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1、PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD电气控制系统分析注意的几个电气控制系统分析注意的几个(j )问题：问题：了解系统的主要技术性能及机械传动、液压和气动的工作原理。了解系统的主要技术性能及机械传动、液压和气动的工作原理。弄清各电动机的安装部位、作用、规格和型号。弄清各电动机的安装部位、作用、规格和型号。掌握各种电器的安装部位、作用以及各操纵手柄、开关、控制按钮的功能和操纵方掌握各种电器的安装部位、作用以及各操纵手柄、开关、控制按钮的功能和操纵方法。法。注意了解与机械、液压发生直接联系的各种电器的安装部位及作用。如：行程开关、注意了解与机械、液压发生直接联系的各
2、种电器的安装部位及作用。如：行程开关、撞块、压力继电器、电磁离合器、电磁铁等。撞块、压力继电器、电磁离合器、电磁铁等。分析电气控制系统时，要结合说明书或有关的技术资料将整个电气线路划分成几个分析电气控制系统时，要结合说明书或有关的技术资料将整个电气线路划分成几个部分逐一进行分析。例如：各电动机的起动、停止、变速、制动部分逐一进行分析。例如：各电动机的起动、停止、变速、制动(zh dn)(zh dn)、保护及、保护及相互间的联锁等。相互间的联锁等。内容与目的内容与目的(md)(md)：分析几种典型电气控制电路，进一步掌握控制电路的组成，分析几种典型电气控制电路，进一步掌握控制电路的组成，典型环节
3、的应用及分析控制电路的方法。典型环节的应用及分析控制电路的方法。找出规律，逐步提高阅读电气原理图的能力，为独立设计打找出规律，逐步提高阅读电气原理图的能力，为独立设计打下基础。下基础。第一页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD第一节第一节 卧式车床卧式车床(chchung)(chchung)的电气控制电路的电气控制电路第二页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD多采用不变速的异步电动机拖动，变速靠齿轮箱的有级调速来实现，控制电多采用不变速的异步电动机拖动，变速靠齿轮箱的有级调速来实现，控制电路比较简单。路
4、比较简单。主轴正转或反转的旋转运动：通过改变主轴电动机的转向或采用离合器实现。主轴正转或反转的旋转运动：通过改变主轴电动机的转向或采用离合器实现。进给运动：多半是把主轴运动分出一部分动力，通过挂轮箱传给进给箱来实进给运动：多半是把主轴运动分出一部分动力，通过挂轮箱传给进给箱来实现刀具的进给。现刀具的进给。为了提高效率，刀架的快速运动由一台快速电动机单独拖动。为了提高效率，刀架的快速运动由一台快速电动机单独拖动。车床设有交流电动机拖动的冷却泵，实现刀具切削时冷却。有的还专设一台车床设有交流电动机拖动的冷却泵，实现刀具切削时冷却。有的还专设一台润滑泵对系统进行润滑。润滑泵对系统进行润滑。主电动机直
5、接起动和降压起动的选取：考虑电动机的容量；考虑电网的容量。主电动机直接起动和降压起动的选取：考虑电动机的容量；考虑电网的容量。不经常不经常(jngchng)起动的电动机可直接起动的容量为变压器容量的起动的电动机可直接起动的容量为变压器容量的30，经常，经常(jngchng)起动的电动机可直接起动的容量一般要小于变压器容量的起动的电动机可直接起动的容量一般要小于变压器容量的20。主电动机的制动方式：电气方法实现的能耗制动和反接制动；机械的摩擦离主电动机的制动方式：电气方法实现的能耗制动和反接制动；机械的摩擦离合器制动。合器制动。第三页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设
6、计与电气设计与CAD主电路：主电路：主电动机主电动机M1M1冷却泵电动机冷却泵电动机M2M2快速移动快速移动(ydng)(ydng)电动机电动机M3M3断路器断路器QFQF交流接触器交流接触器KM3KM3、KM4KM4热继电器热继电器FR1FR1熔断器熔断器FU1FU1交流接触器交流接触器KMKM限流电阻限流电阻R R交流接触器交流接触器KM1KM1热继电器热继电器FR2FR2交流接触器交流接触器KM2KM2熔断器熔断器FU2FU2互感器互感器TATA电流表电流表A AC650卧式车床卧式车床(chchung)的电气控制的电气控制电路电路第四页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第
