電氣工基礎(chǔ)_第三匯編

1、第3章 繼電接觸器電氣控制線路(xinl)設(shè)計(jì)討論：繼電接觸器電氣(dinq)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)方法共九十四頁3.1 電氣控制設(shè)計(jì)的基本(jbn)內(nèi)容、設(shè)計(jì)程序和一般原則3.1.1 電氣控制線路設(shè)計(jì)的基本要求 設(shè)計(jì)與產(chǎn)品質(zhì)量和成本密切相關(guān)，樹立工程實(shí)踐觀點(diǎn)：妥善處理機(jī)械與電氣的關(guān)系；選擇性價(jià)比最佳的電氣方案；滿足要求的前提下，設(shè)計(jì)簡單合理、工作可靠、維修(wixi)方便的電路；盡可能減少元件的品種和規(guī)格；貫徹最新的國家標(biāo)準(zhǔn)。共九十四頁3.1.2 工廠(gngchng)電氣控制設(shè)備設(shè)計(jì)的內(nèi)容提出電氣控制原理性方案及總體框圖，主要技術(shù)指標(biāo)，進(jìn)行可行性分析；繪制(huzh)電氣原理圖裝配圖布置

2、圖、出線端子圖安裝圖共九十四頁3.1.3 設(shè)計(jì)(shj)步驟初步設(shè)計(jì)技術(shù)(jsh)設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)共九十四頁3.2 電力拖動(dòng)方案(fng n)的確定、電動(dòng)機(jī)的選擇電力拖動(dòng)方案：根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際要求，確定電動(dòng)機(jī)的類型、數(shù)量、傳動(dòng)方式及擬定電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、運(yùn)行、調(diào)速、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等控制要求。 是電氣設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一；是原理圖設(shè)計(jì)及電器元件選擇的依據(jù)；是各部分設(shè)計(jì)內(nèi)容的基礎(chǔ)。3.2.1 確定拖動(dòng)方式單獨(dú)拖動(dòng)：一臺設(shè)備(shbi)只有一臺電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)；分立拖動(dòng)：一臺設(shè)備由多臺電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)。發(fā)展趨勢：接近工作機(jī)構(gòu)、多電機(jī)的拖動(dòng)方式。 縮短傳動(dòng)鏈、提高傳動(dòng)效率、便于自動(dòng)化和簡化總體結(jié)構(gòu)。共九十四頁3.2.2 確定(

3、qudng)調(diào)速方案調(diào)速方法：齒輪變速箱、液壓調(diào)速裝置、雙速或多速電動(dòng)機(jī)；無極調(diào)速：直流調(diào)壓調(diào)速、交流調(diào)壓調(diào)速、變頻變壓調(diào)速。調(diào)速方案(fng n)的考慮因素：重型或大型設(shè)備主運(yùn)動(dòng)及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：盡可能采用無極調(diào)速（簡化機(jī)械機(jī)構(gòu)）；精密機(jī)械設(shè)備：電氣無極調(diào)速；一般中小型設(shè)備：三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，配適當(dāng)級數(shù)的齒輪變速箱；或雙速、多速電動(dòng)機(jī)。共九十四頁3.2.3 電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性(txng)與負(fù)載特性(txng)相適應(yīng) 不同工作機(jī)構(gòu)有不同負(fù)載特性：恒功率負(fù)載：機(jī)床的主軸(zhzhu)運(yùn)動(dòng)；恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載：機(jī)床刀具的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)； 應(yīng)使電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性與負(fù)載特性相適應(yīng)：交流： -YY：恒功率傳動(dòng) Y-YY：恒

4、轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)直流：他勵(lì)調(diào)磁調(diào)速：恒功率調(diào)速； 他勵(lì)調(diào)壓調(diào)速：恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速； 否則引起拖動(dòng)工作的不正?；螂妱?dòng)機(jī)不能合理適用。共九十四頁3.2.4 電動(dòng)機(jī)的選擇、起動(dòng)、制動(dòng)、反向(fn xin)要求共九十四頁3.3 電氣控制方案(fng n)的確定及控制方式的選擇共九十四頁（1）按控制過程的變化(binhu)參量進(jìn)行控制的規(guī)律：現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)：要求整個(gè)工藝過程全盤自動(dòng)化自動(dòng)控制基本規(guī)律：按“變化參量”進(jìn)行控制。反饋信號邏輯運(yùn)算執(zhí)行機(jī)構(gòu)被控對象主令信號控制裝置被控變量3.3.3 控制(kngzh)方式的選擇將控制過程中的“變化參量”及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的變化反饋到控制裝置；和主令信號及中間變量進(jìn)行邏輯運(yùn)算，控制執(zhí)行機(jī)

5、構(gòu)動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行。直接過程變化參量：盡可能采用；間接過程變化參量：直接參量難以測量或測量成本高。共九十四頁（2）刀架的自動(dòng)循環(huán)控制系統(tǒng)分析(fnx)與設(shè)計(jì)自動(dòng)循環(huán)：刀架能自動(dòng)由位置1移動(dòng)到位置2進(jìn)行切削加工(ji gng)并自動(dòng)退回位置；無進(jìn)給切削：刀具到達(dá)位置2時(shí)不再進(jìn)給，但轉(zhuǎn)頭繼續(xù)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行無進(jìn)給切削，提高加工精度；快速停車：刀架推出后要求快速停車，減少輔助工時(shí)。共九十四頁設(shè)計(jì)(shj)步驟：共九十四頁(1)自動(dòng)循環(huán)(xnhun)行程原則控制行程作為控制信號行程開關(guān)S1和S2作為刀架運(yùn)行到位置1和2的測量元件；前進(jìn)(qinjn)及返回：按下SB1KM1得電前進(jìn)到達(dá)位置2，撞擊S2 K

