第4章电气控制系统的设计与安装
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
经验设计法的基本步骤
STEP1:主电路设计
主要考虑电动机的起动、点动、正反转、制动 及多速电动机的调速，另外还考虑包括短路、过 载、欠压等各种保护环节以及联锁、照明和信号 等环节。
STEP2:辅助电路设计
主要考虑如何满足电动机的各种运转功能及生 产工艺要求。首先设计出各个独立环节的控制电 路，然后再根据各个控制环节之间的相互制约关 系，进一步拟定联锁控制电路等辅助电路的设计 ，最后再考虑根据线路的简单、经济和安全、可 靠，修改线路。 路漫漫其修远兮,
专用安装零件； ❖ 绘制装配图和接线图； ❖ 编写设计计算说明书和使用说明书。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
电气控制系统设计的一般原则
电气控制线路的设计是电力拖动方案和控制方案的具体化 ，一般在设计时应该遵循以下原则：
❖ 最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求；
❖ 在满足生产要求的前提下，力求使控制线路简单、经济
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
❖ 操作和维修方便 电气设备应力求维修方便，使用安全。电气元件 应留有备用触点，必要时应留有备用电气元件， 以便检修、改接线用，为避免带电检修应设置隔 离电器。控制机构应操作简单、便利，能迅速而 方便地由一种控制形式转换到另一种控制形式， 例如由手动控制转换到自动控制。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
❖ 确定拖动方式
单独拖动:一台设备只有一台电动机拖动 分立拖动:一台设备由多台电动机分别驱动各个工作机构
，通过机械传动链连接各个工作机构。
确定调速方案
（1）重型或大型设备主运动及进给运动，应尽可能采用 无级调速。这有利于简化机械结构，缩小体积，降低制 造成本。
（2）精密机械设备如坐标镗床、精密磨床、数控机床以 及某些精密机械手，为了保证加工精度和动作的准确性 ，便于自动控制也应采用电气无级调速方案。
(2) 电动机起动、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，可 采用任何一种起动方式。对于它的辅助运动，在起动时 往往要克服较大的静转矩，必要时也可选用高起动转矩 的电动机，或采用提高起动转矩的措施。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
4.3电气控制线路的经验设计法
经验设计法是在熟悉大量控制线路的前提 下，根据生产机械的工艺要求和加工过程， 利用各种典型的基本控制环节，加以修改、 补充、完善，最后得出最佳方案
(4)尽量减少不必要的触点以简化电路。在满足动作要求 的条件下，电气元件触点愈少，控制线路的故障机会率 就愈低，工作的可靠性愈高。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
(5)尽量减少电器不必要的通电时间，使电气元件在必要 时通电，不必要时尽量不通电，可以节约电能并延长电 器的使用寿命。
FU2
FU2
FR SB1
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
4.2 电力拖动方案确定原则和电机的选择
电力拖动方案是指确定电动机的类型、数量、 传动方式及电动机的起动、运行、调速、转向、 制动等控制要求，是电气设计的主要内容之一， 为电气控制原理图设计及电气元件选择提供依据 。
确定电力拖动方案必须依据生产机械的精度、 工作效率、结构以及运动部件的数量、运动要求 、负载性质、调速要求以及投资额等条件。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
（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、可靠的三相鼠笼式异步电动机，配以适 当级数的齿轮变速箱。为了简化结构，扩大调速范围， 也可采用双速或多速的鼠笼式异步电动机。
❖ 电动机的选择和电动机的起动、制动和反向要求
(1) 电动机的选择
一般都应采用感应电动机，仅在起动、制动和调速不满 足要求时才选用直流电动机。
第4章电气控制系统的设 计与安装
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2020年4月11日星期六
电气控制系统的设计任务是根据生产工艺，设计 出合乎要求的、经济的电气控制线路；并编制出 设备制造、安装和维修使用过程中必须的图纸和 资料，包括电气原理图、安装图和互连图以及设 备清单和说明书等。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
