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1、要求電氣調(diào)速電力拖動方案確定:調(diào)速范圍D23、調(diào)速級數(shù)24： 改變極對數(shù)的雙速或多速籠型異步電動機(jī)調(diào)速范圍D3，且不要求平滑調(diào)速： 繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)，短時或重復(fù)短時負(fù)載調(diào)運范圍D310，且要求平滑調(diào)速： 容量不大時可采用帶滑差離合器的異步電動機(jī)。長期運轉(zhuǎn)在低速時，也可考慮采用晶閘管直流拖動系統(tǒng)。調(diào)速范圍D10100：直流拖動系統(tǒng)或交流調(diào)速系統(tǒng)三相異步電動機(jī)：變更定子繞組的極數(shù)和改變轉(zhuǎn)子電路的電阻,電動機(jī)調(diào)速性質(zhì)的確定:與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性相適應(yīng)雙速籠型異步電動機(jī)，當(dāng)定子繞組由三角形聯(lián)結(jié)改為雙星形聯(lián)結(jié)時，轉(zhuǎn)速由低速升為高速，功率卻變化不大，適用于恒功率傳動。由星形聯(lián)結(jié)改為雙星形聯(lián)結(jié)時，電動機(jī)輸

2、出轉(zhuǎn)矩不變，適用于恒轉(zhuǎn)矩傳動。直流他勵電動機(jī)，改變電樞電壓調(diào)速為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；而改變勵磁調(diào)速為恒功率調(diào)速。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載采用恒功率調(diào)速或恒功率負(fù)載采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，將使電動機(jī)額定功率增大D倍（D為調(diào)速范圍），部分轉(zhuǎn)矩未得到充分利用。,2.控制方案確定:控制方式與拖動需要相適應(yīng)：以經(jīng)濟(jì)效益為標(biāo)準(zhǔn)。控制邏輯簡單、加工程序基本固定，采用繼電器接點控制方式較為合理；經(jīng)常改變加工程序或控制邏輯復(fù)雜，采用可編程序控制器較為合理?？刂品绞脚c通用化程度相適應(yīng)：加工一種或幾種零件的專用設(shè)備，通用化程度低，可以有較高的自動化程度，宜采用固定的控制電路；單件、小批量且可加工形狀復(fù)雜零件的通用設(shè)備，采用數(shù)字程序控制或可編程序

3、控制器控制，可以根據(jù)不同加工對象設(shè)定不同的加工程序，有較好的通用性和靈活性?？刂品绞綉?yīng)最大限度滿足工藝要求：自動循環(huán)、半自動循環(huán)、手動調(diào)整、緊急快退、保護(hù)性聯(lián)鎖、信號指示和故障診斷等功能。控制電路的電源應(yīng)可靠：簡單控制電路可直接用電網(wǎng)電源；電路較復(fù)雜的控制裝置，可將電網(wǎng)電壓隔離降壓，以降低故障率；自動化程度較高的生產(chǎn)設(shè)備，可采用直流電源，有助于節(jié)省安裝空間，便于同無觸點元件連接，元件動作平穩(wěn)，操作維修也較安全。,電氣控制電路設(shè)計方法：設(shè)先設(shè)計主電路，再設(shè)計控制電路、信號電路及局部照明電路等,控制電路設(shè)計要求：滿足生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求，能按照工藝的順序準(zhǔn)確而可靠地工作。電路結(jié)構(gòu)力求簡單，盡量選用常

4、用的且經(jīng)過實際考驗過的電路。操作、調(diào)整和檢修方便。具有各種必要的保護(hù)裝置和聯(lián)鎖環(huán)節(jié)。,控制電路設(shè)計方法：經(jīng)驗設(shè)計法：根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，按照電動機(jī)的控制方法，采用典型環(huán)節(jié)電路直接進(jìn)行設(shè)計。邏輯設(shè)計法：采用邏輯代數(shù)進(jìn)行設(shè)計。,通過下面的例子來說明如何用經(jīng)驗設(shè)計法來設(shè)計控制電路：例題：某機(jī)床有左、右兩個動力頭，用以銑削加工，它們各由一臺交流電動機(jī)拖動；另外有一個安裝工件的滑臺，由另一臺交流電動機(jī)拖動。加工工藝是在開始工作時，要求滑臺先快速移動到加工位置，然后自動變?yōu)橛浰龠M(jìn)給，進(jìn)給到指定位置自動停止，再由操作者發(fā)出指令使滑臺快速返回，回到原位后自動停車。要求兩動力頭電動機(jī)在滑臺電動機(jī)正向起動后起動，