6、M1失電、KM2得電反向；反向及返回：同理，將S1的常閉觸點(diǎn)串連在KM2的線圈電路中。共九十四頁（2）無進(jìn)給切削(qixio)時(shí)間原則控制按時(shí)間原則控制實(shí)現(xiàn)過程：到達(dá)位置2撞擊S2 S2常閉打開，停止前進(jìn)；S2常開觸點(diǎn)閉合(b h)，KT1開始延時(shí)延時(shí)結(jié)束 KT1常閉閉合 KM2得電電機(jī)反轉(zhuǎn)反向運(yùn)動(dòng)。共九十四頁時(shí)間(shjin)配合共九十四頁（3） 快速(kui s)停車反接制動(dòng)速度繼電器 正向(zhn xin)起動(dòng)：按下SB2正轉(zhuǎn)常開KVZ閉合、常閉KVZ打開；停轉(zhuǎn)：前進(jìn)到S2或按下SB1KM1失電并解除自鎖松開SB1，轉(zhuǎn)速高，KM2吸合反接制動(dòng)轉(zhuǎn)速下降KM2失電制動(dòng)結(jié)束。共九十四頁（3）控

7、制(kngzh)方法綜述時(shí)間：速度：電流：壓力、切削力、加緊力、轉(zhuǎn)矩等。 行程： 根據(jù)(gnj)實(shí)際情況決定采用那種控制方式：共九十四頁3.4 電氣設(shè)計(jì)的一般(ybn)原則沒有固定的方法(fngf)和模式，應(yīng)開闊思路，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，豐富自己的知識，設(shè)計(jì)出合理、性價(jià)比高的電氣線路。設(shè)計(jì)遵循的一般原則：3.4.1 應(yīng)最大限度得實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械和工藝對電氣控制線路的要求共九十四頁3.4.2 在滿足生產(chǎn)要求的前提下，力求使控制線路(xinl)簡單經(jīng)濟(jì)2.盡量縮短連接導(dǎo)線的數(shù)量和長度： 設(shè)計(jì)控制線路時(shí)，應(yīng)考慮到各元件之間的實(shí)際接線。特別要注意電氣柜、操作臺和限位開關(guān)之間的連接線； 圖3.7 a接線是不合理的

8、：因?yàn)榘粹o在操作臺上，而接觸器在電氣柜內(nèi)，該接線需要由電氣柜二次引出連接線到操作臺的按鈕上； 圖3.7 b：將起動(dòng)按鈕和停止(tngzh)按鈕直接連接，可減少一次引出線。1. 盡量選用標(biāo)準(zhǔn)的、常用的、或經(jīng)過實(shí)際考驗(yàn)過的線路和環(huán)節(jié)；共九十四頁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(jià)格便宜的新型器件和標(biāo)準(zhǔn)件；同一用途盡可能選用(xunyng)相同型號。4. 應(yīng)減少不必要的觸點(diǎn)以簡化線路：使用的觸點(diǎn)越少，故障幾率就越低，工作可靠性越高圖3.8合并同類觸點(diǎn)：（在合并觸點(diǎn)額定電流的限制）利用半導(dǎo)體二極管的單向?qū)щ娦詼p少觸點(diǎn)數(shù)（弱電路：經(jīng)濟(jì)且可靠）圖3.9邏輯設(shè)計(jì)共九十四頁在控制線

9、路圖設(shè)計(jì)完成(wn chng)后，宜將線路化成邏輯代數(shù)式驗(yàn)算(參閱第二章)，得到最簡化的線路。5. 控制線路工作時(shí)，除必要的電器必須通電外，其余的盡量不通電，使其處于短時(shí)工作制，節(jié)約電能且延長電器的使用壽命。KT全壓運(yùn)行(ynxng)時(shí)仍帶電共九十四頁全壓運(yùn)行(ynxng)后，將KT電源切除共九十四頁3.4.3 保證控制線路(xinl)工作的可靠和安全 同一電器的常開和常閉輔助觸點(diǎn)靠得很近，如分別接在電源的不同相上（圖3.11（a），由于(yuy)不是等電位，當(dāng)觸點(diǎn)斷開產(chǎn)生電弧時(shí)可能在兩觸點(diǎn)間形成飛弧而造成電源短路；絕緣不好，也會引起電源短路。 圖3.11b接線，兩觸點(diǎn)電位相同，就不會造成飛弧

