章控制线路设计及元件选择
变频器常用的控制电路
这些输入输出分配地址。这里的PLC采用三菱FX2N-48MR继电器输出型PLC，变频器
采用三菱FR-A540变频器，其起停控制的I/O分配如表4.1所示。
输入
输出
输入继电器 X0 X1 X2 X3 X4
输入元件 SB1 SB2 SB3 SB4 A-C
作用
输出继电器
接通电源按 钮
Y0
切断电源按
钮
Y1
变频器起动
即具有记忆功能；在A地按下SB5或在B地按下SB6按钮，RM端子接通，频率下降，松开按
钮，则频率保持。从而在异地控制时，电动机的转速都是在原有的基础上升降的，很好地实
现了两地控制时速度的衔接。
图4.7 升降速端子实现的两地控制电路
4.6 变频器并联控制电路
• 变频器的并联运行、比例运行多用于传送带、流水线的控制场合。 • 一、由模拟电压输入端子控制的并联运行 • 1.运行要求 • (1) 变频器的电源通过接触器由控制电路控制； • (2) 通电按钮能保证变频器持续通电； • (3) 运行按钮能保证变频器连续运行，且运行过程中变频器不能断电； • (4) 停止按钮只用于停止变频器的运行，而不能切断变频器的电源。 • (5) 任何一个变频器故障报警时都要切断控制电路，从而切断变频器的电源。 • 2．主电路的设计过程 • (1) 空气开关QF控制电路总电源，KM控制两台变频器的通、断电； • (2) 两台变频器的电源输入端并联； • (3) 两台变频器的VRF、COM端并联； • (4) 两台变频器的运行端子由继电器触点控制。
两种情况及特点：
• 2．模拟电流控制端子IRF • 大多是反馈信号或远程控制信号。
• 二、接点控制端子的通断控制
• 接点控制端子是以“通”、“断”来进行控制的，因此其控制 信号也是以“有”和“无”相区别。应用时可由以下信号进行 控制：
电气控制与PLC应用-电气控制实训教案
电气控制与PLC应用-电气控制实训教案第一章：电气控制基础1.1 电气控制概述了解电气控制的基本概念、分类和应用领域。
掌握电气控制系统的组成和功能。
1.2 常用低压电器熟悉常用的开关、接触器、继电器、保护器等低压电器的结构和原理。
学习电器符号和功能，并能够识别和应用。
第二章：电气控制线路设计2.1 控制电路的基本设计原则掌握控制电路设计的基本原则和方法。
学习如何选择合适的控制电器和保护元件。
2.2 常用控制电路学习常用的控制电路图和原理，如启动、停止、正反转、调速等。
分析实际电路图，并进行解读和应用。
第三章：PLC基础3.1 PLC概述了解PLC的定义、功能和工作原理。
掌握PLC的组成部分和各部分的作用。
3.2 PLC编程软件的使用学习PLC编程软件的安装和界面操作。
熟悉编程软件的功能和编程的基本操作。
第四章：PLC编程技术4.1 PLC编程语言学习PLC编程的基本语言，如指令表、逻辑功能图、功能块图等。
掌握不同编程语言的特点和应用场景。
4.2 常用PLC指令学习常用的PLC指令及其功能和使用方法。
掌握指令的编程和应用技巧。
第五章：电气控制与PLC应用实例5.1 电动机控制实例分析电动机控制系统的需求，设计电气控制电路。
利用PLC实现电动机的控制，并进行编程和调试。
5.2 自动化生产线实例了解自动化生产线的组成和工作原理。
学习如何利用PLC实现生产线的控制和自动化。
第六章：常用PLC品牌及选型6.1 常用PLC品牌介绍熟悉国内外常见的PLC品牌，如西门子、三菱、欧姆龙等。
了解各品牌PLC的特点、性能和应用领域。
6.2 PLC选型原则掌握PLC选型的原则和步骤。
学习如何根据实际应用需求选择合适的PLC型号。
第七章：PLC系统设计与调试7.1 PLC系统设计学习PLC系统设计的一般流程和方法。
掌握PLC系统硬件选型、软件编程、参数设置等环节。
7.2 PLC系统调试与维护学习PLC系统的调试方法和技巧。
数控机床电气控制第2版习题答案习题答案
习题答案第一章机床控制线路的基本环节1.答：低压电器是机床控制线路的基本组成元件。
它可以分为以下几大类；开关电器，主令电器，熔断器，接触器，继电器，控制变压器，直流稳压电源。
常用的低压电器有：刀开关，组合开关，低压断路器，按制按钮，行程开关，万能转换开关，脚踏开关，熔断器，接触器，电磁式继电器，时间继电器，热继电器，速度继电器，控制变压器，直流稳压电源。
2．答：低压断路器俗称为自动空气开关，是将控制和保护的功能合为一体的电器。
它常作为不频繁接通和断开电路的总电源开关或部分电路的电源开关，当发生过载、短路或欠电压故障时能自动切断电路，有效地保护串接在它后面的电气设备，并且在分断故障电流后一般不需要更换零部件。
因此，低压断路器在数控机床上使用越来越广泛。
3．答：虽然继电器与接触器都是用来自动接通或断开电路，但是它们仍有很多不同之处。
继电器可以对各种电量或非电量的变化作出反应，而接触器只有在一定的电压信号下动作；继电器用于切换小电流的控制电路，而接触器是一种用来频繁地接通或分断带有负载的主电路（如电动机）的自动控制电器。
因此继电器触点容量较小（不大于5A）。
在控制功率较小时（不大于5A）可用中间继电器来代替接触器起动电动机。