同一个电器的常开触头和常闭触头位置靠得很近，不 能分别接在电源的不同相上
SQ KM1
SQ KM1
KM2
SQ
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
SQ
KM2
(3)线路中应尽量减少多个电器元件依次动作后 才能接通另一个电器元件
KA1
KA KA1
KA2
KA2 KA3
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
KA KA1 KA2
(1) 尽量选用标准的、常用的或经过实际考验过的环节和线路。 (2) 尽量缩短连接导线的数量和长度。设计控制线路时，应合理安排
各电器的位置，考虑到各个元件之间的实际接线，要注意电气柜、 操作台和限位开关之间的连接线。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
(a)
(b)
(3)尽量减少电气元件的品种、规格和数量，并尽可能采 用性能优良，价格便宜的新型器件和标准件，同一用途 尽量选用相同型号的电气元件。
KA1 KA2 KA3
(4)应考虑电器触头的接通和分断能力，增加接通能 力用多触头并联连接， 增加分断能力用多触头串 联连接
(5)考虑电器元件触头的“竞争”问题
“先断后合”、“先合后断”
KM
KA
KA
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
KA
(6)防止寄生电路
寄生电路是指控制线路在工作中出现意外接通的电路
SB2
KM1
FR SB2
SB1
KM1
KM2
KT
KT
KM2 KM2
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
KM1 KT KM2
KM1 KT
KM2
❖ 保证控制线路工作的可靠性和安全性
（1）线圈的连接 在交流控制线路中，不能串连接入两个电器线圈
KM1 KM2 KA
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
(2)电器触பைடு நூலகம்的连接
4.1 电气控制系统设计的一般原则和程序
电气控制系统设计的基本内容
❖ 拟定电气设计的技术条件（任务书）； ❖ 选择电气传动形式与控制方案； ❖ 确定电动机的容量； ❖ 设计电气控制原理图； ❖ 选择电气元件，制订电机和电气元件明细表； ❖ 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； ❖ 设计电气柜、操作台、电气安装板以及非标准电器和
经验设计法的基本步骤
STEP1:主电路设计
主要考虑电动机的起动、点动、正反转、制动 及多速电动机的调速，另外还考虑包括短路、过 载、欠压等各种保护环节以及联锁、照明和信号 等环节。
STEP2:辅助电路设计
主要考虑如何满足电动机的各种运转功能及生 产工艺要求。首先设计出各个独立环节的控制电 路，然后再根据各个控制环节之间的相互制约关 系，进一步拟定联锁控制电路等辅助电路的设计 ，最后再考虑根据线路的简单、经济和安全、可 靠，修改线路。 路漫漫其修远兮,
专用安装零件； ❖ 绘制装配图和接线图； ❖ 编写设计计算说明书和使用说明书。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
电气控制系统设计的一般原则
电气控制线路的设计是电力拖动方案和控制方案的具体化 ，一般在设计时应该遵循以下原则：
❖ 最大限度地实现生产机械和工艺对电气控制线路的要求；
❖ 在满足生产要求的前提下，力求使控制线路简单、经济
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
❖ 操作和维修方便 电气设备应力求维修方便，使用安全。电气元件 应留有备用触点，必要时应留有备用电气元件， 以便检修、改接线用，为避免带电检修应设置隔 离电器。控制机构应操作简单、便利，能迅速而 方便地由一种控制形式转换到另一种控制形式， 例如由手动控制转换到自动控制。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
❖ 确定拖动方式
单独拖动:一台设备只有一台电动机拖动 分立拖动:一台设备由多台电动机分别驱动各个工作机构
，通过机械传动链连接各个工作机构。
确定调速方案
（1）重型或大型设备主运动及进给运动，应尽可能采用 无级调速。这有利于简化机械结构，缩小体积，降低制 造成本。
（2）精密机械设备如坐标镗床、精密磨床、数控机床以 及某些精密机械手，为了保证加工精度和动作的准确性 ，便于自动控制也应采用电气无级调速方案。
(2) 电动机起动、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，可 采用任何一种起动方式。对于它的辅助运动，在起动时 往往要克服较大的静转矩，必要时也可选用高起动转矩 的电动机，或采用提高起动转矩的措施。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
