滿足產機械及工藝要求進行電氣控制電路設計
電氣工藝設計
電氣控制裝置制造,使用,運行,維修需要進行產施工設計
第節 電氣控制設計原則內容
,電氣控制設計原則
1)限度滿足產機械產工藝電氣控制要求
2)滿足要求前提,使控制系統簡單,經濟,合理,便於操作,維修便,安全靠
3)電器元件選用合理,確,使系統能工作
4)適應工藝改進,設備能力應留裕量
二,電氣控制設計基本內容
1.電氣原理圖設計內容
1) 擬定電氣設計任務書
2)選擇電力拖案控制式
3)確定電機類型,型號,容量,轉速
4)設計電氣控制原理圖
5)選擇電器元件及清單
6)編寫設計計算說明書
2. 電氣工藝設計內容
1)設計電氣設備總體配置,繪制總裝配圖總接線圖
2)繪制各組件電器元件布置圖與安裝接線圖,標明安裝式,接線式
3)編寫使用維護說明書
第二節 電力拖案確定電機選擇
,電力拖案確定
1,拖式選擇
2,調速案選擇
3,電機調速性質應與負載特性相適應
二,拖電機選擇
()電機選擇基本原則
1)電機機械特性應滿足產機械要求,與負載特性相適應
2)電機容量要充利用
3)電機結構形式要滿足機械設計安裝要求,適合工作環境
4)滿足設計要求前提,優先采用三相異步電機
(二)根據產機械調速要求選擇電機
般---三相籠型異步電機,雙速電機
調速,起轉矩---三相籠型異步電機
調速高---直流電機,變頻調速交流電機
(三)電機結構形式選擇
根據工作性質,安裝式,工作環境選擇
(四)電機額定電壓選擇
(五)電機額定轉速選擇
(六)電機容量選擇
1,析計算:
外,通期運行同類產機械電機容量進行調查,並機械主要參數,工作條件進行類比,再確定電機容量.
第三節 電氣控制電路設計股要求
,電氣控制應限度滿足產機械加工工藝要求
設計前,應產機械工作性能,結構特點,運情況,加工工藝程及加工情況充
解,並基礎設計控制案,考慮控制式,起,制,反向調速要求,
安置必要聯鎖與保護,確保滿足產機械加工工藝要求.
二,控制電路電流,電壓要求
應盡量減少控制電路電流,電壓種類,控制電壓應選擇標準電壓等級.電氣控制電
各用電壓等級表10-2所示.
三,控制電路力求簡單,經濟
1.盡量縮短連接導線度導線數量 設計控制電路,應考慮各電器元件安裝
立置,盡能減少連接導線數量,縮短連接導線度.圖10-l.
2.盡量減少電器元件品種,數量規格 同用途器件盡能選用同品牌,型號產品,並且電器數量減少低限度.
3.盡量減少電器元件觸數目.控制電路,盡量減少觸提高電路運行
靠性.例圖10-2a所示.
4.盡量減少通電電器數目,利節能與延電器元件壽命,減少故障.圖10-3a所示.
四,確保控制電路工作安全性靠性
1.確連接電器線圈 交流控制電路,同作兩電器線圈能串聯,兩電磁線圈需要同吸合其線圈應並聯連接,圖10-4b所示.
直流控制電路,兩電值相差懸殊直流電壓線圈能並聯連接.
2確連接電器元件觸 設計,應使布電路同位置同電器觸接電源同相,避免電器觸引起短路故障.
3防止寄電路 控制電路作程.意外接通電路叫寄電路.
4.控制電路控制觸應合理布置.
5.設計控制電路應考慮繼電器觸接通與斷能力.
6,避免發觸"競爭","冒險"現象
競爭:控制電路狀態發變換,伴隨電路電器元件觸狀態發變換.由於電器元件總定固作間,於序電路說,往往發按序作情況,觸爭先吸合,幾同輸狀態,種現象稱電路"競爭".
冒險:於關電路,由於電器元件釋放延作用,現關元件按要求邏輯功能輸,種現象稱"冒險".
7.采用電氣聯鎖與機械聯鎖雙重聯鎖.