4．答：热继电器由于其热惯性，当电路短路时不能立即动作切断电路，不能用作短路保护，熔断器不具备热惯性所以只能作电动机的短路保护而不能作长期过载保护；另外，热继电器与熔断器的额定电流选择不同，因此，热继电器只能作为过载保护，熔断器只能作为短路保护。
5．答：短路保护：瞬时大电流保护，最常用的是利用熔断器进行短路保护。
过电流保护：当电流超过其整定值时才动作，整定范围通常为1.1--4倍额定电流。
最常用的是利用过电流继电器进行过电流保护。
长期过载保护：电动机在实际运行中，短时过载是允许的，但如果长期过载或断相运行都可能使电动机的电流超过其额定值，引起电动机发热。
绕组温升超过额定温升，将损坏绕组的绝缘，缩短电动机的使用寿命，严重时甚至会烧毁电动机绕组，因此必须采取过载保护措施。
电气主接线及设计
1)系统中的大型发电厂或变电所其供电容量大，范围广地位重要 作用强，应采用可靠性高的主接线形式，反之，应采用可靠性低 的主接线形式。
2)发电厂和变电所接入电力系统方式 接入系统方式指其与电力 系统连接方式
三、电气主接线的设计程序
1. 对原始资料分析 （1）工程情况
发电厂类型、设计容量、 单机容量及台数、最大负 荷利用小时数、可能的运 行方式
（2）电力系统情况
电力系统近远期规划、发电厂 或变电站在电力系统中的位置 和作用、本期工程与电力系统 的连接方式及各级电压中性点 接地方式等
（3）负荷情况
负荷的性质、地理位置、输电电压 等级、出线回路数、输送容量
定性分析和衡量主接线可靠性的基本标准： 1）断路器检修时，能否不影响供电. 2）断路器、线路或母线故障及母线隔离开关检修时，停运的出线
回路数和停电时间的长短，以及能否保证对一类用户供电。 3）发电厂或变电所全部停电的可能性。 4）大型机组突然停运时，对电力系统稳定性的影响与后果。 2.灵活性 1）操作的方便性。 2）调度方便性。主接线能适应系统或本厂所的各种运行方式 3）扩建方便性。具有初期—终期—扩建的灵活方便性。 3.经济性 1）投资省 设备少且廉价（接线简单且选用轻型断路器）。 2）占地面积少 一次设计，分期投资,尽快发展经济效益。 3）电能损耗少 合理选择变压器的容量和台数，避免两次变压。 正确处理可靠性和经济性的矛盾 一般在满足可靠性的前提条件下，
电气主接线是发电厂或变电站电气部分的主体，直接影响运行 的可靠性、对配电装置布置、继电保护配置、自动装置及控制方 式的拟定都有决定性的关系。对电气主接线的基本要求是：可靠 性、灵活性和经济性灵活性。
电路邱关源知识点总结
电路邱关源知识点总结第一章电路基础知识1.1 电路的定义电路是由电源、导线和负载组成的路径，通过这个路径可以实现电能的传输和转换。
电路可以分为直流电路和交流电路。
1.2 电压、电流、电阻电压是指电荷单位正负极性的能量。
电流是电荷的流动。
电阻是电流通过的障碍。
1.3 串联、并联串联是指电阻或其他元件依次连接在一起，电流的流动路径是依次通过每一个元件。
并联是指电阻或其他元件并排连接在一起，电流可以选择不同的路径通过每一个元件。
1.4 电路定律欧姆定律：在电阻恒定的情况下，电压和电流成正比。
即 V=IR。
基尔霍夫定律：总电压等于各个分支电压之和，总电流等于各个分支电流之和。
1.5 电路分析方法基尔霍夫定律的应用：通过列方程组的方式求解电路中各个分支电流和电压。
节点分析法：以节点电压为未知数，通过电流平衡方程求解各个节点电压。
电流分析法：以支路电流为未知数，通过节点电流平衡方程求解各个支路电流。
第二章电路元件2.1 电源电源是提供电能的设备，可以分为直流电源和交流电源。
2.2 电阻电阻是电流通过的阻碍，常用于电路中调节电流和电压的大小。
2.3 电容电容是指两个导体之间存在电场储存电荷的能力。
2.4 电感电感是指电流通过导体时产生的磁场储存能量的能力。
2.5 半导体元件半导体元件包括二极管、晶体管、场效应管等，是现代电子设备中常用的重要元件。
第三章电路分析3.1 直流电路分析直流电路分析主要是通过欧姆定律和基尔霍夫定律进行电流和电压的计算和分析。
3.2 交流电路分析交流电路分析主要是通过复数分析和复指数的方法进行电流和电压的计算和分析。
3.3 稳态分析和瞬态分析稳态分析是指电路中电流和电压达到稳定值后的分析。
瞬态分析是指电路刚刚接通或断开后的电流和电压的分析。
第四章电路设计4.1 电路图电路图是电路设计的重要工具，包括电源、导线、负载、电阻、电容、电感等元件的连接关系和参数。
4.2 电路模拟和仿真电路模拟是指通过电路仿真软件对电路进行数学模型的建立和仿真分析，以验证设计的正确性和可靠性。
第四章 交流电动机调速控制系统
r12
(X1
c1 X
' 20
)2
]
（4-8）
因 r12
(X1
c1
X
' 20
)
2
，近似得：
Mm
1 2c1
2f1[r1
m1PU12
(X1
c1 X
' 20
)]
（4-9）
2. 生产机械的转矩特性
摩擦类 特性曲线见图（a） 负载： ，位于1、3象限。
生产机械
恒转矩负载：它的负载转矩是一 个恒值，不随转速 而改变。
——定子极对数
（4-3）
4)．传给转子的功率（又称电磁功率）与机械功率、转子铜耗之间有如下