4.3电气控制线路的经验设计法
经验设计法是在熟悉大量控制线路的前提 下，根据生产机械的工艺要求和加工过程， 利用各种典型的基本控制环节，加以修改、 补充、完善，最后得出最佳方案
(4)尽量减少不必要的触点以简化电路。在满足动作要求 的条件下，电气元件触点愈少，控制线路的故障机会率 就愈低，工作的可靠性愈高。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
(5)尽量减少电器不必要的通电时间，使电气元件在必要 时通电，不必要时尽量不通电，可以节约电能并延长电 器的使用寿命。
FU2
FU2
FR SB1
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
4.2 电力拖动方案确定原则和电机的选择
电力拖动方案是指确定电动机的类型、数量、 传动方式及电动机的起动、运行、调速、转向、 制动等控制要求，是电气设计的主要内容之一， 为电气控制原理图设计及电气元件选择提供依据 。
确定电力拖动方案必须依据生产机械的精度、 工作效率、结构以及运动部件的数量、运动要求 、负载性质、调速要求以及投资额等条件。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
（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、可靠的三相鼠笼式异步电动机，配以适 当级数的齿轮变速箱。为了简化结构，扩大调速范围， 也可采用双速或多速的鼠笼式异步电动机。
❖ 电动机的选择和电动机的起动、制动和反向要求
(1) 电动机的选择
一般都应采用感应电动机，仅在起动、制动和调速不满 足要求时才选用直流电动机。
第4章电气控制系统的设 计与安装
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2020年4月11日星期六
电气控制系统的设计任务是根据生产工艺，设计 出合乎要求的、经济的电气控制线路；并编制出 设备制造、安装和维修使用过程中必须的图纸和 资料，包括电气原理图、安装图和互连图以及设 备清单和说明书等。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
同一个电器的常开触头和常闭触头位置靠得很近，不 能分别接在电源的不同相上
SQ KM1
SQ KM1
KM2
SQ
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
SQ
KM2
(3)线路中应尽量减少多个电器元件依次动作后 才能接通另一个电器元件
KA1
KA KA1
KA2
KA2 KA3
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
KA KA1 KA2
(1) 尽量选用标准的、常用的或经过实际考验过的环节和线路。 (2) 尽量缩短连接导线的数量和长度。设计控制线路时，应合理安排
各电器的位置，考虑到各个元件之间的实际接线，要注意电气柜、 操作台和限位开关之间的连接线。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
(a)
(b)
(3)尽量减少电气元件的品种、规格和数量，并尽可能采 用性能优良，价格便宜的新型器件和标准件，同一用途 尽量选用相同型号的电气元件。
KA1 KA2 KA3
(4)应考虑电器触头的接通和分断能力，增加接通能 力用多触头并联连接， 增加分断能力用多触头串 联连接
(5)考虑电器元件触头的“竞争”问题
“先断后合”、“先合后断”
KM
KA
KA
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
KA
(6)防止寄生电路
寄生电路是指控制线路在工作中出现意外接通的电路
SB2
KM1
FR SB2
SB1
KM1
KM2
KT
KT
KM2 KM2
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
KM1 KT KM2
KM1 KT
KM2
❖ 保证控制线路工作的可靠性和安全性
（1）线圈的连接 在交流控制线路中，不能串连接入两个电器线圈
KM1 KM2 KA
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
(2)电器触பைடு நூலகம்的连接
4.1 电气控制系统设计的一般原则和程序
电气控制系统设计的基本内容
❖ 拟定电气设计的技术条件（任务书）； ❖ 选择电气传动形式与控制方案； ❖ 确定电动机的容量； ❖ 设计电气控制原理图； ❖ 选择电气元件，制订电机和电气元件明细表； ❖ 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； ❖ 设计电气柜、操作台、电气安装板以及非标准电器和