5、而在滑臺電動機(jī)正向停車時也停車。,主電路,主電路設(shè)計：動力頭拖動電動機(jī)只要求單方向旋轉(zhuǎn)，為使兩臺電動機(jī)同步起動，可用一只接觸器KM3控制?；_拖功電動機(jī)需要正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，可用兩只接觸器KM1、KM2接制?；_的快速移動由電磁鐵YA改變機(jī)械傳動鏈來實現(xiàn)，由接觸器KM4來控制。,控制電路設(shè)計滑臺電動機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)分別用兩個按鈕SBl與SB2控制，停車則分別用SB3與SB4控制。由于動力頭電動機(jī)在滑臺電動機(jī)正轉(zhuǎn)后起動，停車時也停車，故可用接觸器KM1的常開輔助觸點控制KM3的線圈，如圖a所示。滑臺的快速移動可采用電磁鐵YA通電時，改變凸輪的變速比來實現(xiàn)?；_的快速前進(jìn)與返回分別用KM1與KM2的輔助觸

6、點控制KM4，再由KM4觸點去通斷電磁鐵YA?；_快速前進(jìn)到加工位置時，要求慢速進(jìn)給，因而在KM1觸點控制KM4的支路上串聯(lián)限位開關(guān)SQ3的常閉觸點。此部分的輔助電路如圖b所示。,控制電路草圖,聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)設(shè)計：用限位開關(guān)SQ1的常閉觸點控制滑臺慢速進(jìn)給到位時的停車；用限位開關(guān)SQ2的常閉觸點控制滑臺快速返回至原位時的自動停車。接觸器KMl與KM2之間應(yīng)互相聯(lián)鎖，三臺電動機(jī)均應(yīng)用熱繼電器作過載保護(hù)。,控制電路,電路的完善：電路初步設(shè)計完后，可能還有不夠合理的地方，因此需仔細(xì)校核。一共用了三個KMl的常開輔助觸點，而一般的接觸器只有兩個常開輔助觸點。因此，必須進(jìn)行修改。從電路的工作情況可以看出

7、，KM3的常開輔助觸點完全可以代替KM1的常開輔助觸點去控制電磁鐵YA，修改后的輔助電路如圖所示。,修改后的控制電路,控制電路設(shè)計時應(yīng)注意的問題 ：盡量減少連接導(dǎo)線 。設(shè)計控制電路時，應(yīng)考慮電器元件的實際位 置，盡可能地減少配線時的連接導(dǎo)線，如圖a是不合理的。,按鈕一般是裝在操作臺上，而接觸器則是裝在電器柜內(nèi)，這樣接線就需要由電器柜二次引出連接線到操作臺上，所以一般都將起動按鈕和停止按鈕直接連接，就可以減少一次引出線，如圖b所示。,電器連接圖,正確連接電器的線圈 。 a)電壓線圈通常不能串聯(lián)使用，如圖a所示。由于它們的阻抗不盡相同，會造成兩個線圈上的電壓分配不等。即使外加電壓是同型號線圈電壓的

8、額定電壓之和，也不允許。因為電器動作總有先后，當(dāng)有一個接觸器先動作時，則其線圈阻抗增大,該線圈上的電壓降增大，使另一個接觸器不能吸合，嚴(yán)重時將使電路燒毀。,b)電感量相差懸殊的兩個電器線圈，也不要并聯(lián)連接。圖b中直流電磁鐵YA與繼電器KA并聯(lián)，在接通電源時可正常工作，但在斷開電源時，由于電磁鐵線圈的電感比繼電器線圈的電感大得多，所以斷電時，繼電器很快釋放，但電磁鐵線圈產(chǎn)生的自感電動勢可能使繼電器又吸合一段時間，從而造成繼電器的誤動作。解決方法可備用一個接觸器的觸點來控制。如圖c所示。,電磁線圈的串并聯(lián),控制電路中應(yīng)避免出現(xiàn)寄生電路: 寄生電路是電路動作過程中意外接通的電路。如圖所示具有指示燈H