关系式 ： PMX PM PM 2 (1 S)PM
（4-4）
式中：
PM ——传给转子的功率（又称电磁功率）
PMX ——机械功率
PM 2 ——转子铜耗
5)．电机的平均转矩为：
M CP
PMX
M0 Mn 否则电机无法进入正常运转工作区。
交流机的起动电流一般为额定电流的4~6倍 ,起动时 一般要考虑以下几个问题：
图4-7 机械特性曲线
1. 应有足够大的起动力矩和适当的机械特性曲线。 2. 尽可能小的起动电流。 3．起动的操作应尽可能简单、经济。 4．起动过程中的功率损耗应尽可能小。
普通交流电机在起动过程中为了限制起动电流，常用的起动方法有三种。即：
图6-1的等效电路，经化简后得到能耗制动的等效电路如图4-10所示。
图4-10 能耗制动的等效电路
图中：
•
I1 ——直流励磁电流的等效交流电流
11第四章电气主接线及设计(3)
适用于：35～220kV，线路较长（故障几率 大），雷击率较高和变压器不需要经常切换的发电 厂和变电所。
出线故障，仅故障线路跳闸，
其余回路可继续供电。出线停送
WL1
WL2 电，操作方便。
QF1 QF2 QFq
QS1 QS2 T1 T2
变压器故障、停送电操作复杂：
如：
T1故障，QF1、QFq自动跳 闸，WL1停电。拉开QS1后，再 合上QF1、QFq，可恢复WL1供 电。
接时， G和T之间则需设断路器。由 厂用
于大容量发电机出口断路器制造困难， G
所以大容量（200MW以上）机组很少 (B)
采用这种接线。
优点： （1）接线简单，电器数目少，因而节约了投资和占 地面积，也减少了故障可能性，提高了供电可靠性。 发电机与变压器之间采用封闭母线相连进一步提高 了可靠性。
WL1
WL2
QF1 QF2 QFq
QS1 QS2 T1 T2
QFq QF1 QF2 T1 T2
1. 内桥接线
WL1
WL2
接线特点：出线各接有一台 断路器，桥连断路器接在内侧 （变压器侧）。
QF1 QF2 QFq
正常运行时：出线所有断路 器均闭合。
QS1 QS2 T1 T2
特点：出线回路的投切很方 便，电源或变压器回路的投切比 较复杂。
升高电压
T 厂用
G
对于单机容量较小的机组（小于100MW） 为了在发电机停用的情况下也能从变压器 低压侧取得厂用电源，也可在发电机出口 装断路器。。
对于单机容量大于200MW的发电机，一方面 T
发电机出口断路器制造困难，成本高；另 一方面发电机出线采用封闭母线，发电机 出线回路设备越少越好。所以在发电机出 厂用 口一般不装断路器。
教学：位置控制线路教案
位置控制线路教案教学对象：中职电气专业学生教学目标：1. 了解位置控制线路的基本原理和组成。
2. 掌握位置控制线路的安装和调试方法。
3. 能够分析并解决位置控制线路的实际问题。
教学内容：第一章：位置控制线路概述1.1 学习目标：了解位置控制线路的基本概念、原理和组成。
1.2 教学内容：1.2.1 位置控制线路的定义：通过控制电路来实现机械设备或生产过程的自动控制。
1.2.2 位置控制线路的原理：利用位置传感器检测物体的位置，并通过控制电路实现对执行机构的控制。
1.2.3 位置控制线路的组成：位置传感器、控制电路、执行机构等。
第二章：位置传感器的选用与安装2.1 学习目标：掌握位置传感器的选用方法及其安装要求。
2.2 教学内容：2.2.1 位置传感器的种类：电感式、电容式、磁电式、光电式等。
2.2.2 位置传感器的选用原则：根据实际需求选择合适的传感器，考虑传感器的精度、响应时间、输出信号等。
2.2.3 位置传感器的安装要求：确保传感器与被测物体间的距离、角度等符合要求，保证传感器的正常工作。
第三章：控制电路的设计与调试3.1 学习目标：掌握控制电路的设计方法及其调试技巧。
3.2 教学内容：3.2.1 控制电路的设计方法：根据实际需求设计合适的控制电路，包括传感器信号的处理、执行机构的控制等。
3.2.2 控制电路的调试技巧：通过观察传感器信号、执行机构状态等，调整电路参数，使系统达到预期的工作效果。
第四章：执行机构的控制与应用4.1 学习目标：了解执行机构的控制原理及其应用。
4.2 教学内容：4.2.1 执行机构的控制原理：通过控制电路实现对执行机构的控制，包括电动机、气缸等。
4.2.2 执行机构的应用：结合具体实例了解执行机构在实际生产中的应用，如自动化装配线、等。
第五章：位置控制线路的实际应用与维护5.1 学习目标：掌握位置控制线路的实际应用及其维护方法。
5.2 教学内容：5.2.1 位置控制线路的实际应用：了解位置控制线路在自动化设备中的应用，如自动门、自动电梯等。
电气主接线及设计-2
五. 变压器母线组接线
1.接线形式 2.正常运行时，两组母线和断路器均投 入。 3.变压器故障时，连接于对应母线上的 断路器跳开，但不影响其他回路供电。 4.特点：
调度灵活，电源和负荷可自由调配， 安全可靠，有利于扩建； 一组母线故障或检修时，只减少输 送功率，不会停电。 可靠性较双母线带旁路高，但主变 压器故障即相当于母线故障。
•发电机-三绕组变压器（或自耦变压器）单元接线
1.在发电机出口处需装 设断路器； 2.断路器两侧均应装设 隔离开关； 3.大容量机组一般不宜 采用。
