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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第六章 电气掌握线路的设计 第一节 学习目的和要求 一、学习目的 1.明白电气掌握线路的设计要求； 2.娴熟把握电气掌握线路的一般设计方法；3.把握电气掌握线路设计拖动方案和电动机的挑选依据；4.娴熟把握电气掌握线路设计中电器元件的挑选方法；5.明白电气设备施工设计的内容和过程；二、参考课时 第一章 授 课 内 容 总学时 理论学时 实训学时 第一节 设计的基本原就和内容 1 其次节 电气掌握线路的设计方法 3 电气掌握线路设计中的电动机 3 第三节 挑选 16 电气掌握线路设计中的元器件 3 第四节 挑选 第五节 生产机械电气设备施工设计 2
2、 合 计 28 12 16 三、学习要求 1学会敏捷运用所学学问,在满意生产机械工艺要求的前提下,设计出运行安全 牢靠的电气掌握线路；2能考虑调试与修理的要求,设计方案能操作简洁、修理便利；3学会线路优化,使设备投资费用节约；其次节 学习与训练指导本章要点 电气掌握线路设计的原就和内容 电气掌握线路设计的方法 元器件的挑选方法本章难点 拖动方案和掌握方案的确定原就 电气掌握线路的设计与优化一、设计的基本原就和内容（一） 重点内容：本节重点学习电气掌握线路设计的基本内容,即确定电力拖动方案、设计生产机械 电力拖动自动掌握线路、挑选拖动电机及电气元件、进行生产机械电力装备施工设 计、编写生产机械电
3、气掌握系统的电气说明书与设计文件；在进行电力拖动方案的确定时,应遵循有关原就进行挑选；应当考虑电动机的调速 特性与负载特性相适应,以求得电动机充分合理的应用；依据生产机械的调速要求 如调速范畴、调速平滑性、机械特性硬度、转速调剂级数及工作牢靠性等方面来选 择合适的拖动方案；在满意技术指标的前提下,进行经济比较,最终确定正确方案；设备的电气掌握方法许多,有继电器接触器的有触点掌握,有无触点规律掌握,有 可编程序掌握器掌握、运算机掌握等；总之,合理地确定掌握方案,设计实现、简 便、牢靠、经济、适用的电力拖动掌握系统的重要前提；应考虑以下几个方面：1掌握方式与拖动需要相适应；掌握方式并非越先进越好,
4、而应当以经济效益为 标准；2掌握方式与通用化程度相适应；对于某些加工一种或几种零件的专用机床,它 的通用化程度很低,但它可以有较高的自动化程度；3掌握方式应最大限度满意工艺要求；依据加工对象的工艺要求,掌握线路应具 有自动循环、半自动循环、手动调整、紧急快退、爱护性连锁、信号指示和故障诊 断等功能,以最大限度满意工艺要求；4掌握电路的电源应当牢靠；简洁的掌握电路可直接用电网电源,元件较多、电 路较复杂的掌握装置,可将电网电压隔离降压,以降低故障率；影响方案确定的因素许多,最终选定方案的技术水平和经济水平,取决于设计人员 的设计体会和设计方案的敏捷运用；（二） 学习方法：1以满意生产过程中机械加
5、工工艺的要求为切入点,明白设计前必需做的预备工 作,即对生产设备的主要工作性能、结构特点、实际工作情形做充分的明白,做到 心中有数； 2明确电气掌握线路设计所包含的工作；3在总体方案正确的前提下,确定电力拖动方案和掌握方案；借鉴已经获得胜利 的经过生产实践检验的设备或生产工艺列出几种可选方案,依据条件和工艺要求进 行挑选；（三） 训练要点：依据给定课题,练习在设计前对课题中的设备掌握系统作全面的明白,认真作好调 查讨论工作,按所学内容,遵照给定原就,进行电力拖动方案和掌握方案的确定；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - -
6、（四）、留意事项：1在尽可能满意机械设备和工艺要求的基础上,保证电气掌握系统稳固、牢靠地 工作；生产过程中,对机械设备电气掌握系统的牢靠性和稳固性提出很高的要求,在强弱 电结合的掌握系统中,应充分考虑各种干扰的影响；2考虑设置各种必要的爱护装置和连锁环节,以确保操作人员和设备的安全；机械设备在运行中,由于电网故障、电气元件损坏、掌握失灵或者误操作等因素,都可能造成人身事故或设备的损坏；在掌握方式挑选和线路设计中必需充分预防这 些因素造成的故障； 3充分考虑机械设备的调试与修理要求；比较复杂、自动化程度高的掌握系统,含有许多相互关联的运动部件和较多的信号 检测与主令电器,既需要单独检查调整各个部