9、L和熱保護(hù)的正反向電路.,正常工作時，能完成正反向起動、停止和信號指示。,當(dāng)熱繼電器FR動作時，電路就出現(xiàn)了寄生電路，如圖中虛線所示，使正向接觸器KM1不能有效釋放，起不了保護(hù)作用。,寄生電路,盡可能減少電器數(shù)量，采用標(biāo)準(zhǔn)件和相同型號的電器:如圖所示。,當(dāng)控制的支路數(shù)較多，而觸點數(shù)目不夠時，可采用中間繼電器增加控制支路的數(shù)量。,簡化電路,去掉不必要的KM1，簡化電路，提高電路可靠性,多個電器的依次動作問題 在電路中應(yīng)盡量避免許多電器依次動作才能接通另一個電器的控制電路?？赡骐娐返穆?lián)鎖 在頻繁操作的可逆電路中，正反向接觸器之間不僅要有電氣聯(lián)鎖，而且 還有機(jī)械聯(lián)鎖。要有完善的保護(hù)措施 常用的保護(hù)措

10、施有漏電流、短路、過載、過電流、過電壓、失電壓等保 護(hù) 環(huán)節(jié)，有時還應(yīng)設(shè)有合閘、斷開、事故、安全等必須的指示信號。,電氣控制電路設(shè)計中元器件的選擇1. 電動機(jī)的選擇： 選擇電動機(jī)時，要考慮電動機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速、結(jié)構(gòu)型式、額定電壓等 a) 電動機(jī)功率的選擇:依據(jù)的是負(fù)載功率。 選擇電動機(jī)功率的一種實用方法是調(diào)查統(tǒng)計類比法。 目前采用的拖動電動機(jī)功率的統(tǒng)計分析公式如下： (1) 臥式車床主電動機(jī)的功率 式中，P為主拖動電動機(jī)功率（kW）；D為工件最大直徑（m）。,(2) 立式車床主電動機(jī)的功率 式中，P為主拖動電動機(jī)功率（kW）；D為工件最大直徑（m）。(3) 搖臂鉆床主電動機(jī)的功率 式中，P為主拖

11、動電動機(jī)功率（kW）；D為最大鉆孔直徑（mm）。(4) 臥式鏜床主電動機(jī)的功率 式中，P為主拖動電動機(jī)功率（kW）；D為鏜桿直徑（mm）。(5) 龍門銑床主電動機(jī)的功率 式中，P為主拖動電動機(jī)功率（kW）；B為工作臺寬度（mm）。 主拖動和進(jìn)給拖動用一臺電動機(jī)的場合，按主拖動電動機(jī)的功率計算。對于采用單獨的進(jìn)給拖動電動機(jī)，出于其不僅拖動進(jìn)給運動外還拖動工作臺的快速移動，應(yīng)按快速移動所需功率來選擇?？焖僖苿铀韫β?，般按經(jīng)驗數(shù)據(jù)來選擇，可查閱有關(guān)資料。 機(jī)床進(jìn)給拖動的功率一般較小。按經(jīng)驗，車床、鉆床的進(jìn)給拖動功率為主拖動功率的0.03-0.05，而銑床的進(jìn)給拖動功率為主拖動功率的0.2-0.25

12、。,b) 電動機(jī)額定電壓的選擇交流電動機(jī)額定電壓應(yīng)與供電電網(wǎng)電壓一致。 中小型異步電動機(jī)額定電壓為220V/380V（三角形/Y聯(lián)結(jié)）及6380V/660V （三角形/Y聯(lián)結(jié)）兩種，后者可用Y/三角形起動； 當(dāng)電動機(jī)功率較大時，可選用相應(yīng)電壓的高壓電動機(jī)。直流電動機(jī)的額定電壓也要與電源電壓相一致。c) 電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速的選擇 對于額定功率相同的電動機(jī)，額定轉(zhuǎn)速愈高，電動機(jī)尺寸、質(zhì)量愈小，成本愈低，選用高速電動機(jī)較為經(jīng)濟(jì)。 由于生產(chǎn)機(jī)械所需轉(zhuǎn)速一定，電動機(jī)轉(zhuǎn)速愈高，傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)速比愈大，傳動機(jī)構(gòu)愈復(fù)雜。因此應(yīng)通過綜合分析來確定電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。d) 電動機(jī)結(jié)構(gòu)型式的選擇 電動機(jī)的結(jié)構(gòu)型式按其安裝位置