3)发电机—变压器—线路组成单元接线
a) 这种接线方式下，在电厂不设升压配电装置，把电能直接送 到附近的枢纽变电站或开关站，使电厂的布置更为紧凑，节省 占地面积; b) 由于不设高压配电装置，所以不存在火电厂的烟尘及冷却水 塔的水汽对配电装置的污染问题。
（2）发电机定子绕组本身故障时，若变压器高压侧断路器 失灵拒跳，则只能通过失灵保护出口启动母差保护或发 远方跳闸信号使线路对侧断路器跳闸；若因通道原因远 方跳闸信号失效，则只能由对侧后备保护来切除故障， 这样故障切除时间大大延长，会造成发电机、主变压器 严重损坏。
（3）发电机故障跳闸时，将失去厂用工作电源，而这种情 况下备用电源的快速切换极有可能不成功，因而机组面 临厂用电中断的威胁。
四. 一台半断路器接线及三分之四台断路器接线
运行时，两组母线和同一串的3
个断路器都投入工作，称为完
W2
整串运行，形成多环路状供电，
QF1
具有很高的可靠性。
一串中任何一台断路器退出或
检修时，这种运行方式称为不
QF2
完整串运行，此时仍不影响任
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
何一个元件的运行。
城市轨道交通第四章 线路与车站的规划与设计
15
4.3 车站规划与设计
2.车站的组成
大型轨道交通系统的车站一般由四部分组成：
1）车站大厅及广场，是乘客、游客和商人聚集的地方；
2）售票大厅，为乘客出售列车客票；
3）站台，直接供乘客乘降车使用；
4）旅客不能到达的地方，如车站办公室、仓库、维修设施及铁路股道等。
对城市轨道交通来说，车站一般由车站主体、出入口及通道、通风道及 风亭（地下）和其它附属建筑物组成。
3）城市道路网及建设状况
4）线路敷设方式及技术条件
5）与城市发展的尽远期结合
6）其他因素
2
4.1 线路规划
2、分析方法 一般在1/5000～1/10000地形图上进行，特殊地段采用1/2000
地形图，提出2～3个方案作为比选和论证的基础。 1）客流吸引条件； 2）线路条件； 3）施工条件； 4）对城市环境的影响； 5）费用和工期
2、主要技术标准
国家住房与城乡建设部2008年颁布的《城市轨道交通工程项目建设标准》 中，将城轨交通系统按线路工程标准分为五种类型，主要技术指标包括： 最小曲线半径、最大坡度、竖曲线半径、钢轨和道岔，具体参数详见下表。
8
基本类型
A
B
C/D
L
单轨
正线
300～350
250～300
50～100
150
100
3）按车站结构形式和施工方法分为明挖站、暗挖站等； 4）按车站站台形式分为岛式车站、侧式车站、一岛一侧、一岛两侧等车 站形式。
5）按车站服务的对象及功能可以分为城市标志(landmark)站(作为城市的象
征或著名建筑物)、与干线或机场等交通连接的换乘枢纽站(完成与机场或其他
交通方式的接续运输过程)、市郊地区车站、农村地区车站等。
最新MQ8260A曲轴磨床电气控制电路设计4(1)
M Q8260A曲轴磨床电气控制电路设计4(1)辽宁工业大学《电气控制技术》课程设计（论文）题目： MQ8260A曲轴磨床电气控制电路设计院（系）：软件工程学院专业班级：楼宇智能化工程技术班学号：学生姓名：指导教师：李宝国教师职称：教授起止时间：2010年6月14日-2010年6月25日课程设计（论文）任务及评语院（系）：软件学院教研室：目录第1章课程设计目的与要求 (1)1.1课程设计目的 (1)1.2课程设计要求 (1)第2章 MQ8260A曲轴磨床电气传动方案 (2)2.1 MQ8260A型曲轴磨床的电气传动方案 (2)2.2机床调速要求和实现 (2)第3章 MQ8260A曲轴磨床控制电路设计 (4)3.1 主电路 (4)3.2控制电源及保护电路设计 (4)3.2.1信号控制电路设计 (5)3.3动力电路设计 (5)第4章电器元件的选择 (6)第5 章课程设计总结 (9)参考文献 (10)第一章课程设计目的与要求1.1 课程设计目的通过对MQ8260A型曲轴磨床电气控制系统设计，使学生初步掌握电气控制系统的设计方法，以及电气常用元器件的选型；使学生初步具有控制系统主电路、控制电路的分析和设计方法；同时使学生掌握电气线路原理图的绘制方法，为今后走上工作岗位应用电气控制基本理论知识奠定良好的基础。
1.2 课程设计要求按课程设计指导书提供的课题，根据基本学时分配合理安排设计时间，并独立完成各方面的设计。
选择同一题目的同学，可以共同协作完成一个控制系统的开发任务。
要求书写详细的设计说明书，对有复杂的系统设计的部分，应画出电气线路原理图，写出全部的分析。
1、设计主电路2、设计基本控制电路3、设计保护环节，完善控制线路4、对线路工作原理进行分析，最后审查确定线路的可靠性第二章MQ8260A曲轴磨床电气传动方案2．1 MQ8260A型曲轴磨床的电气传动方案(1) 砂轮由电动机M1传动．单向旋转磨削；(2) 水泵电动机M2的起、停与砂轮同步：砂轮电机起动．水泵即起动，砂轮停转．水泵停止。
电气控制线路设计及实例分析教材(PPT29页)
武汉工程大学电气信息学院
4
《可编程序控制器》 第四章 电气控制线路设计及实例分析