10、，即使引入線絕緣破壞也不會將電源短路。選用可靠的元件；（機(jī)械和電氣壽命長、結(jié)構(gòu)堅(jiān)實(shí)、動(dòng)作可靠、抗干擾性能好的電器）；具體線路設(shè)計(jì)中注意以下幾點(diǎn)：1.正確連接電器的觸點(diǎn)：共九十四頁2正確連接(linji)電器的線圈 交流控制電路中不能串聯(lián)接入二個(gè)電器的線圈，即使(jsh)外加電壓是兩個(gè)線圈額定電壓之和，也不允許。原因： 線圈上電壓與線圈阻抗成正比；兩個(gè)電器動(dòng)作總是有先有后，不可能同時(shí)吸合。 假如KM2先吸合，由于KM2的磁路閉合，線圈的電感顯著增加，該線圈上的電壓降也相應(yīng)增大；從而使KM1的線圈電壓達(dá)不到動(dòng)作電壓。 二個(gè)電器需同時(shí)動(dòng)作時(shí)，其線圈應(yīng)該并聯(lián)連接。共九十四頁 是一個(gè)具有指示燈和熱保護(hù)的

11、正反轉(zhuǎn)電路。在正常工作時(shí)，能完成(wn chng)正反向起動(dòng)、停止和信號指示。 但當(dāng)熱繼電器K動(dòng)作時(shí)，線路就出現(xiàn)了寄生電路，如圖虛線所示，使正向接觸器KM1不能釋放，起不了保護(hù)作用。3在控制線路中應(yīng)避免出現(xiàn)寄生電路： 控制線路的動(dòng)作過程中，意外(ywi)接通的電路叫寄生電路(或叫假回路)。共九十四頁6. 對重要設(shè)備考慮必要的連鎖：在頻繁操作的可逆線路中，正、反向接觸器之間不僅要有電氣連鎖，而且要有機(jī)械連鎖。7. 設(shè)計(jì)的線路應(yīng)能適應(yīng)所在電網(wǎng)情況：根據(jù)電網(wǎng)容量的大小，電壓、頻率的被動(dòng)范圍以及允許的沖擊電流數(shù)值等決定電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式是直接起動(dòng)還是間接起動(dòng)。8. 采用小容量繼電器的觸點(diǎn)來控制大容量接觸

12、器的線圈時(shí)，要計(jì)算繼電器觸點(diǎn)斷開和接通容量是否足夠。如果不夠必須加小容量接觸器或中間繼電器，否則(fuz)工作不可靠。4. 在線路中應(yīng)盡量避免許多電器(dinq)依次動(dòng)作才能接通另一個(gè)電器(dinq)的控制線路；5. 防止觸點(diǎn)競爭現(xiàn)象；共九十四頁3.5 電氣保護(hù)類型及實(shí)現(xiàn)(shxin)方法控制線路在事故情況下，保證操作人員、電氣設(shè)備、生產(chǎn)機(jī)械的安全；有效制止事故的擴(kuò)大。保護(hù)：過載、短路、過流、過壓、失壓等保護(hù)環(huán)節(jié)；有時(shí)還應(yīng)設(shè)有合閘、斷開、事故、安全等必須的指示(zhsh)信號。3.5.1 電流型保護(hù)大電流損壞的原因：引起的溫升超過絕緣材料的承受能力；基本原理：將保護(hù)電器檢測的信號，經(jīng)過變換或放

13、大后去控制被保護(hù)對象，當(dāng)電流達(dá)到整定值時(shí)保護(hù)電器動(dòng)作。共九十四頁（1）短路(dunl)保護(hù)要求迅速、可靠地?cái)嚅_電源；常采用熔斷器：主電路(dinl)采用三相四線制或三相三線制的供電電路(dinl)中，必須采用三相短路保護(hù)；當(dāng)主電機(jī)容量較小，其控制電路不需要另外設(shè)置熔斷器；若主電機(jī)容量較大，則控制電路一定要單獨(dú)設(shè)置短路保護(hù)路斷器。采用空氣自動(dòng)開關(guān)，既作為短路保護(hù)，又作為過載保護(hù)的電路。共九十四頁（2）過電流(dinli)保護(hù)KI電流值比短路時(shí)小，一般不超過2.5Ie(6)；常由不正確的啟動(dòng)和過大的沖擊性負(fù)載(fzi)引起；比發(fā)生短路的可能性要大，特別是頻繁起動(dòng)和正、反轉(zhuǎn)重復(fù)短時(shí)工作制的電動(dòng)機(jī)；要

14、求瞬時(shí)切斷電源；常由過電流繼電器與接觸器配合實(shí)現(xiàn)；避開正常起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流。共九十四頁返回(fnhu)失壓返回(fnhu)過電壓共九十四頁（3）過載(guzi)保護(hù)電動(dòng)機(jī)長期(chngq)超載運(yùn)行，繞組溫升超過允許值而損壞；負(fù)載的突然增加；缺相運(yùn)行；電網(wǎng)電壓降低等；運(yùn)行電流大于額定電流，通常在1.5Ie以內(nèi)；要求保護(hù)電器具有反時(shí)限特性（動(dòng)作時(shí)間隨電流的增加而減小）；采用熱繼電器與接觸器配合完成。共九十四頁（4）欠電流(dinli)保護(hù) 電路電流(dinli)低于整定值時(shí)動(dòng)作的保護(hù)，如弱磁保護(hù)（直流并勵(lì)、復(fù)勵(lì)電動(dòng)機(jī)）；實(shí)現(xiàn)：欠電流繼電器與接觸器配合；正常工作時(shí)，欠電流繼電器線圈吸合；處欠電流時(shí)：