7、分的动作,又需要检查一个工作周期中各个动作的协作情形,因此某些掌握系统需要考虑手动、自动循环操作、点动与 长动掌握以及必要的信号显示,既便于调试,又有利于操作和爱护；4尽量削减掌握线路的电流种类,掌握电源的电压等级应符合标准；掌握线路比较简洁的情形下,可直接利用电网电压,即沟通 220V、380V 供电,以省去掌握变压器,当掌握系统所用电器数量较多时,应采纳掌握变压器降低电压进行供电；照明、显示、及报警等电路应采纳安全电压；二、电气掌握线路 的设计方法 （一） 重点内容：本节重点学习分析设计法,依据机械设备的工艺要求和工作过程,将现有的典型环 节加以集聚,作适当的补充和修改,综合成所需要的电气
8、掌握线路；要重点把握设 计时应当留意的问题,尽量防止发生差错,影响掌握线路的牢靠性和工作性能；电气线路的一般设计次序是：第一设计主电路,然后设计掌握电路；继电器-接触 器掌握系统的掌握线路设计,常用的设计方法有规律设计法和分析设计法；分析设计法是依据机械设备的工艺要求和工作过程,将现有的典型环节集聚起来,依据体会加以补充和修改,综合成所需要的掌握线路；有时候再找不到现成电 路的情形下要进行部分电路或全部电路的自行设计；这种设计方法的主要缺点如下：（1）在发觉试画出来的线路达不到要求时,往往用增加电器元件或触点数量的方 法加以解决,所以设计的线路往往不肯定是最简洁、最经济的；（2）设计中可能由于
9、考虑不周发生差错,影响线路的牢靠性或工作性能；尽管如此,对于一些比较简洁的掌握线路仍旧采纳分析设计法,但对于一些比较复 杂的掌握线路就多用规律设计法；规律设计法是用真值表与规律代数式相结合对掌握线路进行综合分析,就是参 照在掌握要求中由设计人员给出的执行元件及主令电器的工作状态表,找出执行元件线圈同主令电器触点间的规律关系,将主令电器的触点作为规律自变量,执行元 件线圈作为规律应变量,写出有关规律代数式,最终依据规律式作出对应电路,由于规律代数式可以通过有关运算法就进行运算和化简,所以,规律设计法往往能得 到功能相同,但简洁优化的掌握电路；（二） 学习方法：1学习电气掌握线路设计常用的两种方法
10、：体会设计法和规律设计法,把握这两 种设计法的内容和实际应用；2懂得设计电路的反复修改和多次优化的必要性、体会掌握线路不仅简洁易行而 且精确牢靠的重要性；3通过学习电气掌握线路设计中各种必需引起留意的问题,防止在实际应用中重 犯相同的错误； 三 训练要点： 1挑选相对简洁的设计课题,进行设计练习；2对自行设计的掌握线路,进行电路的连接和调试,直至完成所要求的掌握功能； 四 留意事项：名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1对于比较简洁的掌握线路,而且电器元件也不多时,往往采纳沟通 380V或 220V 电压供电,不附加掌
11、握电源变压器；此时动力电源电路中的过电压将直接引进掌握 线路,不利于掌握电路中电器元件的牢靠工作；同时掌握电路电压较高,也不利于 爱护与安全操作； 2电路设计中考虑完善的爱护环节；3电路设计完成后,肯定要反复分析检查,防止产生寄生回路,影响电路工作的（一） 重点内容：牢靠性； 三、电气掌握线路设计中的电动机挑选本节重点学习挑选电动机的原就,即经济、合理、安全；挑选指标包括电动机的种 类、结构形式、电动机的额定电流、电动机的额定转速、电动机的额定电压、电动机的额定功率,要考虑生产机械的调速要求,仍要考虑电动机的工作环境；电动机的机械特性的挑选中,应能满意机械设备提出的要求,要与负载机械特性相适应