五,具完善保護環節
電氣控制電路應具完善保護環節,用漏電保護,短路,載,電流,電壓,欠電壓與零電壓,弱磁,聯鎖與限位保護等.
六,要考慮操作,維修與調試便
第四節 電氣控制電路設計與步驟
,電氣控制電路設計簡介
設計電氣控制電路兩種,種析設計,另種邏輯設計.
析設計(經驗設計):根據產工藝要求選擇些熟典型基本環節實現些基本要求,再逐步完善其功能,並適配 置聯鎖保護等環節,使其組合整體,滿足控制要求完整電路.
邏輯設計:利用邏輯代數數工具設計電氣控制電路.
繼電接觸器控制電路,表示觸狀態邏輯變量稱輸邏輯變量,表示繼電
器接觸器線圈等受控元件邏輯變量稱輸邏輯變量.輸,輸邏輯變量間相互關
系稱邏輯函數關系,種相互關系表明電氣控制電路結構.所,根據控制要求,
些邏輯變量關系寫其邏輯函數關系式,再運用邏輯函數基本公式運算規律邏輯函數
式進行化簡,根據化簡邏輯關系式畫相應電路結構圖,再作進步檢查
優化,期獲較完善設計案.
二,析設計基本步驟
析設計設計電氣控制電路基本步驟:
l)按工藝要求提起,制,反向調速等要求設計主電路.
2)根據所設計主電路,設計控制電路基本環節,即滿足設計要求起,制,
反向調速等基本控制環節.
3)根據各部運要求配合關系及聯鎖關系,確定控制參量並設計控制電路特殊
環節.
4)析電路工作能現故障,加入必要保護環節.
5)綜合審查,仔細檢查電氣控制電路作否確 關鍵環節做必要實驗,進步
完善簡化電路a
三,析設計設計舉例
面橫梁升降機構電氣控制設計例說明析設計設計電氣控制電路與
步驟.
龍門刨床裝橫梁升降機構,加工工件,橫梁應夾緊立柱,加工工件高低
同,則橫梁應先松立柱沿立柱移,移位,橫梁應夾緊立柱.所
,橫梁升降由橫梁升降電機拖,橫梁放松,夾緊作由夾緊電機,傳裝置與
夾緊裝置配合完.
()橫梁升降機構工藝要求:
(1)橫梁升,自按照先放松橫梁橫梁升夾緊橫梁順序進行.
(2)橫梁降,自按照放松橫梁橫梁降橫梁升夾緊橫梁順序進行.
(3)橫梁夾緊,夾緊電機自停止轉.
(4)橫梁升降應設行程限位保護,夾緊電機應設夾緊力保護.
(二)電氣控制電路設計程
1.主電路設計: 橫梁升降機構別由橫梁升降電機MI與橫梁夾緊放松電機W拖
.巴兩臺電機均三相籠型異步電機,均要求實現反轉.采用KM1I,KM2.
KM3,KM4四接觸器別控制M1M2反轉,圖10-9所示.
2.控制電路基本環節設計:由於橫梁升降調整運,故M1采用點控制,
點按鈕能控制種運,故用升點按鈕犯 與降點按鈕明 控制橫梁升降,移前要求先松橫梁,移位松點按鈕要求橫梁夾緊,說點按鈕要控制KMI-KM4四接觸器,所引入升間繼電器KA1與降間繼電器KA2,再由間繼電器控制四接觸器.於設計橫梁升降電氣控制電路草圖,圖10-9所示.
3.設計控制電路特殊環節
1)橫梁升,必須使夾緊電機MZ先工作,橫梁放松,發信號,使MZ停止
工作,同使升降電機MI工作,帶橫梁升.按升點按鈕,間繼電器KAI線圈通電吸合,其觸閉合,使接觸器KM4通電吸合,MZ反轉起旋轉,橫梁始放松;橫梁放松程度采用行程關 控制,橫梁放松定程度,撞塊壓用 閉觸斷控制接觸器KM4線圈斷電,觸閉合控制接觸器KMI線圈通電,KMI主觸閉合使MI轉,橫梁始作升運.