7、三章 电气设计与电气设计与CAD主电动机点动调整主电动机点动调整(tiozhng)(tiozhng)控制：控制：第五页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD主电动机正反转主电动机正反转(fn zhun)(fn zhun)控制：控制：第六页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD主轴电动机反接制动控制：主轴电动机反接制动控制：电动机正转时，速度继电器的正转常开触点电动机正转时，速度继电器的正转常开触点KS1(17-23)KS1(17-23)闭合；闭合；电动机反转时，速度继电器的反转动合触点电动机反转时，速度继电
8、器的反转动合触点KS2(17-7)KS2(17-7)闭合。闭合。当电动机正向旋转时，接触器当电动机正向旋转时，接触器KM3KM3和和KMKM，继电器，继电器KAKA都处于得电动作状都处于得电动作状态，速度继电器的正转动合触点态，速度继电器的正转动合触点KS1(17-23)KS1(17-23)也是闭合的，这样就为电也是闭合的，这样就为电动机正转时的反接制动做好了准备。动机正转时的反接制动做好了准备。需要停车时，按下停止需要停车时，按下停止(tngzh)(tngzh)按钮按钮SB4SB4，接触器，接触器KMKM失电，其主触点失电，其主触点断开，电阻断开，电阻R R串入主回路。与此同时串入主回路。与
9、此同时KM3KM3也失电，断开了电动机的电源，也失电，断开了电动机的电源，同时同时KAKA失电，失电，KAKA的动断触点闭合。的动断触点闭合。在松开在松开SB4SB4后就使反转接触器后就使反转接触器KM4KM4的线圈通过的线圈通过1-3-5-17-23-251-3-5-17-23-25电路得电，电路得电，电动机的电源反接，电动机处于反接制动状态。电动机的电源反接，电动机处于反接制动状态。当电动机的转速下降到速度继电器的复位转速时，速度继电器当电动机的转速下降到速度继电器的复位转速时，速度继电器KSKS的正的正转动合触点转动合触点KS1(17-23)KS1(17-23)断开，切断了接触器断开，切
10、断了接触器KM4KM4的通电回路，电动机的通电回路，电动机脱离电源停止脱离电源停止(tngzh)(tngzh)。当电动机反转时，速度继电器的反转动合触点当电动机反转时，速度继电器的反转动合触点KS2KS2是闭合的，这时按是闭合的，这时按一下停止一下停止(tngzh)(tngzh)按钮按钮SB4SB4，在，在SB4SB4松开后正转接触器线圈通过松开后正转接触器线圈通过1-3-1-3-5-17-7-115-17-7-11电路得电，正转接触器电路得电，正转接触器KM3KM3吸合将电源反接使电动机制动后吸合将电源反接使电动机制动后停止停止(tngzh)(tngzh)。第七页，共53页。PLC电气控制技
11、术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD刀架的快速移动刀架的快速移动和冷却和冷却(lngqu)泵控制：泵控制：第八页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD第一节第一节 电气控制电路设计基础电气控制电路设计基础(jch)(jch)u 电气控制系统设计的基本内容：电气控制系统设计的基本内容：u 拟定电气设计任务书拟定电气设计任务书u 确定确定(qudng)(qudng)电气传动控制方案，选择电动机电气传动控制方案，选择电动机u 设计电气控制原理图设计电气控制原理图u 选择电气元件，制定明细表选择电气元件，制定明细表u 设计操作台、电气柜及非
12、标准电气元件设计操作台、电气柜及非标准电气元件u 设计电气设备布置总图、电气安装图以及电气接线图设计电气设备布置总图、电气安装图以及电气接线图u 编写电气说明书和使用操作说明书编写电气说明书和使用操作说明书第九页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD1.拟定拟定(ndng)电气设计任务书电气设计任务书 机械设备的型号，用途 工艺过程 技术性能 传动参数 现场工作条件 用户供电电网类型（电压(diny)、频率及容量）第十页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD2.电力拖动方案确定的原则：电力拖动方案确定的原则