15、欠電流繼電器線圈釋放；串入控制電流的KI觸點(diǎn)為“常開”觸點(diǎn)。共九十四頁（5）斷相保護(hù)(boh)斷相：電網(wǎng)故障；一相熔斷器熔斷； 異步電動(dòng)機(jī)將在缺相電源中低速運(yùn)轉(zhuǎn)或堵轉(zhuǎn)，定子電流很大，是造成電動(dòng)機(jī)絕緣及繞組燒損的常見故障之一；斷相時(shí)，相電流與線電流的變化：受負(fù)載的大小、繞組的結(jié)法等因素；差異較大：三角形聯(lián)結(jié)(linji)的電動(dòng)機(jī)：如負(fù)載在53一67之間，發(fā)生斷相故障，會出現(xiàn)故障相的線電流小于對稱性負(fù)載保護(hù)電流動(dòng)作值，但相繞組最大一相電流卻己超過額定值。采用專門為斷相運(yùn)行而設(shè)計(jì)的斷相保護(hù)機(jī)構(gòu)構(gòu)成的熱繼電器實(shí)現(xiàn)。共九十四頁圖334是一種電子式電動(dòng)機(jī)斷相、過載、短路保護(hù)電路原理圖。電路由斷相取樣、短路

16、取樣、電流取樣、延時(shí)、射極耦合雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、功率推動(dòng)晶體管v3、繼電器KM、直流穩(wěn)壓電源等部分組成。在正常運(yùn)行時(shí)，接觸器x工作，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)(ynzhun)。觸發(fā)器v1管的基極編入信號較小V1截止，v2和V3導(dǎo)通，使繼電器KM動(dòng)作，KM的常開觸頭閉合，將起動(dòng)共九十四頁3.5.2 電壓(diny)型保護(hù)電動(dòng)機(jī)或電器元件都是在額定電壓下才能正常工作；電壓過高、過低或者工作過程(guchng)中非人為因素的突然斷電，都可能造成生產(chǎn)機(jī)械的損壞或人身事故；在電氣控制線路設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)要求設(shè)置失壓保護(hù)、過電壓保護(hù)及欠電壓保護(hù)。共九十四頁（1）失壓保護(hù)(boh)失壓保護(hù)：電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，如果(rgu)因?yàn)殡娫?/p>

17、電壓的消失而停轉(zhuǎn)，為防止在電源電壓恢復(fù)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的自行起動(dòng)將造成人身事故或機(jī)械設(shè)備損壞而設(shè)置的保護(hù)。按鈕及接觸器控制電動(dòng)機(jī)的起停，有失壓保護(hù)功能；圖3.15若采用不能自動(dòng)復(fù)位的手動(dòng)開關(guān)、行程開關(guān)等控制接觸器，必須采用專門的零壓繼電器。共九十四頁關(guān)鍵：控制電路必須先接通零壓繼電器K。起動(dòng)：S先置0，則K通電并自鎖S置工作位置1（或2） KM通電，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)；斷電：K及KM釋放電機(jī)停轉(zhuǎn)；電源恢復(fù)：K釋放，所以(suy)無法自行起動(dòng)零壓保護(hù)必須先將S置0位后，才能重新起動(dòng)共九十四頁（3）過電壓保護(hù)(boh)實(shí)現(xiàn)： 電磁式過電壓繼電器KV與接觸器配合；圖3.15 直流電磁式結(jié)構(gòu)、電感量大的負(fù)載，可設(shè)置

18、(shzh)相應(yīng)的泄放回路進(jìn)行過電壓保護(hù)。（2）欠電壓保護(hù) 電網(wǎng)電壓降到 (60一80) Ue時(shí)，要求能自動(dòng)切除電源而停止工作，這種保護(hù)稱為欠電壓保護(hù)。共九十四頁電動(dòng)機(jī)在電網(wǎng)電壓降低(jingd)時(shí)，電動(dòng)機(jī)電流將增加；若電網(wǎng)電壓降低到60Ue ，各類交流接觸器、繼電器處于抖動(dòng)狀態(tài)并產(chǎn)生很大噪聲，線圈電流增大，甚至過熱造成電器元件和電動(dòng)機(jī)的燒毀。 實(shí)現(xiàn)：采用接觸器及按鈕控制方式時(shí)，利用接觸器本身的欠電壓保護(hù)作用；采用低壓斷路器；專門的欠電壓保護(hù)電磁式電壓繼電器來進(jìn)行： 方法：將電壓繼電器線圈跨接在電源上，其常開觸頭中接在接觸器控制回路中；當(dāng)電網(wǎng)電壓低于整定值時(shí)，電壓繼電器動(dòng)作便接觸器釋放。共九十

19、四頁3.5.3 其他(qt)保護(hù)位置保護(hù)(boh)：越位、極限保護(hù)(boh)；速度保護(hù)溫度、壓力、流量共九十四頁3.6 電氣控制系統(tǒng)的一般(ybn)方法 電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：確定拖動(dòng)方案、選擇電機(jī)容量和設(shè)計(jì)電器控制線路。 電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法通常有兩種：一般設(shè)計(jì)法（經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法）：根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，利用各種典型的線路環(huán)節(jié)，直接設(shè)計(jì)控制線路。比較簡單；設(shè)計(jì)人員必須熟悉大量的控制線路、掌握多種典型線路的設(shè)計(jì)資料、同時(shí)具有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)；經(jīng)過多次反復(fù)地修改、試驗(yàn)，才能使線路符合設(shè)計(jì)的要求；設(shè)計(jì)出來(ch li)的線路可能不是最簡；所用電器及觸點(diǎn)不一定最少；不一定是最佳方案。共九十四頁邏輯設(shè)計(jì)法根據(jù)生