2)升降電機拖橫梁升至所需位置,松升點按鈕犯,間繼電器KAI
接觸器KMI線圈相繼斷電釋放,接觸器KM3線圈通電吸合,使升降電機停止工作,同
使夾緊電機始轉,使橫梁夾緊.夾緊程.行程關 SQI復位, KM3應加
自鎖觸,夾緊定程度,發信號切斷夾緊電機電源.采用電流繼電器控
制夾緊程度,即電流繼電器KA3線圈串接夾緊電機主電路任相.橫梁夾
緊,相於電機工作堵轉狀態,電機定電流增,電流繼電器作電流整
定兩倍額定電流左右;橫梁夾緊電流繼電器作,其閉觸接觸器KM3線圈電
路切斷.
3)橫梁降仍按先放松再降式控制,降結束需短間升運,該升運采用斷電延型間繼電器進行控制.間繼電器KT線圈由降接觸器 KMZ觸控制,其斷電延斷觸與夾緊接觸器KM3觸串聯並接於升電路間繼電器KAI觸兩端.,橫梁降,間繼電器KT線圈通電吸合,其斷電延斷觸立即閉合,升電路工作作準備.橫梁降至所需位置,松降點按鈕田.KMZ線圈斷電釋放,間繼電器KT線圈斷電,夾緊接觸器.
3.設計控制電路特殊環節
1)橫梁升,必須使夾緊電機MZ先工作,橫梁放松,發信號,使MZ停止
IW,同使升降電機 MI工作,帶橫梁升.按升點按鈕犯,間繼電器
KAI線圈通電吸合,其觸閉合,使接觸器KM4通電吸合,MZ反轉起旋轉,橫梁
始放松;橫梁放松程度采用行程關 控制,橫梁放松定程度,撞塊壓 SQI,
用明 閉觸斷控制接觸器KM4線圈斷電,觸閉合控制接觸器KMI線圈
通電,KMI主觸閉合使MI轉,橫梁始作升運.
2)升降電機拖橫梁升至所需位置,松升點按鈕肥,間繼電器KAI
接觸器KMI線圈相繼斷電釋放,接觸器KM3線圈通電吸合,使升降電機停止工作,同
使夾緊電機始轉,使橫梁夾緊.夾緊程,行程關 復位, KM應加
自鎖觸,夾緊定程度,發信號切斷夾緊電機電源.采用電流繼電器控
制夾緊程度,即電流繼電器KA3線圈串接夾緊電機主電路任相.橫梁夾
緊,相於電機工作堵轉狀態,電機定電流增,電流繼電器作電流整
定兩倍額定電流左右;橫梁夾緊電流繼電器作,其閉觸接觸器KM3線圈電
路切斷.KM3線圈通電吸合,橫梁始夾緊.,升接觸器KMI線圈通閉合間斷電器KT觸及KM3觸通電吸合,橫梁始升,經段間延,延斷觸KT斷,KMI線圈斷電釋放,升運結束,橫梁繼續夾緊,夾緊定程度,電流繼電器作,夾緊運停止.橫梁升降電氣控制電路設計草圖圖10-10
所示.
4.設計聯鎖保護環節
橫梁升限位保護由行程關SQZ實現;降限位保護由行程關SQ3實現;
升與降互鎖,夾緊與放松互鎖均由間繼電器KAIKAZ閉觸實現;升降
電機短路保護由熔斷器FUI實現;夾緊電機短路保護由熔斷器FUZ實現;控制電路
短路保護由熔斷器F[J3實現.
綜合保護,使橫梁升降電氣控制電路比較完善,圖10-11所示完整
橫梁升降機構控制電路.
第五節 用控制電器選擇
,接觸器選擇
般按列步驟進行:
1.接觸器種類選擇:根據接觸器控制負載性質相應選擇直流接觸器交流接觸器;般場合選用電磁式接觸器,頻繁操作帶交流負載場合,選用帶直流電磁線圈交流按觸器.
2.接觸器使用類別選擇:根據接觸器所控制負載工作任務選擇相應使用類別接觸器.負載般任務則選用AC—3使用類別;負載重任務則應選用AC-4類別,負載般任務與重任務混合,則根據實際情況選用AC—3或AC-4類接觸器,選用AC—3類,應降級使用.