13、：（1）传动）传动(chundng)方式：单独拖动，分立拖动方式：单独拖动，分立拖动（2）调速性能：齿轮变速箱，液压调速，多速电机，无机调速）调速性能：齿轮变速箱，液压调速，多速电机，无机调速无电气调速要求电力拖动方案确定无电气调速要求电力拖动方案确定: 笼型异步电动机：起动不频繁的场合笼型异步电动机：起动不频繁的场合 绕线转子异步电动机：负载静转矩大的拖动装置绕线转子异步电动机：负载静转矩大的拖动装置要求电气调速电力拖动方案确定要求电气调速电力拖动方案确定: :调速范围调速范围D D2 23 3、调速级数、调速级数224 4： 改变极对数的双速或多速笼型异步电动机改变极对数的双速或多速笼型异
14、步电动机调速范围调速范围D3D3，且不要求平滑调速：，且不要求平滑调速： 绕线转子异步电动机，短时或重复短时负载绕线转子异步电动机，短时或重复短时负载调运范围调运范围D D3 31010，且要求平滑调速：，且要求平滑调速： 容量不大时可采用带滑差离合器的异步电动机。长期运转在低速时，容量不大时可采用带滑差离合器的异步电动机。长期运转在低速时，也可考虑采用晶闸管直流拖动系统。也可考虑采用晶闸管直流拖动系统。调速范围调速范围D D1010100100：直流拖动系统或交流调速系统：直流拖动系统或交流调速系统三相异步电动机：变更三相异步电动机：变更(bingng)(bingng)定子绕组的极数和改变转
15、子电路的电阻定子绕组的极数和改变转子电路的电阻第十一页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD（3 3）电动机调速性质的确定）电动机调速性质的确定: :与生产机械的负载特性与生产机械的负载特性(txng)(txng)相适应相适应双速笼型异步电动机，当定子绕组由三角形联结改为双星形联结时，转速双速笼型异步电动机，当定子绕组由三角形联结改为双星形联结时，转速由低速升为高速，功率却变化不大，适用于恒功率传动。由星形联结改为由低速升为高速，功率却变化不大，适用于恒功率传动。由星形联结改为双星形联结时，电动机输出转矩不变，适用于恒转矩传动。双星形联结时，电动机输
16、出转矩不变，适用于恒转矩传动。直流他励电动机，改变电枢电压调速为恒转矩调速；而改变励磁调速为恒直流他励电动机，改变电枢电压调速为恒转矩调速；而改变励磁调速为恒功率调速。功率调速。（4 4）起动）起动(q dn)(q dn)，制动和反向要求，制动和反向要求第十二页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD3. 电动机的选择：电动机的选择： 选择电动机时，要考虑电动机的功率、转速、结构型式、额定电压等选择电动机时，要考虑电动机的功率、转速、结构型式、额定电压等 a) 电动机功率的选择电动机功率的选择:依据的是负载功率。依据的是负载功率。 选择电动机功率的一种
17、实用方法是调查统计类比法。选择电动机功率的一种实用方法是调查统计类比法。 目前采用的拖动电动机功率的统计分析公式目前采用的拖动电动机功率的统计分析公式(gngsh)如下：如下： (1) 卧式车床主电动机的功率卧式车床主电动机的功率 式中，式中，P为主拖动电动机功率（为主拖动电动机功率（kW）；）；D为工件最大直径（为工件最大直径（m）。）。 54. 1D5 .36P第十三页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD(2) 立式车床主电动机的功率立式车床主电动机的功率 式中，式中，P为主拖动电动机功率（为主拖动电动机功率（kW）；）；D为工件为工件(gng
18、jin)最大直径（最大直径（m）。）。(3) 摇臂钻床主电动机的功率摇臂钻床主电动机的功率 式中，式中，P为主拖动电动机功率（为主拖动电动机功率（kW）；）；D为最大钻孔直径（为最大钻孔直径（mm）。）。(4) 卧式镗床主电动机的功率卧式镗床主电动机的功率 式中，式中，P为主拖动电动机功率（为主拖动电动机功率（kW）；）；D为镗杆直径（为镗杆直径（mm）。）。(5) 龙门铣床主电动机的功率龙门铣床主电动机的功率 式中，式中，P为主拖动电动机功率（为主拖动电动机功率（kW）；）；B为工作台宽度（为工作台宽度（mm）。）。 88. 020DP19.10646.0DP 7 .1004.0DP 15.
