電氣原理圖設計的一般原則ppt精選課件

3.2電氣原理圖設計的一般原則,當電力拖動方案和控制方案確定后，就可以進行電氣控制原理圖的設計。電氣控制原理圖的設計是電力拖動方案和控制方案的具體化。電氣控制原理圖的設計沒有固定的方法和模式，作為設計人員，應開闊思路，不斷總結經(jīng)驗，豐富自己的知識，設計出合理的、性價比高的電氣控制原理圖。一般在設計時應遵循以下原則：,3.2.1應最大限度地實現(xiàn)生產(chǎn)機械和工藝對控制電路的要求,生產(chǎn)機械和工藝對電氣控制系統(tǒng)的要求是電氣原理圖設計的主要依據(jù)，這些要求常常以工作循環(huán)圖、執(zhí)行元件動作節(jié)拍表、檢測元件狀態(tài)表等形式提供，對于有調速要求的場合，還應給出調速技術指標。其它如起動、轉向、制動、照明、保護等要求，應根據(jù)生產(chǎn)需要充分考慮。出現(xiàn)事故時需要有必要的保護及信號預報以及各部分運動要求有一定的配合和聯(lián)鎖關系等。,生產(chǎn)工藝要求一般是由機械設計人員提供，可能有時所提供的僅是一般性原則和意見，這時電氣設計人員就需要對同類或接近產(chǎn)品進行調查、分析、綜合，然后提出具體、詳細的要求，征求機械設計人員意見后，作為設計電氣控制原理圖的依據(jù)。另外，在科學技術飛速發(fā)展的今天，對電氣控制系統(tǒng)的要求越來越高，而新的電器元件和電氣裝置，新的控制方法層出不窮，如智能式的斷路器、軟啟動器、變頻器等。,電氣控制系統(tǒng)的先進性總是與電器元件的不斷發(fā)展、更新緊密地聯(lián)系在一起的，電氣設計人員應不斷密切關心電機、電器技術、電子技術的新發(fā)展，不斷收集新產(chǎn)品資料，更新自己的知識，以便更及時應用于控制系統(tǒng)的設計中，使控制系統(tǒng)在技術指標、穩(wěn)定性、可靠性等方面得到進一步提高。3.2.2在滿足控制要求的前提下，控制方案應力求簡單、經(jīng)濟,（1）盡量選用標準的、常用的或經(jīng)過實際考驗過得電路和環(huán)節(jié)（2）盡量縮減連接導線的數(shù)量和長度,設計電氣控制原理圖時，應考慮到各元件之間的實際接線特別要注意電氣柜、操作臺和限位開關之間的連接線，如圖3-1所示。,圖3-1（a）所示的接線是不合理的。因為按鈕在操作臺上，而接觸器在電氣柜內，這樣接線就需要由電氣柜二次引出接線到操作臺的按鈕上。,一般都將起動按鈕和停止按鈕直接連接，這樣就可以減少一次出線，如圖3-1（b）所示。,（3）盡量縮減電器元件的品種、規(guī)格和數(shù)量盡可能采用性能優(yōu)良、價格便宜的新型器件和標準件，同一用途盡可能選用相同型號。（4）應減少不必要的觸頭以簡化電路在復雜的繼電接觸控制電路中，各類接觸器、繼電器數(shù)量較多，使用的觸頭也多，電路設計應注意：主輔觸頭的使用量不能超過限定對數(shù)，因為各類接觸器、繼電器的主副觸頭數(shù)量是一定的。設計時應注意盡可能減少觸頭使用數(shù)量。,因控制需要觸頭數(shù)量不夠時，可以采用邏輯設計化簡方法，改變觸頭的組合方式以減少觸頭使用數(shù)量，或增加中間繼電器來解決。,圖3-2（b）比圖3-2（a）就節(jié)省一對觸頭,檢查觸頭容量是否滿足控制要求，避免因使用不當而出現(xiàn)觸頭燒壞、粘滯和釋放不了的故障，要合理安排接觸器主副觸頭的位置，避免用小容量繼電器觸頭去切斷大容量負載?？傊?，要計算觸頭斷流容量是否滿足被控制負載的要求，以保證觸頭工作壽命和可靠性。,利用半導體二極管的單向導電性來有效地減少觸頭數(shù)，對于弱電控制電路，這樣做既經(jīng)濟又可靠。如圖3-3所示。,在控制電路圖設計完成后，宜將電路化成邏輯代數(shù)式驗算，以得到最簡化的電路。,（5）控制電路在工作時，除必要的電器必須通電外，其余的盡量不通電,使這些電器處在短時工作制，延長電器的使用壽命和減少故障。