3.接觸器額定電壓確定: 接觸器主觸額定電壓應根據主觸所控制負載電路額定電壓確定.
4.接觸器額定電流選擇 般情況,接觸器主觸額定電流應於等於負載或電機額定電流,計算公式
式I.——接觸器主觸額定電流(A);
H ——經驗系數,般取l～1.4;
P.——控電機額定功率(kw);
U.——控電機額定線電壓(V).
接觸器用於電機頻繁起,制或反轉場合,般其額定電流降等級選用.
5.接觸器線圈額定電壓確定: 接觸器線圈額定電壓應等於控制電路電源電壓.保證安全,般接觸器線圈選用110V,127V,並由控制變壓器供電.控制電路比較簡單,所用接觸器數量較少,省控制變壓器,選用380V,220V電壓.
6.接觸器觸數目: 三相交流系統般選用三極接觸器,即三主觸,需要同控制勝線,則選用四極交流接觸器.單相交流直流系統則用兩極或三極並聯接觸器.交流接觸器通三主觸四至六輔助觸,直流接觸器通兩主觸四輔助觸.
7.接觸器額定操作頻率 交,直流接觸器額定操作頻率般600/h,1200/h等幾種,般說,額定電流越,則操作頻率越低,根據實際需要選擇.
二,電磁式繼電器選擇
應根據繼電器功能特點,適用性,使用環境,工作制,額定工作電壓及額定工作電流選擇.
1.電磁式電壓繼電器選擇
根據控制電路作用,電壓繼電器電壓繼電器欠電壓繼電器兩種類型.
表10-3列電磁式繼電器類型與用途.
交流電壓繼電器選擇主要參數額定電壓作電壓,其作電壓按系統額定電壓1.l-1.2倍整定.
交流欠電壓繼電器用般交流電磁式電壓繼電器,其選用要滿足般要求即,釋放電壓值特殊要求.直流欠電壓繼電器吸合電壓按其額定電壓0.3-0.5倍整定,釋放電壓按其額定電壓0.07-0.2倍整定.
2.電磁式電流繼電器選擇
根據負載所要求保護作用,電流繼電器欠電流繼電器兩種類型.
電流繼電器:交流電流繼電器,直流電流繼電器.
欠電流繼電器:直流欠電流繼電器,用於直流電機及電磁吸盤弱磁保護.
電流繼電器主要參數額定電流作電流,其額定電流應於或等於保護電機額定電流;作電流應根據電機工作情況按其起電流1.1.3倍整定.般繞線型轉異步電機起電流按2.5倍額定電流考慮,籠型異步電機起電流按4-7倍額定電流考慮.直流電流繼電器作電流接直流電機額定電流1.1-3.0倍整定.
欠電流繼電器選擇主要參數額定電流釋放電流,其額定電流應於或等於直流電機及電磁吸盤額定勵磁電流;釋放電流整定值應低於勵磁電路工作範圍內能現勵磁電流,般釋放電流按勵磁電流0.85倍整定.
3.電磁式間繼電器選擇
應使線圈電流種類電壓等級與控制電路致,同,觸數量,種類及容量應滿足控制電路要求.
三,熱繼電器選擇
熱繼電器主要用於電機載保護,應根據電機形式,工作環境,起情況,負載情況,工作制及電機允許載能力等綜合考慮.
1.熱繼電器結構形式選擇
於星形聯結電機,使用般帶斷相保護三相熱繼電器能反映相斷線載,電機斷相運行能起保護作用.
於三角形聯結電機,則應選用帶斷相保護三相結構熱繼電器.
2.熱繼電器額定電流選擇
原則按保護電機額定電流選取熱繼電器.於期工作電機,熱繼電器熱元件整定電流值電機額定電流0.95-1.05倍;於載能力較差電機,熱繼電器熱元件整定電流值電機額定電流0.60.8倍.
於頻繁起電機,應保證熱繼電器電機起程產誤作,若電機起電流超其額定電流6倍,並且起間超6S,按電機額定電流選擇熱繼電器.