20、產(chǎn)工藝的要求，利用邏輯代數(shù)來分析、設(shè)計(jì)線路的；該方法設(shè)計(jì)的線路比較合理，特別適合(shh)完成較復(fù)雜的生產(chǎn)工藝所要求的控制線路；邏輯設(shè)計(jì)法相對難度較大，不易掌握；下節(jié)介紹。 本節(jié)介紹一般設(shè)計(jì)法。共九十四頁一般(ybn)設(shè)計(jì)法靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，因而(yn r)靈活性很大；初步設(shè)計(jì)出的線路可能是幾個(gè)，要加以比較分析，甚至要通過實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證，才能確定比較合理的設(shè)計(jì)方案；沒有固定模式，通常先用一些典型線路環(huán)節(jié)拼湊起來實(shí)現(xiàn)某些基本要求；根據(jù)生產(chǎn)工藝要求逐步完善其功能，并加以適當(dāng)?shù)穆?lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)。共九十四頁3.6.1 龍門刨床橫梁升降自動(dòng)控制線路(xinl)設(shè)計(jì)在龍門刨床(或立車)上裝有橫梁機(jī)構(gòu)，刀架裝在

21、橫梁上，隨加工件大小不同橫梁需要沿立柱上下移動(dòng)；橫梁升降電機(jī)安裝在龍門頂上，通過蝸輪傳動(dòng)，使立柱上的絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，通過螺桿使橫梁上下移動(dòng) ；在加工過程中，橫梁又需要保證(bozhng)夾緊在立柱上不允許松動(dòng)； 橫梁夾緊電機(jī)通過減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)夾緊螺桿，通過杠桿作用使壓塊將橫梁夾緊或放松。共九十四頁橫梁(hn lin)機(jī)構(gòu)對電氣控制系統(tǒng)的要求：保證橫梁能上下移動(dòng)；夾緊機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)橫梁的夾緊或放松；橫梁夾緊與橫梁移動(dòng)之間必須有一定的操作程序：按向上(xingshng)、向下移動(dòng)按鈕后，先使夾緊機(jī)構(gòu)自動(dòng)放松；橫梁放松后，自動(dòng)轉(zhuǎn)換到向上或向下移動(dòng)；移動(dòng)到需要位置后，松開按鈕，橫梁自動(dòng)夾緊，夾緊后電機(jī)自動(dòng)停止運(yùn)動(dòng)

22、。共九十四頁具有上、下行程的限位保護(hù)。橫梁夾緊與橫梁移動(dòng)之間及正、反向運(yùn)動(dòng)之間具有必要(byo)的聯(lián)鎖。共九十四頁（1）設(shè)計(jì)主電路：橫梁移動(dòng)和橫梁夾緊需用二臺異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)；電動(dòng)機(jī)必須能實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，因此采用四個(gè)接觸器（KM1、KM2和KM4、KM3）分別(fnbi)控制移動(dòng)電機(jī)M1、和夾緊電機(jī)M2的正反轉(zhuǎn)。（2）設(shè)計(jì)基本控制電路：四個(gè)接觸器具有四個(gè)控制線圈；只能用二只點(diǎn)動(dòng)按鈕去控制移動(dòng)和夾緊的二個(gè)運(yùn)動(dòng)，所以需要通過二個(gè)中間繼電器K1和K2進(jìn)行控制；根據(jù)生產(chǎn)對控制系統(tǒng)所要求的操作程序可以設(shè)計(jì)出草圖；共九十四頁還不能實(shí)現(xiàn)在橫梁放松后才能自動(dòng)向上或向下；也不能在橫梁夾緊后使夾緊電機(jī)自動(dòng)停止；恰當(dāng)?shù)剡x

23、擇(xunz)控制過程中的變化參量，實(shí)現(xiàn)上述自動(dòng)控制要求。共九十四頁3選擇控制參量、確定(qudng)控制原則反映橫梁放松的參量：時(shí)間參量：行程參量：更直接反映放松程度，用行程開關(guān)s1進(jìn)行控制；橫梁開始放松；當(dāng)壓塊壓合S1，其常閉觸點(diǎn)斷開接觸器線圈KM4失電，停止放松；同時(shí)S1常開觸點(diǎn)接通向上(xingshng)或向下接觸器KM1或KM2。邏輯設(shè)計(jì)法共九十四頁邏輯設(shè)計(jì)共九十四頁反映(fnyng)夾緊程度的參量：行程(xngchng)：當(dāng)夾緊機(jī)構(gòu)磨損后，測量就不精確；時(shí)間：更不易調(diào)整準(zhǔn)確；反映夾緊力的電流：最適宜在夾緊電機(jī)夾緊方向的主電路中串聯(lián)接入一個(gè)電流繼電器K3，其動(dòng)作電流可整定在兩倍額定電