以異步電動機降壓起動的控制電路為例（參看圖1-60）。,如圖3-4（a）所示，在電動機起動后時間繼電器KT就失去了作用，接成圖3-4（b）電路時可以在起動后切除KT的電源。,3.2.3保證控制電路工作的可靠和安全,為了保證控制電路工作可靠，最主要的是選用可靠的元件，如盡量選用機械和電氣壽命長、結構堅實、動作可靠、抗干擾性能好的電器。同時在具體電路設計時應注意以下幾點。（1）正確連接電器元件及觸頭位置對一個串聯(lián)回路，各電器元件或觸頭位置互換，并不影響其工作原理，但從實際連線上卻影響到安全、節(jié)省導線等方面的問題。,如圖3-5兩種接法所示。兩者工作原理相同，采用圖3-5（a）接法，同一SQ的常開和常閉觸頭靠得很近，如果分別接在電源的不同相在觸頭斷開時，產(chǎn)生電弧時很可能在兩觸頭間形成飛弧而造成電源短路，此外絕緣不好時也會引起電源短路。而且這種接法電氣箱到現(xiàn)場要引出四根線，很不合理，圖3-5（b）所示的接法較合理。,（2）正確連接電器線圈,如圖3-6所示。假如交流接觸器KMl先吸合，由于KMl的磁路閉合，線圈的電感顯著增加，因而在該線圈上的電壓降也相應增大，從而使另一個接觸器KM2的線圈電壓達不到動作電壓，因此，多個電器需要同時動作時其線圈應該并聯(lián)連接。,在交流控制電路中電壓線圈通常不串聯(lián)使用，即使是兩個同型號電壓線圈也不能采用串聯(lián)施加額定電壓之和，而每個線圈上所分配到的電壓與線圈阻抗成正比，兩個電器動作總是有先有后，不可能同時吸合，引起工作不可靠。,對于電感較大的電器線圈，例如電磁閥、電磁鐵或直流電機勵磁線圈等則不宜與相同電壓等級的接觸器或中間繼電器直接并聯(lián)工作，否則在接通或斷開電源時會造成后者的誤動作。,（3）在控制電路中應避免出現(xiàn)寄生電路,在控制電路的動作過程中，那種意外接通的電路叫寄生電路（或叫假回路）。,圖3-7所示是一個具有指示燈和熱保護的正反向電路。正常工作時，能完成正反向起動、停止和信號指示。但當熱繼電器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KMl不能釋放，起不了保護作用。,（4）在電路中應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如圖3-8（a）所示，正確接線如圖3-8（b）所示。,（5）防止電路出現(xiàn)觸頭競爭現(xiàn)象電器動作過程與時間關系圖稱為時間圖,如圖3-9所示。,繼電器或接觸器線圈在點1時接通，但其觸頭要到點2才閉合（或打開）：t1=12吸引時間,而線圈在3斷電，觸頭到4才打開（或閉合）：t2=34釋放時間考慮電器元件的動作時間，同一信號控制幾個電器，對時序電路來說，就會得到幾個不同的輸出狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為電路的“競爭”。,對于開關電路，由于電器元件的釋放延時作用，也會出現(xiàn)開關元件不按要求的邏輯功能輸出的可能性，稱這種現(xiàn)象為“冒險”?！案偁帯迸c“冒險”現(xiàn)象都將造成控制回路不能按要求動作，引起控制失靈。（6）防止誤操作帶來的危害對一些重要的設備應仔細考慮每一控制程序之間必要的聯(lián)鎖，即使發(fā)生誤操作也不會造成設備事故。如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，而且要有機械聯(lián)鎖。,（7）設計的電路應能適應所在電網(wǎng)情況根據(jù)電網(wǎng)容量的大小，電壓、頻率的波動范圍以及允許的沖擊電流數(shù)值等決定電動機采用直接起動還是間接起動方式。（8）考慮故障狀態(tài)下，設備的自動保護作用應根據(jù)設備特點及使用情況設置必要的電氣保護。一般均有過載、短路、過流、過壓、失壓等保護環(huán)節(jié)。,3.2.4應盡量使操作和維修方便,電路設計要考慮