按钮一般是装在操作台上，而接触器则是装在电 器柜内，这样接线就需要由电器柜二次引出连接线 到操作台上，所以一般都将起动按钮和停止按钮直 接连接，就可以减少一次引出线，如图b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。
武汉工程大学电气信息学院
5
《可编程序控制器》 第四章 电气控制线路设计及实例分析
➢ 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。
（二）主电路设计 此例中有M1、M2两台电机，分别有正反转控制，均为全
压起动、连续工作，无制动要求。因此设计主电路如下：
快进KM1
工进KM3
快退KM2
工退KM4
SQ1
原 位
SQ2
转 换
SQ3
终 点
《可编程序控制器》 第四章 电气控制线路设计及实例分析
（三）控制电路设计 条件分析法的原则： 1、以接触器、继电器、电磁铁等的线圈为分析对象，分析其通电（起始）
半导体集成电路第4章版图设计及举例
➢ 数字电路中： ➢ a一般取 0.16~0.40mA/um ➢ 模拟电路中： ➢ a一般取0.04~0.16mA/um ➢ LE-EFF通常取正对基区接触孔的发射极
边沿。
三、饱和压降
➢ 数字电路中，VOL即为输出管的饱和压降。 ➢ 饱和压降由两部分构成：
➢
Vces (VBE VCB ) (IC rcs IEres )
不需增加工序、简单易行。 ➢ 应用最广泛的是硼扩散电阻
RY
100 ~ 200 /Y
R
50 ~ 50K
VR
20%
R
VR
2000 ppm / O C
VT
➢ 此外还有磷扩散电阻，通常用于小阻值电阻
或作为第二层内部连线
一、硼扩散电阻：
1.常用图形：
➢ 胖 形 阻值小，精度要求高 10~102Ω
➢ 瘦 形 中等阻值
设计程序大体如下：
电路指标试验电路源自工艺设计元件指标布线方案
线路计算 机模拟
初步元件设计 寄生参数计算
定型电路 试制 工作版
版图 母版
生产
初缩 精缩 分步重复
4-1 版图设计的一般程序
版图设计的任务：按照电路参数的要求， 在给定的电路及工艺条件下，依据一定的规则， 设计出电路中每个元件的图形及尺寸，然后排 版、布线，完成整个版图。
➢ 两次掩膜对准容差△WMAT-2 ±5.5
下面来推导最小面积晶体管尺寸
1、WE孔 射极接触孔 取最小尺寸
2、DE-E孔 射极孔到射区扩散窗口边缘间距 △WMAT-0.8xje+WdE-E+Gmin
3、DE-B 射区窗口到基区窗口间距 △WMAT+0.8xje-0.8xjc+Wde-B+Wdc-B+Gmin
发电厂电气部分-第四章 电气主接线及设计1讲解
单母线分段接线特点
• 优点
– 当母线发生故障时，仅故障母线 段停止工作，另一段母线仍继续 工作。
– 对重要用户，可由不同段母线分 别引出的两个回路供电，以保证 供电的可靠。
– 当一段母线故障或检修时，必须 断开接在该段母线上的所有支路， 使之停止工作，但不影响另一段 母线上所连的支路。
– 供电可靠性提高，运行较之灵活。
Ⅲ类负荷：Ⅰ类和Ⅱ负荷之外的其它负荷。 对 Ⅲ类负荷的供电要求：可以较长时间的停电，可用单回路 线路供电。
由此可见，对于带Ⅰ、Ⅱ类型负荷的发电厂和变 电站，应选择可靠性较高的主接线形式。
设备的可靠性程度 电气主接线是由电气设备组成的，选择可靠性
高、性能先进的电气设备是保证主接线可靠性的基 础。
电气主接线反映了：
1）发电机、变压器、线路、断路器和隔离开关等有 关电气设备的数量； 2）各回路中电气设备的连接关系； 3）发电机、变压器和输电线路及负荷间的连接方式。
• 电气主接线图
– 用规定的图形与文字符号将发电机、变压器、母线、 开关电器、输电线路等有关电气设备，按电能流程顺 序连接而成的电路图。
大、中型发电厂和变电站，其电气主接线采取供电可靠性 高的接线形式；对于小型发电厂和变电站对于接线可靠性要 求低。
我国发电机单机容量大小划分：
小型机组：50MW以下； 中型机组：50~200MW； 大型机组：200MW以上；
发电厂容量大小划分：
小型发电厂：总装机容量在100MW以下； 中型发电厂：250~1000MW； 大型发电厂：1000M供电可靠性的要求不同分
为三个等级，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类负荷。
Ⅰ类负荷：对这类负荷突然中断供电，将造成人身伤亡，或 造成重大设备损坏，或给国民经济带来重大的损失。 例：冶金行业的炉体冷却水泵、浇注车间、连续轧钢车间、 矿山企业的主排水泵、主扇风机、化工企业的反应炉；医院 的手术室；国家的铁路枢纽、通信枢纽、国防设施等。
第4章 电气主接线及设计
2.主接线方案的拟定 3.短路电流计算和主要电气设备选择 4.绘制电气主接线图 5.编制工程概算 等各项步骤，请参见P103～104
第二节 主接线的基本接线
相关专业术语及基本概念
主接线的基本形式——主要电气设备常用的几种连接 方式。它以电源和出线为主体。