24、流左右；當(dāng)加緊后主電路電流增大，K3動(dòng)作；K3常閉觸點(diǎn)應(yīng)該串接在KM3接觸器（加緊）電路中；加緊后K3動(dòng)作，切斷KM3，停止加緊。共九十四頁橫粱移動(dòng)停止后，能自動(dòng)加緊： 橫粱上、下移動(dòng)停止后，夾緊電機(jī)立即起動(dòng)，因起動(dòng)電流較大，K3將動(dòng)作，使KM3又失電：避免措施：采用S1常開觸點(diǎn)短接K3常閉觸點(diǎn)。 KM3接通動(dòng)作后，則依靠其輔助觸點(diǎn)自鎖；電流由起動(dòng)電流減小為正常，K3復(fù)位，其觸點(diǎn)常閉閉合，繼續(xù)加緊；一直到夾緊力增大(zn d)到K3動(dòng)作后，KM3才失電，自動(dòng)停止夾緊電動(dòng)機(jī)的工作。共九十四頁4. 設(shè)計(jì)聯(lián)鎖(lin su)保護(hù)環(huán)節(jié)： 主要是將反映相互關(guān)聯(lián)運(yùn)動(dòng)的電器極點(diǎn)串聯(lián)或并聯(lián)接入被聯(lián)鎖運(yùn)動(dòng)的相應(yīng)

25、電器電路中。 K1和K2的常閉觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)橫梁移動(dòng)電機(jī)和夾緊電機(jī)正反向工作的聯(lián)鎖保護(hù)； 橫梁上下需要有限位保護(hù)，采用行程開關(guān)S2和S3；分別實(shí)現(xiàn)向上和向下限位保護(hù)；S1除了反映放松信號外，它還起到了橫粱移動(dòng)和橫粱夾緊間的聯(lián)鎖控制。共九十四頁5線路的完善和校核： 初步設(shè)計(jì)完畢后，可能還有不合理的地方，應(yīng)仔細(xì)校核： 進(jìn)一步簡化以節(jié)省觸點(diǎn)數(shù)，節(jié)省電器間連接線等等； 特別(tbi)對照生產(chǎn)要求再次分析所設(shè)計(jì)線路是否逐條予以實(shí)現(xiàn)； 線路在誤操作時(shí)是否會產(chǎn)生事故。 一般的電器控制線路均可按上述方法進(jìn)行設(shè)計(jì) 完整的橫粱移動(dòng)和夾緊控制線路如圖3.20所示。共九十四頁龍門刨床橫梁升降(shngjing)工作過程回顧

26、圖3.204個(gè)階段：按下SB1或SB2，K1或K2通電；KM4通電，進(jìn)入放松狀態(tài)；放松到位，S1接通，KM1或KM2通電，橫梁上升或下降；上升或下降到位后，松開按鈕，K1或K2常閉觸點(diǎn)閉合，S1常開觸點(diǎn)仍閉合，KM3接通，進(jìn)入加緊；加緊電機(jī)起動(dòng)后，電流恢復(fù)正常，K3常閉復(fù)位，KM3持續(xù)通電，直到加緊電機(jī)電流增大使K3動(dòng)作(dngzu)，KM3斷電，線路停止工作。共九十四頁第二階段：放松到位 如果按鈕按下的時(shí)間(shjin)很短，橫梁未放松到位，易出現(xiàn)事故：改進(jìn)： 將KM4的常開觸點(diǎn)并聯(lián)在K1、K2兩端； 一旦放松，必連續(xù)放松到位。共九十四頁3.6.2 皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制線路(xinl)設(shè)計(jì)由多

27、條皮帶組成多層交叉連續(xù)(linx)工作的皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)，由多個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；共九十四頁皮帶運(yùn)輸機(jī)電氣控制線路設(shè)計(jì)(shj)方法（1）皮帶運(yùn)輸機(jī)對電氣控制系統(tǒng)提出的要求(yoqi)延時(shí)起動(dòng)預(yù)警：起動(dòng)時(shí)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警信號，然后主機(jī)起動(dòng)；避免重載起動(dòng)：起動(dòng)順序：3 2 1每個(gè)皮帶機(jī)起動(dòng)之間有一定的時(shí)間間隔；停機(jī)后無貨物滯留：停機(jī)順序： 1 2 3；每個(gè)皮帶機(jī)停機(jī)之間有一定的時(shí)間間隔。共九十四頁（2）皮帶(p di)運(yùn)輸機(jī)的電氣控制線路設(shè)計(jì)（1）主電路的設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)類型的選擇：長期工作，不需調(diào)速，不要反轉(zhuǎn)；但事故情況下，可能重載起動(dòng)，需起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大； 所以采用3臺異步電動(dòng)機(jī)；起動(dòng)、制動(dòng)選擇：不需同時(shí)(tngsh