13、的不同可分為臥式（軸是水平的）和立式（軸是垂直的）兩種，應(yīng)以電動機(jī)與工作機(jī)構(gòu)的連接方便、緊湊為原則來選擇。 電動機(jī)具有不同的防護(hù)型式，如防護(hù)式、封閉式、防爆式等，具體要根據(jù)電動機(jī)的工作條件來選擇。,e) 籠型異步電動機(jī)有關(guān)電阻的計算 (1)籠型異步電動機(jī)起動電阻的計算：在電動機(jī)減壓起動方式中，定子回 路串聯(lián)的限流電阻可按下式近似計算： 式中，Rst為每相啟動限流電阻值（）；IN為電動機(jī)額定電流（A）；Kst為不加電 阻時，電動機(jī)的起動電流與額定電流之比，可由手冊查出；Ksrt為加入起動限流電 阻后，電動機(jī)的起動電流與額定電流之比、可根據(jù)需要選取。 (2)籠型異步電動機(jī)反接制動電阻的計算：電動機(jī)

14、在反接制動瞬間，定子的旋轉(zhuǎn)磁 場已經(jīng)反向旋轉(zhuǎn)，而轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向尚未來得及改變，轉(zhuǎn)差率s接近2，因此反接制 動時的電流比起動電流大。為了限制制動電流，在電動機(jī)定子回路中也應(yīng)串入 限流電阻。反接制動的限流電阻可按下式近似計算： 式中，Rrb為每相反接制動限流電阻阻值（）；Krbr為接入限流電阻后，反接制 動電流與額定電流之比。如果只在電動機(jī)的兩相中串入制動限流電阻，Rrb值可取 計算值的1.5倍。,2. 常用低壓電器的選擇 a) 接觸器的選用 選擇接觸器主要依據(jù)以下數(shù)據(jù)：電源種類（直流或交流）；主觸點額定 電流；輔助觸點的種類、數(shù)量和觸點的額定電流；電磁線圈的電源種類、頻 率和額定電壓；額定操作頻率等

15、。機(jī)床應(yīng)用最多的是交流接觸器。 交流接觸器的選擇主要考慮主觸點的額定電流、額定電壓、線圈電壓等。 (1) 主觸點額定電流IN可根據(jù)下面經(jīng)驗公式進(jìn)行選擇： 式中， IN為接觸器主觸點額定電流（A）;K為比例系數(shù)，一般取1-1.4； PN為被控電動機(jī)額定功率（kW）；UN為被控電動機(jī)額定線電壓（V）。 (2) 交流接觸器主觸點額定電壓一般按高于電路額定電壓來確定。 (3) 根據(jù)控制回路的電壓決定接觸器的線圈電壓 (4) 接觸器輔助觸點的數(shù)量、種類應(yīng)滿足電路的需要。,b) 繼電器的選擇一般繼電器的選擇 一般繼電器也叫電磁繼電器。選用時，除滿足繼電 器線圈電壓或線圈電流的要求外，還應(yīng)按照控制需要分別選

16、用過電流繼 電器、欠電流繼電器、過電壓繼電器、欠電壓繼電器、中間繼電器等。 另外電壓、電流繼電器還有交流、直流之分，選擇時也應(yīng)注意。時間繼電器的選擇 從以下幾方面考慮： 1) 根據(jù)控制電路的要求來選擇延時方式，即通電延時型或斷電延時型。 2) 根據(jù)延時準(zhǔn)確度要求和延時長、短要求來選擇。 3) 根據(jù)使用場合、工作環(huán)境選擇合適的時間繼電器。熱繼電器的選擇 按照電動機(jī)的工作環(huán)境、起動情況、負(fù)載性質(zhì)等因素來考慮。 (1) 熱繼電器結(jié)構(gòu)形式的選擇。星形聯(lián)結(jié)的電動機(jī)可選用兩相或三相結(jié)構(gòu)熱 繼電器，三角形聯(lián)結(jié)的電動機(jī)應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器 (2) 熱元件額定電流的選擇。一般可按下式選取： 式中，IR為熱元件的額定電流；IN為電動機(jī)的額定電流。 對于工作環(huán)境惡劣、起動頻繁的電動機(jī)，則按下式選?。?熱元件選好后，還需根據(jù)電動機(jī)的額定電流來調(diào)整它的整定值。,c) 熔斷器的選擇 熔斷器選擇內(nèi)容主要是熔斷器種類、額定電壓、額定電流等級和熔體額定電流。熔體額定電流IR的選擇是主要參數(shù)。單臺長期工作的異步電動機(jī) 式中，IN為異步電動機(jī)額定電流。用一組熔斷器保護(hù)多臺電動機(jī) 式中，Imax為容量最大的