12、,以保证肯定负载下的转速稳固,并具有肯定的调速范畴和良好的起动、制动 性能；在电动机的工作过程中,其额定功率能得到充分利用,即温升达到额定温升 值；在电动机类型的挑选中,优先考虑采纳结构简洁、价格廉价、使用爱护便利的三相沟通异步电动机,如一般机床、自动生产线、传送带、风机及各类机泵等电力拖动场合,大量选用一般三相鼠笼式异步电动机；高起动转矩的三相鼠笼式异步电动机 适用于某些纺织机械的压缩机及皮带运输机等；对于调速要求不高的有级调速机械,可选用双速或三速鼠笼式异步电动机；近年来随着晶闸管变频调速技术的快速进展,三相异步电动机在无级调速机械上的 应用越来越多,使鼠笼式异步电动机的应用范畴更加广泛；
13、起动转矩大并有肯定调速要求的机械设备,宜选用绕线式异步电动机；拖动功率大,又不要求调速的机械设备,一般采纳沟通同步电动机,它具有效率高并能改善电 网功率因数的优点；在要求调速范畴大,调速性能好,并具有硬机械特性和起动转矩大的拖动系统中,一般都选用直流电动机；随着晶闸管沟通技术的快速进展和高性能大功率晶体管器件的不断显现,进一步扩大了直流电机的应用范畴,数字化直流调速系统获得越来 越多的使用； （二） 学习方法：学习运用相关体会公式,对不同的设备确定合理的电动机的功率和转速；通过网络 在线查找、使用手册、查看产品样本等多种方法进行比较,正确挑选电动机；（三） 训练要点：认真讨论给定课题中的相关条
14、件,尝试作相关运算,从有关指标、参数着手,考虑工作环境、供电电压等诸多因素合理挑选电动机；（四） 留意事项：考虑工作环境挑选电动机时,要特殊留意在有爆炸危急、腐蚀性气体的场合,应选择防爆型和防腐型的电动机；四、电气掌握线路设计中的元器件挑选（一.重点内容：本节主要学习常用低压电器元件的挑选方法；能够熟识到正确合理地挑选低压电器 是电气系统安全运行、牢靠工作的保证；依据各类电器在设备电器掌握系统中所处的不同位置、所起的不同的作用,采纳不同的挑选方法； 1熔断器的挑选 熔断器的类型应满意电路要求；熔断器的额定电压应大于或等于电路的额定电压；熔断器的额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流；熔体的额定
15、电流可以有以下 几种挑选：（1）对于阻性负载的爱护,应使熔体的额定电流等于或稍大于电路的工作电流,即： IR I ；（2）对于一台电动机的短路爱护,考虑到电动机的起动冲击电流的影响,可按下 式挑选： IR 1.5 2.5 IN ； （3）对于多台电动机应按下式运算： IR 1.5 2.5 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - INMAX IN 使用熔断器时,对于螺旋式熔断器,将带色标的熔断管一端插入瓷帽,再将瓷帽连 同熔管一起拧入瓷套,负载端接到金属螺纹壳的上接线端,电源线接到瓷座上的下 接线端,并保证各处接触良好；仍应
16、当考虑熔体材料,铅锡锌为低熔点材料,所制成的熔体不易熄弧,一般用在小电流电路中；银、铜、铝为高熔点材料,所制成的熔体简洁熄弧,一般用在大电流 电路中,当熔体已熔断或已严峻氧化,需要更换熔体时,仍应留意使新换熔体和原、来熔体的规格保持一样；接触器的挑选正确地挑选接触器就是要使得所选用的接触器的技术数据,能满意掌握线路对它提 出的要求,挑选接触器可按以下步骤进行：（）依据接触器的任务,确定用哪一系列的接触器；（）依据接触器所掌握电路的额定电压确定接触器的额定电压；（）依据被掌握电路的额定电流及接触器安装的条件来确定接触器的额定电流；如接触器在长期工作制下使用时,其负载才能应适当降低；这是由于在长期
17、工作制 下,触点的氧化膜得不到清除,使接触电阻增大,因而必需降低电流值以保持锄头 的答应升温；（）一般情形下对于掌握主电路为沟通的应采纳沟通的掌握电路；电磁线圈的额 定电压要与所接的电源电压相符,且要考虑安全和工作的牢靠性；沟通电磁线圈的 电压等级有： 36V、110 V、127 V、220 V 和 380V 等；直流电磁线圈的电压等级有：24V、48 V、110 V、220 V 和 440V 等；（）对于某些机械设备对接触器的固有吸合时间、固有释放时间及释放电压所提出的要求也应予以考虑；时间继电器的挑选时间继电器的种类许多,挑选时主要考虑掌握线路提出的技术要求,如电源电 压等级、电压种类（沟