28、)起動(dòng)，對電網(wǎng)沖擊不大，可直接起動(dòng)；不經(jīng)常起、制動(dòng)且不需準(zhǔn)確停車：不制動(dòng)，自由停車；保護(hù)：短路保護(hù)（熔斷器）；過載保護(hù)（熱繼電器）共九十四頁（2）設(shè)計(jì)(shj)基本控制電路起動(dòng)、停止、預(yù)警功能(gngnng)的實(shí)現(xiàn)：3個(gè)接觸器、時(shí)間繼電器；手動(dòng)起、停共九十四頁（3）設(shè)計(jì)(shj)控制線路的特殊部分（1）選擇過程參量，確定控制原則：起動(dòng)、停止(tngzh)時(shí)： 行程參量是直接過程參量（難測量） 每個(gè)皮帶機(jī)起動(dòng)、停止之間有一定的時(shí)間間隔；預(yù)警功能 采用時(shí)間原則控制；共九十四頁時(shí)間繼電器數(shù)量的選擇：由工藝所需的延時(shí)間隔決定；預(yù)警：1個(gè)起動(dòng)：2個(gè)延時(shí)間隔停止：2個(gè)延時(shí)間隔雖延時(shí)時(shí)間相同，但延時(shí)起點(diǎn)(q

29、din)不同，故不能合用：需5個(gè)時(shí)間繼電器。共九十四頁延時(shí)起點(diǎn)(qdin)和延時(shí)時(shí)間的確定延時(shí)時(shí)間：由工藝決定；延時(shí)起點(diǎn)：首先KT1延時(shí)預(yù)警；KT1延時(shí)到KT2、KT3同時(shí)通電 KT2：延時(shí)時(shí)間工藝決定； KT3：延時(shí)時(shí)間KT2延時(shí)+工藝要求時(shí)間；KT2、KT3不同時(shí)通電：通電延時(shí)、斷電延時(shí)的選擇：時(shí)間繼電器有常開、常閉觸點(diǎn)：通電延時(shí)可完成所有功能；但斷電延時(shí)可簡化停車電路：起動(dòng)：通電延時(shí)繼電器；停止：斷電延時(shí)繼電器。共九十四頁共九十四頁連鎖保護(hù)(boh)環(huán)節(jié):自鎖：KT1、KM2、KM3；共九十四頁線路(xinl)的校核預(yù)警功能：按下SB1，YV報(bào)警器起動(dòng)：KM3KM2 KM1停車(tng

30、ch)：按下SB2， KM1 KM2KM3保護(hù)電路：熔斷器：短路保護(hù)；熱繼電器：過載保護(hù)；共九十四頁（3）“缺一”故障(gzhng)保護(hù)控制“缺一”故障：多個(gè)執(zhí)行元件共同執(zhí)行一個(gè)任務(wù)，當(dāng)任何一臺設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，全系統(tǒng)必須立即停車；否則(fuz)物料堆積在發(fā)生故障的皮帶處；共九十四頁“缺一”故障(gzhng)保護(hù)控制線路控制n臺電動(dòng)機(jī)檢測元件：n個(gè)接觸器的常閉觸點(diǎn)組成的“或”門；故障(gzhng)控制信號：故障(gzhng)繼電器K；電笛DD、信號燈LD；起動(dòng)：雙層起動(dòng)按鈕SB2、SB4；KMn整個(gè)系統(tǒng)的自鎖；KT為故障保護(hù)做好準(zhǔn)備；故障時(shí)；任一接觸器故障，K通電；LD、DD通電報(bào)警（S手動(dòng)開關(guān)

31、）；KM失電，切斷電源電路；KT延時(shí)結(jié)束后，報(bào)警信號斷電；共九十四頁3.7 電氣控制線路(xinl)的邏輯設(shè)計(jì)方法如何運(yùn)用邏輯代數(shù)進(jìn)行電氣線路(xinl)設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)更合理；所用的元件數(shù)量最少；難度大，適用于復(fù)雜控制線路設(shè)計(jì)共九十四頁3.7.1 利用邏輯函數(shù)(hnsh)化簡簡化電路例3.1 共九十四頁邏輯函數(shù)(hnsh)化簡電路時(shí)應(yīng)注意的問題注意觸點(diǎn)容量(rngling)的限制：化簡后的觸點(diǎn)容量(rngling)是否足夠；圖3.8 P56注意線路的合理性、可靠性：在電器有多余觸點(diǎn)的情況下，不必強(qiáng)求化簡來節(jié)約觸點(diǎn)熟練（充分發(fā)揮元件的作用，讓線路的邏輯功能更加明確）。共九十四頁3.7.2 繼電接觸器

32、線路的邏輯(lu j)函數(shù)繼電接觸器開關(guān)(kigun)邏輯函數(shù)的一般表達(dá)式兩種電機(jī)起、保、停線路的邏輯函數(shù)表達(dá)式開啟從優(yōu)式 圖3.20 KM3關(guān)斷從優(yōu)式（安全角度出發(fā)，一般選擇） 共九十四頁邏輯函數(shù)的一般表達(dá)式開啟約束信號X開約：當(dāng)開啟的轉(zhuǎn)換主令信號不只一個(gè)，還需具備其他條件才能開啟時(shí)：開啟信號為X開主；其他條件稱開啟約束信號X開約X開主、X開約是“與”的邏輯關(guān)系。（為1）關(guān)斷約束信號：當(dāng)關(guān)斷信號不止一個(gè)，要求其他幾個(gè)條件都具備才能關(guān)斷時(shí)：關(guān)斷信號用X關(guān)主；其他條件稱為(chn wi)關(guān)斷的約束信號X關(guān)約；X關(guān)主、 X關(guān)約是“或”關(guān)系（“o”狀態(tài)是關(guān)斷狀態(tài)）。（3.3）（3.4）共九十四頁邏輯