汇流母线——发电厂或变电站出线回路和电源进线的 中间环节，以便于电能的汇集和分配。 由于各个发电厂或变电站的出线回路数和电源数 不同，且每路馈线所传输的功率也不一样 当进出线数较多时（一般超过4回），通常采用母 线连接。
(4)长期实践运行经验
主接线可靠性与运行管理水平和运行值班人员的素质 等因素有密切关系，衡量可靠性的客观标准是运行实 践。 国内外长期运行经验的积累，经过总结均反映于技术 规范之中，在设计时均应予以遵循（应采用典型设 计）。
2.灵活性
灵活性指电气主接线应能适应各种运行状态，并能灵 活地进行运行方式的转换。
包括当地的气温、湿度、覆冰、污秽、风向、水文、 地质、海拔高度及地震等因素，对主接线中电气设备 的选择和配电装置的实施均有影响，应予以重视。 330kv以上电压的电气设备和配电装置要遵循《电磁 辐射防护规程》、控噪、控静电感应的场强水平和电 晕无线电干扰。对重型设备的运输条件亦应充分考虑。
(5)设备供货情况 这往往是设计能否成立的重要前提，为使所设计的主 接线具有可行性，必须对各主要电气设备的性能、制 造能力和供货情况、价格等资料汇集并分析比较。
工程设计中设计任务书（或委托书）的内容
根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划 （1）所设计电厂（变电站）的容量、机组台数； （2）电压等级、出线回路数、主要负荷要求； （3）电力系统参数和对电厂的具体要求； （4）设计的内容和范围。
实训报告控制线路
一、实训目的通过本次实训，掌握控制线路的基本原理和设计方法，提高对电气控制系统的理解，培养动手实践能力，为今后从事电气自动化相关工作打下坚实基础。
二、实训内容1. 控制线路基本原理控制线路是电气控制系统的核心部分，主要由接触器、继电器、按钮、开关等元件组成。
其主要作用是实现电气设备的自动控制，提高生产效率。
2. 控制线路设计方法（1）明确控制要求：根据生产工艺要求，确定电气设备的控制方式、控制顺序和电气参数。
（2）选择控制元件：根据控制要求，选择合适的接触器、继电器、按钮、开关等元件。
（3）绘制控制原理图：根据元件选择和连接方式，绘制控制原理图。
（4）编写控制程序：根据控制原理图，编写PLC（可编程逻辑控制器）控制程序。
（5）调试与测试：对控制线路进行调试和测试，确保其正常运行。
三、实训过程1. 理论学习首先，我们学习了控制线路的基本原理，了解了接触器、继电器、按钮、开关等元件的功能和特点。
在此基础上，学习了控制线路设计的基本方法，为实际操作做好准备。
2. 实践操作（1）元件选择：根据实训要求，选择合适的接触器、继电器、按钮、开关等元件。
（2）绘制控制原理图：根据元件选择和连接方式，绘制控制原理图。
图示如下：```电源┌────────────┐│ ││ 接触器││ │└────────────┘││┌────────────┐│ ││ 继电器││ │└────────────┘││┌────────────┐│ ││ 按钮││ │└────────────┘││┌────────────┐│ ││ 开关││ │└────────────┘```（3）编写控制程序：根据控制原理图，编写PLC控制程序。
程序示例如下：```// 定义元件Dim contactor As ContactorDim relay As RelayDim button As ButtonDim switch As Switch// 定义控制逻辑If button.Pressed Thencontactor.Onrelay.OnEnd IfIf switch.On Thencontactor.Offrelay.OffEnd If```（4）调试与测试：对控制线路进行调试和测试，确保其正常运行。
架空线路第四章
二、终勘选线
2005/9
主要内容
终勘选线是将批准的初步设计路径在现场具体落 实，按实际地形情况修正图上选线，确定线路最终的 走向，设立临时标桩。
杆塔的确定
三、路径选择的原则
1、选择线路路径时应遵守我国有关法律和
dx
2 y(x,t) x 2
dx
T
2 y(x,t) x 2
qdx
q 9.81
2 y(x,t) t 2
dx
两边同乘以 9.81，移项得 q
9.81T 2 y(x,t) 9.81 2 y(x,t) 2 y(x,t)
q
x 2
t 2
t 2
2005/9
主要内容 杆塔的确定 杆塔的定位原理 防震措施
工程概算 架空线路设计
图上选线是进行大方案的比较，从若干个路径方案中，
经比较后选出较好的线路路径方案。图上选线的方法步 骤如下：
(1)图上选线前应充分了解工程概况及系统规划，明确 线路起迄点及中途必经点的位置、线路输送容量、电压 等级、回路数与导线标号等设计条件。
(2)图上选线所用地形图的比例以1/5万或1/10万为宜。 先在图上标出线路起迄点及中间必经点位置，以及预先 了解到的有关城市规划，军事设施。工厂、矿山发展规 划，地下埋藏资源开采范围，水利设施规划，林区及经 济作物区，已有及拟建的电力线通信线或其它重要管线 等的位置、范围。然后按照线路起迄点间距离最短的原 则。尽量避开上述影响范围，考虑地形、交通条件等因 素，绘出若干个图上选线方案(一般经反复比较后保留1一 2个方案)作为收资及初勘方案。