18、通仍是直流）以及触点的型式（瞬时触点仍是延时触点）数 量、延时时间等；此外在满意技术要求的前提下尽可能挑选结构简洁、价格廉价的 型号；目前在工业上常常使用一些质优价廉的数字化时间继电器,其核心一般是单片机或 高精度的数字电路,具有精度高、使用敏捷、故障率低等优点,是时间继电器进展 的主流； 热继电器的挑选 一般情形下,可选用两相结构的热继电器；对电网电压严峻不平稳、工作环境恶劣 或较少有人照管的电动机,可选用三相式结构的热继电器；对于三角形接线的电动 机,为了进行断相爱护,可选用带断相爱护的装置的热继电器；工作时间较短、停留时间较长的电动机,如机床的刀架或工作台快速移动所用的电 机及恒定负载下
19、长期运行的电动机（如风扇、油泵等）,可不必设置热过载爱护；热继电器的详细挑选如下：（）爱护电动机的额定电流,一般选用热继电器额定电流的 0.951.05 倍；（）依据需要的整定电流值挑选热继电器热元件的编号和额定电流；挑选时应使 热元件的整定电流等于电动机的额定电流,同时整定电流应留有肯定限度的上、下调整范畴；在重载起动以及起动时间较长时,为防止热继电器误动作,可将热元件在起动期间予以短路；（二） 学习方法：1学习把握有关运算公式,进行有关低压电器如熔断器、热继电器、自动空气开 关的参数的挑选；2分析在不同的使用场合,进行同一种低压电器的不同种类和不同型式的挑选；如按钮,它的种类有开启式、爱护
20、式、防水式、防腐式等；它的型式有手把旋转式、钥匙式、紧急式、带灯式等；3学会依据不同的掌握对象挑选同一低压电器的不同系列,如行程开关分一般用名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 途的行程开关和起重设备中用的行程开关；4依据电气掌握线路的需要,挑选的低压电器要具有合适的触点数量或触点类型,如沟通接触器的帮助触点中需要的常开触点和常闭触点的数量；是否需要带扩展触点的接触器； （三） 训练要点：依据电气掌握线路要求、设备使用环境、及其他必要条件,合理挑选相关的低压电器,练习查找和比较电器产品目录上的各项指标或数据；（四） 留意
21、事项：挑选低压电器时,留意某些电器之间的区分；有的电器在肯定条件下可以相互替代,如在通断电流较小的情形下,中间继电 .骺梢源 娼哟髌鸲 缍 挥械牡缙髟诘缍 涸氐那榭鱿虏荒芑嗵娲 缛燃痰缙骱腿鄱掀鳎 际潜；缙鳎 际谴 佑诘缏分卸苑嵌疃 缌魇凳 ； 嵌搪返缌魈 螅 燃痰缙饔捎谌裙咝圆荒苈砩隙 鳎 荒芙 卸搪返缌鞯谋； 圆荒艽 嫒鄱掀鳎欢 氐缌髟缎诙搪返缌鳎 蛔阋允谷鄱掀鞫 鳎 欢奔浜蠼 苹档缍 木 担 匀鄱掀鞑荒艽 嫒燃痰缙鳌濉 .生产机械电气设备施工设计（一） 重点内容：本节主要学习电气设备施工设计的有关内容和设计步骤；包括：电气设备的总体布置、绘制电器掌握装置的电器布置图、电器掌握装置的电器接
22、线图、电气设备的内部接线图和外部接线图；电气掌握系统在完成电气掌握电路设计、电气元件挑选后,就应当进行电气设备的施工设计；电气设备施工设计的依据是电气掌握电路图和所选定的电器元件明细表；在进行电气设备的总体布置时,依据国标规定,第一要依据设备电气掌握电路图和设备掌握操作要求,打算采纳哪些电气掌握装置,如掌握柜、操纵台或悬挂操纵箱等,然后确定设备电气装置的安放位；尽可能把电气设备组装在一起,使其成为一台或几台掌握装置；只有那些必需安装在特定位置的部件,如按钮、手动掌握开关、行程开关、离合器、电动机等才答应分散安装在设备的各处；全部电气设备应当可以靠近安放,便于更换、识别与检测；绘制电气掌握装置的
23、电器布置图时,电源开关最好安装在电气柜内右上方,其操作手柄应装在电气柜前面或侧面；电源开关上方最好担心装其他电器,否就,应把电源开关用绝缘材料盖住,以防电击；除了人工掌握开关、信号和测量部件,电气柜的门上不得安装任何器件；由电源电压直接供电的电器最好装在一起,从而与掌握电压供电的电器分开；一般可通过实物排列来进行电气柜的设计；操纵台及悬挂操纵箱就可采纳标准结构设计,也可依据要求挑选,或适当进行补充加工和单独自行设计；依据电气掌握原理图与电气装置布置图,可进一步绘制电气掌握装置接线图；接线图的接线关系有两种画法：一是直接接线法,即直接画出两元件之间的接线；它适用于电气系统简洁、电器元件少、接线关