於重復短工作制電機,首先要確定熱繼電器允許操作頻率,再根據電機起間,起電流通電持續率選擇.
四,間繼電器選擇
1)電流種類電壓等級:電磁阻尼式空氣阻尼式間繼電器,其線圈電流種類電壓等級應與控制電路相同;電機或與晶體管式間繼電器,其電源電流種類電壓等級應與控制電路相同.
2)延式:根據控制電路要求選擇延式,即通電延型斷電延型.
3)觸形式數量:根據控制電路要求選擇觸形式(延閉合型或延斷型)及觸數量.
4)延精度:電磁阻尼式間繼電器適用於延精度要求高場合,電機式或晶體管式間繼電器適用於延精度要求高場合.
5)延間:應滿足電氣控制電路要求.
6)操作頻率:間繼電器操作頻率宜高,否則影響其使用壽命,甚至導致延作失調.
五,熔斷器選擇
1.般熔斷器選擇:根據熔斷器類型,額定電壓,額定電流及熔體額定電流選擇.
(1)熔斷器類型:熔斷器類型應根據電路要求,使用場合及安裝條件選擇,其保護特性應與保護象載能力相匹配.於容量較照明電機,般考慮載保護,選用熔體熔化系數熔斷器,於容量較照明電機,除載保護外,應考慮短路斷短路電流能力,若短路電流較,選用低斷能力熔斷器,若短路電流較,選用高斷能力RLI系列熔斷器,若短路電流相,選用限流作用Rh及RT12系列熔斷器.
(2)熔斷器額定電壓額定電流:熔斷器額定電壓應於或等於線路工作電壓,額定電流應於或等於所裝熔體額定電流.
(3)熔斷器熔體額定電流
1)於照明線路或電熱設備等沒沖擊電流負載,應選擇熔體額定電流等於或稍
於負載額定電流,即 IRN≥IN
式IRN——熔體額定電流(A);
IN——負載額定電流(A).
2)於期工作單臺電機,要考慮電機起應熔斷,即
IRN≥(1.5~2.5)IN
輕載系數取1.5,重載系數取2.5.
3)於頻繁起單臺電機,頻繁起,熔體應熔斷,即
IRN≥(3~3.5)IN
4)於臺電機期***用熔斷器,熔體額定電流
IRN≥(1.5~2.5)INMmax+∑INM
式INMmax——容量電機額定電流(A);
∑INM——除容量電機外,其余電機額定電流(A).
(4)適用於配電系統熔斷器:配電系統級熔斷器保護,防止越級熔斷,使,級熔斷器間良配合,選用熔斷器應使級(幹線)熔斷器熔體額定電流比級(支線)熔體額定電流1-2級差.
2.快速熔斷器選擇
(l)快速熔斷器額定電壓:快速熔斷器額定電壓應於電源電壓,且於晶閘管反向峰值電壓U.,快速熔斷器斷電流瞬間,高電弧電壓達電源電壓1.5-2倍.,整流二極管或晶閘管反向峰值電壓必須於電壓值才能安全工作.即
UF≥KI URE
式UF-矽整流元件或晶閘管反向峰值電壓(V);
URE——快速熔斷器額定電壓(V);
KI——安全系數,般取1,5-2.
(2)快速熔斷器額定電流:快速熔斷器額定電流效值表示,整流M極管晶閘管額定電流用平均值表示.快速熔斷器接交流側,熔體額定電流
IRN≥KI IZmax
式IZmax——能使用整流電流(A);
KI——與整流電路形式及導電情況關系數,若保護整流M極管,KI按表10-4
取值,若保護晶閘管,KI按表10-5取值.
快速熔斷器接入整流橋臂,熔體額定電流
IRN≥1.5IGN
式IGN——矽整流元件或晶閘管額定電流(A).
六,關電器選擇
()刀關選擇
刀關主要根據使用場合,電源種類,電壓等級,負載容量及所需極數選擇.
(1)根據刀關線路作用安裝位置選擇其結構形式.若用於隔斷電源,選用滅弧罩產品;若用於斷負載,則應選用滅弧罩,且用杠桿操作產品.