19、 11661BP 第十四页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CADb) 电动机额定电压的选择电动机额定电压的选择交流电动机额定电压应与供电电网电压一致。交流电动机额定电压应与供电电网电压一致。 中小型异步电动机额定电压为中小型异步电动机额定电压为220V/380V（三角形（三角形/Y联结）及联结）及380V/660V （三角形（三角形/Y联结）两种，后者可用联结）两种，后者可用Y/三角形起动；三角形起动； 当电动机功率较大时，可选用相应电压的高压电动机。当电动机功率较大时，可选用相应电压的高压电动机。直流电动机的额定电压也要与电源电压相一致。直流电动机
20、的额定电压也要与电源电压相一致。c) 电动机额定转速的选择电动机额定转速的选择 从电动机制造角度来讲，对于额定功率相同的电动机，额定转速愈高，电从电动机制造角度来讲，对于额定功率相同的电动机，额定转速愈高，电动机尺寸、质量愈小，成本愈低，选用高速电动机较为经济。动机尺寸、质量愈小，成本愈低，选用高速电动机较为经济。 由于由于(yuy)生产机械所需转速一定，电动机转速愈高，传动机构转速比愈生产机械所需转速一定，电动机转速愈高，传动机构转速比愈大，传动机构愈复杂。因此应通过综合分析来确定电动机的额定转速。大，传动机构愈复杂。因此应通过综合分析来确定电动机的额定转速。d) 电动机结构型式的选择电动机
21、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（轴是水平的）和立电动机的结构型式按其安装位置的不同可分为卧式（轴是水平的）和立式（轴是垂直的）两种，应以电动机与工作机构的连接方便、紧凑为原式（轴是垂直的）两种，应以电动机与工作机构的连接方便、紧凑为原则来选择。则来选择。 电动机具有不同的防护型式，如防护式、封闭式、防爆式等，具体要根电动机具有不同的防护型式，如防护式、封闭式、防爆式等，具体要根据电动机的工作条件来选择。据电动机的工作条件来选择。 第十五页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CADe) 笼型异步电动机有关电阻的计算笼型异步电动
22、机有关电阻的计算 (1)笼型异步电动机起动电阻的计算：在电动机减压起动方式中，定子回笼型异步电动机起动电阻的计算：在电动机减压起动方式中，定子回 路串联的限流电阻可按下式近似计算：路串联的限流电阻可按下式近似计算： 式中，式中，Rst为每相启动限流电阻值（为每相启动限流电阻值（）；）；IN为电动机额定电流（为电动机额定电流（A）；）；Kst为不加电为不加电 阻时，电动机的起动电流与额定电流之比，可由手册查出；阻时，电动机的起动电流与额定电流之比，可由手册查出；Ksrt为加入起动限流电为加入起动限流电 阻后，电动机的起动电流与额定电流之比、可根据需要选取阻后，电动机的起动电流与额定电流之比、可根
23、据需要选取(xunq)。 (2)笼型异步电动机反接制动电阻的计算：电动机在反接制动瞬间，定子的旋转磁笼型异步电动机反接制动电阻的计算：电动机在反接制动瞬间，定子的旋转磁 场已经反向旋转，而转子的转向尚未来得及改变，转差率场已经反向旋转，而转子的转向尚未来得及改变，转差率s接近接近2，因此反接制，因此反接制 动时的电流比起动电流大。为了限制制动电流，在电动机定子回路中也应串入动时的电流比起动电流大。为了限制制动电流，在电动机定子回路中也应串入 限流电阻。反接制动的限流电阻可按下式近似计算：限流电阻。反接制动的限流电阻可按下式近似计算： 式中，式中，Rrb为每相反接制动限流电阻阻值（为每相反接制动
24、限流电阻阻值（）；）；Krbr为接入限流电阻后，反接制为接入限流电阻后，反接制 动电流与额定电流之比。如果只在电动机的两相中串入制动限流电阻，动电流与额定电流之比。如果只在电动机的两相中串入制动限流电阻，Rrb值可取值可取 计算值的计算值的1.5倍。倍。 stsrtstNstKKKIR134110strbrstNrbKKKIR5 . 034110第十六页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD4.控制回路的方案确定控制回路的方案确定:控制方式与拖动需要相适应：以经济效益为标准。控制逻辑简单、加控制方式与拖动需要相适应：以经济效益为标准。控制逻辑简单、加