33、函數(shù)(hnsh)的簡單表達(dá)式當(dāng) 均為長信號時(shí)，一般不需要自鎖，當(dāng)約束(yush)信號不存在時(shí)，邏輯函數(shù)的最簡表達(dá)式：（3.5）（3.6）共九十四頁（2）開啟信號(xnho)和關(guān)斷信號(xnho)的選擇形式開啟線：邏輯函數(shù)的狀態(tài)(zhungti)由“0”變“1”的界線；關(guān)斷線：邏輯函數(shù)的狀態(tài)由“1”變“0”的界線；X開(/關(guān))主：常開(/閉)觸點(diǎn)（主令信號由常態(tài)變?yōu)槭芗ぃ?；X開（/關(guān)）主：常閉(/開)觸點(diǎn)（主令信號由受激變?yōu)槌B(tài)）；X開約：開啟線附近為1；自鎖環(huán)節(jié)：在開啟、關(guān)斷邊界內(nèi)，不能保持“1”狀態(tài)。共九十四頁例：某動(dòng)力頭主軸電機(jī)控制(kngzh)線路設(shè)計(jì)要求：滑臺停在原位S1時(shí)，主軸電機(jī)起

34、動(dòng)，進(jìn)給(jn i)到位置S2時(shí)才允許停止主軸電機(jī)；起動(dòng)按鈕SB1，停止按鈕SB2；可用式（3.3）或式（3.4）設(shè)計(jì)線路。分析： X開主SB1 X開約 X關(guān)主 X關(guān)約=S1共九十四頁共九十四頁3.7.3 邏輯設(shè)計(jì)方法的一般(ybn)步驟與設(shè)計(jì)（1）邏輯設(shè)計(jì)法一般步驟：充分研究加工工藝過程，作出工作循環(huán)圖或工作示意圖；按工作循環(huán)圖作執(zhí)行元件節(jié)拍表及檢測元件狀態(tài)表轉(zhuǎn)換表；根據(jù)轉(zhuǎn)換表，確定中間記憶元件的開關(guān)邊界線，設(shè)置中間記憶元件；列寫中間記憶元件邏輯函數(shù)式及執(zhí)行元件邏輯函數(shù)式；根據(jù)邏輯函數(shù)式建立電路結(jié)構(gòu)圖；進(jìn)一步完善電路，增加必要的聯(lián)鎖、保護(hù)等輔助環(huán)節(jié)，檢查電路是否符合原控制要求，有無寄生回路(

35、hul)，是否存在觸點(diǎn)競爭現(xiàn)象等。共九十四頁 完成以上六步，則可得一張完整的繼電器控制原理圖。 若需實(shí)際制作，還需要：對原理圖上所有元件選擇具體型號 熱繼電器、過流繼電器、時(shí)間繼電器等需要按自動(dòng)控制的要求和具體的工藝循環(huán)去整定其動(dòng)作值；將原理圖編上線號，最后畫出裝配圖，完成設(shè)計(jì)(shj)任務(wù)。共九十四頁（2）用邏輯設(shè)計(jì)法進(jìn)行線路(xinl)設(shè)計(jì)例3.2 ：龍門刨床橫梁升降自動(dòng)控制線路設(shè)計(jì) 龍門刨床橫梁移動(dòng)：操作工人根據(jù)需要按上升或下降按鈕SB1或SB2。 首先橫梁夾緊電機(jī)M2向放松方向運(yùn)行，完全放松后碰S1行程開關(guān)，橫梁轉(zhuǎn)入上升或下降，即控制升降電機(jī)的接觸器KM1或KM2工作，到達(dá)需要位置時(shí)，

36、松開SB1或SB2 ，橫梁停止移動(dòng)，自動(dòng)(zdng)夾緊(即夾緊電機(jī)M2向夾緊方向運(yùn)行)，S1復(fù)位。當(dāng)夾緊力達(dá)一定程度時(shí)，過電流繼電器動(dòng)作，夾緊電機(jī)停止工作。圖 設(shè)計(jì)步驟：共九十四頁1）按工藝過程(guchng)列出工藝循環(huán)圖2）根據(jù)工作循環(huán)(xnhun)圖列出狀態(tài)表狀態(tài)表：按順序把各程序輸入信號(檢測元件)的狀態(tài)，中間元件狀態(tài)和輸出的執(zhí)行元件狀態(tài)用“0”、“1”表示出來，列成表格形式。 元件處于原始狀態(tài)為“0” ，受激狀態(tài)為“1” ；一個(gè)程序之內(nèi)狀態(tài)有變化，則用 表示。為了清楚起見，將使程序轉(zhuǎn)換的那些轉(zhuǎn)換主令信號單列一行，同時(shí)也在轉(zhuǎn)換主令信號轉(zhuǎn)換的程序分界線上以粗黑線表示。共九十四頁共九十四頁3)找出特征(tzhng)數(shù)特征數(shù)：各個(gè)程序中由檢測元件狀態(tài)(zhungti)構(gòu)成的二進(jìn)制共九十四頁4）決定(judng)待相區(qū)分組檢測元件的狀態(tài)決定了線路的輸出狀態(tài)，而檢測元件的狀態(tài)又由特種數(shù)來表征；同一程序中，特征數(shù)可以相同；但程序