林、防护林带、公园等，必须穿越时也应
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• ①自动空气开关脱扣器的额定电流应等于或大 于负载允许的长期平均电流； • ②自动开关的极限分断能力要大于，至少等于 电路最大短路电流 • ③自动开关脱扣器电流整定应按下面原则： • 欠电压脱扣器额定电压应等于主电路额定电压； 热脱扣器的整定电流应与被控对象（负载）额 定电流相等；电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流 应大于负载正常工作时的尖峰电流；保护电动 机时，电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流为电动 机起动电流的1.7倍。 • 机床常用：DZ系列、DW系列
• （2）分析计算法
• 根据机床总体设计中对机械传动功率的要求，确定机床拖 动用电动机功率 • P=P1/ η 1η 2 • P ——电动机功率 P1 ——机械传动轴上的功率 • η 1——生产机械功率 η 2 ——电动机与生成机械之 间的传动功率 • P=P1/ η 总； η 总= η 1η 2 • η 总——机床总效率 • 一般主运动为回转运动的机床η 总＝0.7～0.85；主 运动为往复运动的机床η 总＝0.6～0.7（结构简单的取大值， 复杂的取小值）
36V
110V FU2
KM1
KM3
KM2
KR1 M1 3～ M2 3～ 冷却电动机
SB4 SB1 SB2 KM1 KR1
A
KR2 SB5 M3 3～ 快速电动机 SB7
SB6 KM2
KM2 KR2
主电动机
图2-1 CW6163B型万能卧式车床电气原理
KM3
二、控制线路的设计规律
• 继电器接触器控制线路有一个共同特点，是通过触点 的“通”和“断”控制电动机或其他电气设备来完成 运动机构的动作的。
第四节 机床常用电器的选择
一、按钮、低压开关的选用
1.按钮 • 按钮通常是用来短时接通或断开小电流的控制电路的开关。常用：旋 钮式、指示灯式、紧急式；机床上常用的按钮为LA系列。 2.刀开关 • 主要作用是接通和切断长期工作设备的电源，也用于不经常起制动的 容量小于7.5kW的异步电动机，这时其额定电流不要小于电动机额定电流 的三倍。 • 一般，刀开关的额定电压不超过500V，额定电流由10A到上千安培的多 种等级。不带熔断器式刀开关主要有HD型及HS型，带熔断器式刀开关有 HR3系列。 3.自动空气开关 • 又称自动空气断路器，能接通或分断正常工作电流，也能自动分断过 载或短路电流，分断能力大，有欠压和过载保护作用。 • 选择参数：额定电压、额定电流和允许切断的极限电流等。
第三节 机床电器控制线路的设计
• 一般中小型机床电气传动控制系统并不复杂，大多 数都是由继电器接触器系统来实现其控制的。重点就是 设计继电器接触器控制线路及选择电气元件。 一、电器控制线路的电源 • 在电器控制线路比较简单，电器元件不多的情况下， 应尽可能用主回路电源作为控制回路电源，即可直接用 交流380V或220V，简化供电设备。
第二节 机床电力拖动电动机的选择
一、机床用电动机容量的选择 根据机床的负载功率（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功率如何 最经济的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。 1.机床主拖动电动机容量选择 多数机床负载情况比较复杂，切削用量变化很大， 因此通常采用调查统计类比或采用分析与计算相结合的方 法来确定电动机的功率 （1）调查统计类比法 首先进行广泛调查研究，分析确定所需要的切削用 量，然后用以确定的较常用的切削用量的最大值，在同类 同规格的机床上进行切削实验，并测出电动机的输出功率， 以此测出的功率为依据，再考虑到机床最大负载情况，以 及采用先进切削方法及新工艺等，然后类比国内外同类机 床电动机的功率，最后确定所设计的机床电动机功率来选 择电动机
• 卧式车床主电动机的功率：P=36.5D1.54 P——主拖动电机功率 D——工件最大直径 • 立式车床主电动机的功率：P=20D0.88 D——工件最大直径 • 摇臂钻床主电动机的功率：P=0.0646D1.19 D——最大钻孔直径 • 卧式镗床主电动机的功率：P=0.004D1.7 D——镗杆直径 • 龙门铣床主电动机的功率：P= 1/166B1.15 B——工作台宽度（mm）
• 1.动合触点串联
• 当要求几个条件同时具备时，才使电器线圈得电动作， 可用几个常开触点与线圈串联的方法实现。这种关系 在逻辑线路中称“与”逻辑。
2.动合触点并联 当在几个条件中，只要求具备其中 任一条件，所控制的继电器线圈就 能得电，这时可采用几个动合触点 并联来实现，这种关系在逻辑线路中叫“或”逻辑
u v w ××× Q
FU1
KM
FU2 SB1 SB2 KM
KR
KR
M ～ KM
(a) 未通电时的状态