25、工程序基本固定，采用继电器接点控制方式较为合理；经常改变加工工程序基本固定，采用继电器接点控制方式较为合理；经常改变加工程序或控制逻辑复杂，采用可编程序控制器较为合理；数字程序控制；程序或控制逻辑复杂，采用可编程序控制器较为合理；数字程序控制；计算机群控系统等。计算机群控系统等。控制方式与通用化程度相适应：加工一种或几种零件的专用设备，通控制方式与通用化程度相适应：加工一种或几种零件的专用设备，通用化程度低，可以有较高的自动化程度，宜采用固定的控制电路；单用化程度低，可以有较高的自动化程度，宜采用固定的控制电路；单件、小批量且可加工形状复杂零件的通用设备，采用数字程序控制或件、小批量且可加工形
26、状复杂零件的通用设备，采用数字程序控制或可编程序控制器控制，可以根据可编程序控制器控制，可以根据(gnj)不同加工对象设定不同的加工不同加工对象设定不同的加工程序，有较好的通用性和灵活性。程序，有较好的通用性和灵活性。控制方式应最大限度满足工艺要求：自动循环、半自动循环、手动调控制方式应最大限度满足工艺要求：自动循环、半自动循环、手动调整、紧急快退、保护性联锁、信号指示和故障诊断等功能。整、紧急快退、保护性联锁、信号指示和故障诊断等功能。控制电路的电源应可靠：简单控制电路可直接用电网电源；电路较复控制电路的电源应可靠：简单控制电路可直接用电网电源；电路较复杂的控制装置，可将电网电压隔离降压，以
27、降低故障率；自动化程度杂的控制装置，可将电网电压隔离降压，以降低故障率；自动化程度较高的生产设备，可采用直流电源，有助于节省安装空间，便于同无较高的生产设备，可采用直流电源，有助于节省安装空间，便于同无触点元件连接，元件动作平稳，操作维修也较安全。触点元件连接，元件动作平稳，操作维修也较安全。第十七页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD6.选择电气元件，制定明细表7.设计(shj)操作台、电气柜及非标准电气元件8.设计(shj)电气设备布置总图、电气安装图以及电气接线图第十八页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设
28、计与CADu 电气控制电路设计电气控制电路设计(shj)方法：方法：u 设先设计设先设计(shj)主电路，再设计主电路，再设计(shj)控制电路、信号电控制电路、信号电路及局部照明电路等路及局部照明电路等控制电路设计要求：控制电路设计要求：满足生产机械的工艺满足生产机械的工艺(gngy)要求，能按照工艺要求，能按照工艺(gngy)的顺序准确而的顺序准确而可靠地工作。可靠地工作。电路结构力求简单，尽量选用常用的且经过实际考验过的电路。电路结构力求简单，尽量选用常用的且经过实际考验过的电路。操作、调整和检修方便。操作、调整和检修方便。具有各种必要的保护装置和联锁环节。具有各种必要的保护装置和联锁环
29、节。控制电路设计方法：控制电路设计方法：经验设计法：根据生产工艺的要求，按照电动机的控制方法，采用典型环节经验设计法：根据生产工艺的要求，按照电动机的控制方法，采用典型环节电路直接进行设计。电路直接进行设计。逻辑逻辑(lu j)设计法：采用逻辑设计法：采用逻辑(lu j)代数进行设计。代数进行设计。通过下面的例子来说明如何用经验设计法来设计控制电路：通过下面的例子来说明如何用经验设计法来设计控制电路：例题：例题：某机床有左、右两个动力头，用以铣削加工，它们各由一台交流电动机拖某机床有左、右两个动力头，用以铣削加工，它们各由一台交流电动机拖动；另外有一个安装工件的滑台，由另一台交流电动机拖动。加
30、工工艺是在开始动；另外有一个安装工件的滑台，由另一台交流电动机拖动。加工工艺是在开始工作时，要求滑台先快速移动到加工位置，然后自动变为慢速进给，进给到指定工作时，要求滑台先快速移动到加工位置，然后自动变为慢速进给，进给到指定位置自动停止，再由操作者发出指令使滑台快速返回，回到原位后自动停车。要位置自动停止，再由操作者发出指令使滑台快速返回，回到原位后自动停车。要求两动力头电动机在滑台电动机正向起动后起动，而在滑台电动机正向停车时也求两动力头电动机在滑台电动机正向起动后起动，而在滑台电动机正向停车时也停车。停车。 第十九页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计
31、与CAD主电路主电路(dinl)(dinl)主电路设计：主电路设计：动力头拖动电动机只要求单方向动力头拖动电动机只要求单方向旋转，为使两台电动机同步起旋转，为使两台电动机同步起动，可用一只接触器动，可用一只接触器KM3KM3控制。控制。滑台拖功电动机需要正转、反滑台拖功电动机需要正转、反转转(fn zhun)(fn zhun)，可用两只接，可用两只接触器触器KM1KM1、KM2KM2接制。滑台的快接制。滑台的快速移动由电磁铁速移动由电磁铁YAYA改变机械传改变机械传动链来实现，由接触器动链来实现，由接触器KM4KM4来来控制。控制。第二十页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章