(2)根據線路電壓電流選擇.刀關額定電壓應於或等於所線路額定電壓;刀關額定電流應於負載額定電流,負載異步電機,其額定電流應取電機額定電流1.5倍.
(3)刀關極數應與所電路極數相同.
(二)組合關選擇
組合關主要根據電源種類,電壓等級,所需觸數及電機容量選擇.選擇應掌握原則:
(1)組合關通斷能力並高,能用斷故障電流.用於控制電機逆運行組合關,必須電機完全停止轉才允許反向接通.
(2)組合關接線式種,使用應根據需要確選擇相應產品.
(3)組合關操作頻率宜太高,般宜超300/h,所控制負載功率數能低於規定值,否則組合關要降低容量使用.
(4)組合關本身具備載,短路欠電壓保護,需些保護,必須另設其保護電器.
(三)低壓斷路器選擇
低壓斷路器主要根據保護特性要求,斷能力,電網電壓類型及等級,負載電流,操作頻率等面進行選擇.
(1)額定電壓額定電流:低壓斷路器額定電壓額定電流應於或等於線路額定電壓額定電流.
(2)熱脫扣器:熱脫扣器整定電流應與控制電機或負載額定電流致.
(3)電流脫扣器:電流脫扣器瞬作整定電流由式確定
IZ≥KIS
式IZ——瞬作整定電流(A);
Is——線路尖峰電流.若負載電機,則Is起電流(A);
K考慮整定誤差起電流允許變化安全系數.作間於20ms,取
K=1.35;作間於 20ms,取 K=1.7.
(4)欠電壓脫扣器:欠電壓脫扣器額定電壓應等於線路額定電壓.
(四)電源關聯鎖機構
電源關聯鎖機構與相應斷路器組合關配套使用,用於接通電源,斷電源櫃
門關聯鎖,達切斷電源才能打門,門關閉才能接通電源效,實現安
全保護.
七,控制變壓器選擇
控制變壓器用於降低控制電路或輔助電路電壓,保證控制電路安全靠.控制變壓器主要根據二電壓等級及所需要變壓器容量選擇.
(1)控制變壓器,二電壓應與交流電源電壓,控制電路電壓與輔助電路電壓相符合.
(2)控制變壓器容量按列兩種情況計算,依計算容量者決定控制變壓器容量.
l)變壓器期運行,工作負載變壓器容量應於或等於工作負載所需要功率,計算公式
ST≥KT ∑PXC
式ST——控制變壓器所需容量(VA);
∑PXC——控制電路負載工作電器所需總功率,其PXC電磁器件吸持功
率(W);
KT控制變壓器容量儲備系數,般取1.1-1.25.
2)控制變壓器容量應使已吸合電器起其電器仍能保持吸狀態,起電器能靠吸合,其計算公式
ST≥0.6 ∑PXC +1.5∑Pst
式 ∑Pst_同起電器總吸持功率(W).
第六節 電氣控制施工設計與施工
,電氣設備總體配置設計
組件劃原則:
l)功能類似元件組起,構控制面板組件,電氣控制盤組件,電源組件等.
2)接線關系密切電器元件置於同組件,減少組件間連線數量.
3)強電與弱電控制相離,減少幹擾.
4)求整齊美觀,外形尺寸相同,重量相近電器元件組合起.
5)便於檢查與調試,需經調節,維護易損元件組合起.
電氣設備各部及組件間接線式通:
l)電器控制盤,機床電器進線般采用接線端.
2)控制設備與電氣箱間便於拆裝,搬運,盡能采用孔接插件.
3)印刷電路板與弱電控制組件間宜采用各種類型接插件.
總體配置設計電氣控制總裝配圖與總接線圖形式表達,圖用示意式反映各部主要組件位置各部接線關系,走線式及使用管線要求.總體設計要使整系統集,緊湊;要考慮發熱量高噪聲振電氣部件,使其離操作者定距離;電源緊急控制關應安放便且明顯位置.
不要多想 這樣的提問沒有意義
很多煩惱都是我們自己找的