24、系简洁的场合；二是符号标准接线法,即仅在电器元件接线端处标注符号,以说明相互连接关系；它适用于电气系统复杂、电器元件多、接线关系较为复杂的场合；设备内部接线图应标明分线盒进线与出线的接线关系；接线柱排上的线号应标清,以便配线施工；设备外部接线图表示设备外部的电动机或电器元件的接线关系；它主要供用户单位安装配线用,应按电气设备的实际相应位置绘制、其要求与设备内部接线图相同；（二） 学习方法：1明白电气设备的总体布置的原就如下：（1）功能类似的元件尽量组合在一起；用于操作的各类按钮、开关、键盘、指示检测、调剂等元件集中为掌握面板组件；各种继电器、接触器、熔断器、照明变压器等掌握电器集中为电气板组件
25、；各类控制电源、整流、滤波元件集中为电源组件等；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - （2）尽可能削减组件之间的连线数量；接线关系亲密的掌握电器置于同一组件中,强弱电掌握器尽量分别,以削减相互干 扰； （3）力求整齐美观 形状尺寸、重量相近的电器组合在一起；电器在电气柜体内要做到布局合理和美观,柜体不能做得太大或太小；（4）电器在电气柜体内的安装要便于检修；为便于检查与调试,将需要常常调剂、爱护和易损元件组合在一起,置于电气柜中 简洁触及到的位置；2学习支配电器元件的位置的原就,学会通过实物排列进行电气柜内电器元件合 理
26、分布,支配好后绘制电器布置图；3依据电气原理图和电气掌握装置的电器布置图,绘制电气掌握装置的接线图,电气系统简洁、电器元件少、接线关系简洁的场合可采纳直接接线法,即直接画出两元件之间的接线；电气系统复杂、电器元件多、接线关系较为复杂的场合,宜采 用标准接线法,在电器元件接线端处标注符号,以说明相互连接关系；（三）训练要点：按实际例子,熟识电气设备的总体布置的原就,学习绘制电气掌握装置的电器布置图和电气掌握装置的接线图；（四） 留意事项：1与电气原理图不同,在接线图中同一电器元件的各个部分如触点、线圈等必需 画在一起；2除了人工掌握开关、信号显示、测量器件外,电气柜门上不得安装任何器件；3将沟通
27、或直流淌力电路、沟通掌握电路、直流掌握电路分别用黑色、红色、蓝 色等不同颜色的导线加以区分,爱护导线采纳黄绿双色线,使电气掌握柜内的各部 分电路一目了然；第三节 习题与摸索题选解一、教材中的习题解答6-1什么叫寄生电路？设计电路时应如何防止产生寄生电路？并举例说明；答：在掌握电路的故障情形下或动作过程中,意外接通或非正常接通的电路叫寄生电路；由于它会破坏电器元件和掌握电路的动作次序,损坏电器,因此在设计电路 时要防止显现寄生电路,通常的做法是：认真分析构成电路的各组成部分,不仅要确认工作时相应部分的电器元件和电路都能正常反应,而且要确认电路指示部分或 爱护部分工作时是否会接通不该通的电路,甚至
28、停止时是否会有意外接通的电路；如下述电路： 掌握电路的线电压为 380V, KM1 和 KM2 的线圈额定电压分别为 380V 和220V,当按下按钮 SB2 后,KM1 和 KM2 线圈得电正常工作,但是按下按钮 SB1后,即电路应当处于断电状态时,却产生了寄生回路,如图中虚线所示,使 KM1 和 KM2 线圈不正常得电而烧毁；6-2接触器两个线圈为何不答应串联后接于掌握电路？答：电压线圈通常不能串联使用,如图（a）所示为不正确的连接；由于他们的阻 抗不尽相同,造成两个线圈上的电压安排不等；即使是两个同型号线圈,外加电压是他们的额定电压之和,也不答应这样连接,由于电器动作总有先后,当有一个接 触器先动作时,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,严峻时将使线圈烧毁；（a）接触器线圈的错 . 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页