32、 电气设计与电气设计与CAD控制电路设计控制电路设计滑台电动机的正转、反转分别用两个按钮滑台电动机的正转、反转分别用两个按钮SBl与与SB2控制，停车则分别用控制，停车则分别用SB3与与SB4控制。由于动力头电动机在滑台电动机正转后起动，停车时也停车，故可控制。由于动力头电动机在滑台电动机正转后起动，停车时也停车，故可用接触器用接触器KM1的常开辅助触点控制的常开辅助触点控制KM3的线圈，如图的线圈，如图a所示。所示。滑台的快速移动可采用电磁铁滑台的快速移动可采用电磁铁YA通电时，改变凸轮的变速比来实现。滑台的快通电时，改变凸轮的变速比来实现。滑台的快速前进与返回速前进与返回(fnhu)分别用
33、分别用KM1与与KM2的辅助触点控制的辅助触点控制KM4，再由，再由KM4触触点去通断电磁铁点去通断电磁铁YA。滑台快速前进到加工位置时，要求慢速进给，因而在。滑台快速前进到加工位置时，要求慢速进给，因而在KM1触点控制触点控制KM4的支路上串联限位开关的支路上串联限位开关SQ3的常闭触点。此部分的辅助电的常闭触点。此部分的辅助电路如图路如图b所示。所示。 控制电路草图控制电路草图(cot)(cot)第二十一页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD联锁与保护环节设计：联锁与保护环节设计：用限位开关用限位开关SQ1SQ1的常闭触点控制的常闭触点控制(k
34、ngzh)(kngzh)滑台慢速进给到位时的停车；用限位滑台慢速进给到位时的停车；用限位开关开关SQ2SQ2的常闭触点控制的常闭触点控制(kngzh)(kngzh)滑台快速返回至原位时的自动停车。接触滑台快速返回至原位时的自动停车。接触器器KMlKMl与与KM2KM2之间应互相联锁，三台电动机均应用热继电器作过载保护。之间应互相联锁，三台电动机均应用热继电器作过载保护。控制电路控制电路第二十二页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD电路的完善：电路的完善：电路初步设计完后，可能还有不够合理的地方，因此需仔细校核电路初步设计完后，可能还有不够合理的地方
35、，因此需仔细校核(xio h)(xio h)。一共用。一共用了三个了三个KMlKMl的常开辅助触点，而一般的接触器只有两个常开辅助触点。因此，必的常开辅助触点，而一般的接触器只有两个常开辅助触点。因此，必须进行修改。从电路的工作情况可以看出，须进行修改。从电路的工作情况可以看出，KM3KM3的常开辅助触点完全可以代替的常开辅助触点完全可以代替KM1KM1的常开辅助触点去控制电磁铁的常开辅助触点去控制电磁铁YAYA，修改后的辅助电路如图所示。，修改后的辅助电路如图所示。修改修改(xigi)(xigi)后的控后的控制电路制电路第二十三页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设
36、计与电气设计与CAD控制控制(kngzh)线路设计规律线路设计规律当要求n个条件同时(tngsh)具备时，才使电器线圈动作。当n个条件中，一个条件满足，线圈得电动作。当一个条件具备时，线圈断电。所有条件都具备时，线圈断电。第二十四页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CADu 控制电路设计时应注意的问题控制电路设计时应注意的问题(wnt) (wnt) ：u 尽量减少连接导线尽量减少连接导线 。设计控制电路时，应考虑电器元件的实际位。设计控制电路时，应考虑电器元件的实际位u 置，尽可能地减少配线时的连接导线，如图置，尽可能地减少配线时的连接导线，如图a a
37、是不合理的。是不合理的。 按钮一般是装在操作按钮一般是装在操作(cozu)(cozu)台上，而接触器、线圈则是装在电器柜内，这台上，而接触器、线圈则是装在电器柜内，这样接线就需要由电器柜二次引出连接线到操作样接线就需要由电器柜二次引出连接线到操作(cozu)(cozu)台上，所以一般都将起台上，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 b所示。所示。 电器电器(dinq)(dinq)连接图连接图第二十五页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD正确连接电器的线圈正确连接电器