对于比较复杂的控制线路，应采用控制电源变压器，将控制 电压由交流380V或220V降至110V或48V、24V，机床 照明电路为36V以下电源。
u v w
Q1 FU1 TC FU4 6.3V FU3 SA SB3 ST KM1 EL1 EL2 EL KM1
2.机床进给运动电动机容量选择 • 机床进给运动的功率也是由有效功率和损 失功率两部分组成。一般进给运动的有效效率 是比较小的，如通用车床进给有效功率仅为主 运动功率的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，机床进给运动传动效率为 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 一电动机时，只计算主运动电动机功率即可。
3.动断触点串联 当几个条件仅具备一个时，继电器线圈就断 电，可用几个动断触点与控制的电器线圈串联 的方法来实现
• 4.动断触点并联
当几个条件都具备时，电器线圈才断电， 可用几个动断触点并联，再与控制的继电器线 圈串联的方法来实现。
5.一般保护电器应既能保证控制线路长期正常运行，又能起到
保护电动机及其他电器设备的作用。一旦线路出故障，他的触 点就应以“通”转为“断”。
• （3）机床电动机的调速性质应与机床的负载特性相适应； • 调速性质是指转矩、功率与转速的关系。 • 电机的调速性质必须与机床的负载特性相适应。双速异步电机，定 子绕组由三角形改成星形联结时，转速由低速升为高速，功率增加 的很小，因此适用于恒功率传动。定子绕组低速为星形联接，而告 诉为双星形联接的双速电机，转速改变时，电动机所输出的转矩保 持不变，因此适用于恒转矩调速。 • 他励直流电机改变电压的调速方式则属于恒转矩调速；改变励磁的 调速方法是属于恒功率调速。 • （4）正确合理的选择电气控制方式是机床电气设计的主要内容； • 在一般普通机床中，其工作程序往往是固定的，使用中并不需要经 常改变原有程序，可 采用有触电的继电器系统，控制线路在结构 上接成“固定”的。 • 程序控制器是介于继电器系统的固定接线装置与电子计算机控制之 间的一种新型的通用控制部件。 • 随着电子技术的发展，数字程序控制系统在机床上的应用越来越广 泛，已经发展成为数控机床。 • （5）明确有关操纵方面的要求，在设计中实施； • （6）设计应考虑用户供电电网情况，如电网容量、电流种类、电 压及频率。
• 4.组合开关
• 可以起停5kW以下的异步电动机，但每小时的接通次数 不宜超过10~20次，开关的额定电流一般取电动机额定 电流的1.5~2.5倍。 • 组合开关主要根据电源种类、电压等级、所需触点数 及电动机容量进行选用。常用的有HZ-10系列，额定电 流为10、25、60和100A四种。适用于交流380V以下， 直流220V以下的电气设备中。
三、控制线路设计的一般问题
1.应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个 电器的现象。
2.设计电路时，应正确连接电器的线圈。
①在设计控制线路时，电器线圈的一端应接在电源 的同一端。 ②交流电器线圈不能串联使用。
3.在控制线路中应尽量减少触点数。
4.在设计控制线路时，应尽量避免减少连接导线的数量与长度。 5.在设计控制线路时应考虑各种联锁关系以及电气系统具有的 各种电气保护措施，例如过载、短路、欠压、零位、限位等保 护措施。 6.在设计控制线路时也应考虑有关操纵、故障检查、检测 仪表、信号指示、报警，以及照明等要求。
• • • • • • •
综上所述，机床电气设计应包括以下内容： （1）拟定电气设计任务书（技术条件）； （2）确定电气传动控制方案，选择电动机； （3）设计电气控制原理图； （4）选择电气元件，并制定电气元件明细表； （5）设计操作台、电气柜及非标准电气元件； （6）设计机床电气设备布置总图、电气安装图， 以及电气接线图； • （7）编写电气说明书和使用操作说明书。
卧式车床
Dm=400mm
Dm=400mm
摇臂钻床dm＝35～75mm
升降台铣床
龙门铣床
溜 板 溜 板 摇 臂 工 作 台 升 降 台 横 梁 横梁上的铣头 立柱上的铣头
二、电动机转速和结构型式的选择
• 电动机的转速愈低，价格也愈高，功率因数和效率也 就低，因此电动机转速要根据机械的要求和传递装置 的具体情况而定。 • 异步电动机的电压等级为380V。但要求宽范围而平滑 的无级调速时，可采用交流变频调速或直流调速。 • 金属切削机床一般都采用通用系列的普通电动机，电 动机的结构型式按其安装位置的不同分为卧式（轴为 水平）、立式（轴为垂直）等。为了使拖动系统更加 紧凑，使电动机尽可能地靠近机床的相应工作部位。 • 对易产生悬浮飞扬的铁屑或废料，或冷却液、工业用 水等有损于绝缘的介质能侵入电动机的场合，选用封 闭式结构为宜；煤油冷却切削刀具的机床或加工易燃 合金材料的机床应采用防爆式电动机。
• 5.电源开关联锁机构
• 电源开关联锁机构与相应的断路器和组合开关配套使 用，用于电源接通与断开电源和柜门开关联锁，以达 到在切断电源后才能开门，将门关闭后才能接通电源 的效果。有DJL系列和JDS系列。