38、的线圈 。 a) a)电压线圈通常不能串联电压线圈通常不能串联(chunlin)(chunlin)使用，如图使用，如图a a所示。由于它们的阻抗不所示。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。
39、重时将使电路烧毁。电磁电磁(dinc)(dinc)线圈线圈的串并联的串并联第二十六页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD 控制电路中应避免出现寄生控制电路中应避免出现寄生(jshng)电路电路: 寄生寄生(jshng)电路是电路动作过程中意外接通的电路。如图所示具有指示灯电路是电路动作过程中意外接通的电路。如图所示具有指示灯HL和热保护的正反向电路和热保护的正反向电路.正常工作时，能完正常工作时，能完成正反向起动、停成正反向起动、停止和信号止和信号(xnho)(xnho)指示。指示。当热继电器当热继电器FR动作时，电动作时，电路就出现了寄生电路，如
40、路就出现了寄生电路，如图中虚线所示，使正向接图中虚线所示，使正向接触器触器KM1不能有效不能有效(yuxio)释放，起不了保释放，起不了保护作用。护作用。寄生电路寄生电路第二十七页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD第二十八页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD 尽可能减少电器数量，采用标准件和相同尽可能减少电器数量，采用标准件和相同(xin tn)(xin tn)型号的电器型号的电器: :如图如图所示。所示。当控制的支路数较多，当控制的支路数较多，而触点数目而触点数目(shm)(shm)不不够时，可采
41、用中间继够时，可采用中间继电器增加控制支路的电器增加控制支路的数量。数量。简化简化(jinhu)(jinhu)电路电路去掉不必要的去掉不必要的KM1，简化电路，简化电路，提高电路可靠性提高电路可靠性第二十九页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD除必要的电器除必要的电器(dinq)通电外，其它应通电外，其它应不通电不通电第三十页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD 正确连接电路的触点 常开和常闭触点靠的很近，当触点断开时产生电弧，如果(rgu)两触点间不等电位，可能会造成弧光短路。(a)电气触点正确连接方
42、式第三十一页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD避免避免(bmin)发生触点发生触点“竞争竞争”与与“冒险冒险”现象现象第三十二页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CAD 多个电器的依次动作问题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。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
43、联锁。还有机械联锁。 要有完善的保护措施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 护护 环节，有时还应设有合闸、断开、事故、安全环节，有时还应设有合闸、断开、事故、安全(nqun)(nqun)等必须的指等必须的指示信号。示信号。 选用高可靠性的元器件选用高可靠性的元器件 选用机械和电气寿命长，结构合理，动作可靠，抗干扰性能好的电器，选用机械和电气寿命长，结构合理，动作可靠，抗干扰性能好的电器，同时要考虑成本。同时要考虑成本。第三十三页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电
44、气设计与电气设计与CAD2. 常用低压电器的选择常用低压电器的选择 a) 接触器的选用接触器的选用 选择接触器主要依据以下数据选择接触器主要依据以下数据(shj)：电源种类（直流或交流）；主触点额定：电源种类（直流或交流）；主触点额定 电流；辅助触点的种类、数量和触点的额定电流；电磁线圈的电源种类、频电流；辅助触点的种类、数量和触点的额定电流；电磁线圈的电源种类、频 率和额定电压；额定操作频率等。机床应用最多的是交流接触器。率和额定电压；额定操作频率等。机床应用最多的是交流接触器。 交流接触器的选择主要考虑主触点的额定电流、额定电压、线圈电压等。交流接触器的选择主要考虑主触点的额定电流、额定电
45、压、线圈电压等。 (1) 主触点额定电流主触点额定电流IN可根据下面经验公式进行选择：可根据下面经验公式进行选择： 式中，式中， IN为接触器主触点额定电流（为接触器主触点额定电流（A）;K为比例系数，一般取为比例系数，一般取1-1.4； PN为被控电动机额定功率（为被控电动机额定功率（kW）；）；UN为被控电动机额定线电压（为被控电动机额定线电压（V）。）。 (2) 交流接触器主触点额定电压一般按高于电路额定电压来确定。交流接触器主触点额定电压一般按高于电路额定电压来确定。 (3) 根据控制回路的电压决定接触器的线圈电压根据控制回路的电压决定接触器的线圈电压 (4) 接触器辅助触点的数量、种
46、类应满足电路的需要。接触器辅助触点的数量、种类应满足电路的需要。 NNNKUPI310第三十四页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CADb) 继电器的选择继电器的选择一般继电器的选择一般继电器的选择 一般继电器也叫电磁继电器。选用时，除满足继电一般继电器也叫电磁继电器。选用时，除满足继电 器线圈电压或线圈电流的要求外，还应按照控制需要分别选用过电流继器线圈电压或线圈电流的要求外，还应按照控制需要分别选用过电流继 电器、欠电流继电器、过电压继电器、欠电压继电器、中间继电器等。电器、欠电流继电器、过电压继电器、欠电压继电器、中间继电器等。 另外电压、电流继
47、电器还有交流、直流之分，选择时也应注意。另外电压、电流继电器还有交流、直流之分，选择时也应注意。时间继电器的选择时间继电器的选择 从以下几方面考虑：从以下几方面考虑： 1) 根据控制电路的要求来选择延时方式，即通电延时型或断电延时型。根据控制电路的要求来选择延时方式，即通电延时型或断电延时型。 2) 根据延时准确度要求和延时长、短要求来选择。根据延时准确度要求和延时长、短要求来选择。 3) 根据使用场合、工作环境选择合适的时间继电器。根据使用场合、工作环境选择合适的时间继电器。热继电器的选择热继电器的选择 按照电动机的工作环境、起动情况、负载性质等因素来考虑。按照电动机的工作环境、起动情况、负
48、载性质等因素来考虑。 (1) 热继电器结构形式的选择。星形联结的电动机可选用两相或三相结构热热继电器结构形式的选择。星形联结的电动机可选用两相或三相结构热 继电器，三角形联结的电动机应选继电器，三角形联结的电动机应选(yn xun)用带断相保护装置的三相结构热继电器用带断相保护装置的三相结构热继电器 (2) 热元件额定电流的选择。一般可按下式选取：热元件额定电流的选择。一般可按下式选取： 式中，式中，IR为热元件的额定电流；为热元件的额定电流；IN为电动机的额定电流。为电动机的额定电流。 对于工作环境恶劣、起动频繁的电动机，则按下式选取：对于工作环境恶劣、起动频繁的电动机，则按下式选取： 热元
49、件选好后，还需根据电动机的额定电流来调整它的整定值。热元件选好后，还需根据电动机的额定电流来调整它的整定值。NRII)05. 195. 0(NRII) 5 . 115. 1 (第三十五页，共53页。PLC电气控制技术电气控制技术第三章第三章 电气设计与电气设计与CADc) 熔断器的选择熔断器的选择 熔断器选择内容主要是熔断器种类、额定电压、额定电流等级和熔体额定电熔断器选择内容主要是熔断器种类、额定电压、额定电流等级和熔体额定电流。熔体额定电流流。熔体额定电流IR的选择是主要参数。的选择是主要参数。单台长期工作的异步电动机单台长期工作的异步电动机 式中，式中，IN为异步电动机额定电流。为异步电
50、动机额定电流。用一组熔断器保护多台电动机用一组熔断器保护多台电动机 式中，式中，Imax为容量最大的电动机的额定电流；为容量最大的电动机的额定电流；IN为其他电动机额定电为其他电动机额定电 流之和。流之和。d) 其他电器的选择其他电器的选择 (1) 断路器的选择断路器的选择 (2) 控制变压器容量的选择控制变压器容量的选择 (3) 控制按钮的选择控制按钮的选择 (4) 行程开关的选择行程开关的选择 (5) 万能转换开关的选择万能转换开关的选择 (6) 接近接近(jijn)开关的选择开关的选择 NRII)5 .25 .1 (NRIIImax) 5 . 25 . 1 (第三十六页，共53页。PLC