电机与电气控制课程设计剖析

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1、电机与电气控制课程设计 教 案淮安信息职业技术学院第一讲 一、章节： 电气控制课程设计 课程设计任务安排及设计方法 二、教学目标 应知：课程设计要求及任务 应会：电气控制系统的设计方法 难点：电气控制系统的设计方法 三、教学方法： 结合实例讲授 四、教学过程： 1、介绍任务安排，分组选题 2、讲授电气控制系统的设计方法、设计思路及设计步骤 五、问题与讨论： 1、对所选课题的设计思路 六、考工必备 电气安装及布线原则 七、课后小结： 本次课让学生对本周的课程设计建立一个具体的认识，并组织自选题目和分工，便 于实训的正常进行。严谨 规范 求真 铸魂 2 电机与电气控制课程设计 第一讲 一、课程设计

2、的目的 电气控制课程设计的主要目的是：通过电气控制系统的设计实践，掌 握电气控制系统的设计方法、电器元件和电气控制线路的安装过程、设计 资料整理和电气绘图软件的使用方法。 在此过程中培养从事设计工作的整 体观念，通过较为完整的工程实践基本训练，为综合素质全面提高及增强 工作适应能力打下坚实的基础。 二、课程设计的要求 电气控制课程设计的要求是： 根据设计任务书中设备的工艺要求设计 电气控制线路，计算并选择电器元件。布置并安装电器元件与控制线路。 进行电气控制线路的通电调试， 排除故障。 达到工艺要求， 完成设计任务。 同时要求尽可能有创新设计，选用较为先进的电气元件。严格按照国家电 气制图标准

3、绘制相关图纸。选用合适的电气 CAD 制图软件，制作电气设 备的成套图纸与文件，以满足现代化电气工程的需要。 三、课程设计的目标 1基础知识目标 （1）理解电气线路的工作原理； （2）掌握常用电器元件的选用； （3）掌握根据工艺要求设计电气控制线路； （4）掌握电气控制线路的安装与调试； （5）掌握电气控制设备的图纸资料整理； （6）掌握计算机电气绘图软件使用。 2能力目标 （1）掌握查阅图书资料、产品手册和工具书的能力； （2）掌握综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力； （3）具有自学能力、独立工作能力和团结协作能力。严谨 规范 求真 铸魂 3 四、课程设计任务 1接受设计任务

4、书，选定课程设计课题。 2制订工作进度计划，进行人员分工，明确各阶段各人应完成的工 作。 3根据设计任务书分析电气设备的工艺要求，讨论最佳设计方案。 4设计电气控制线路，选择电器元件。 5绘制相关图纸（如：电气控制原理图、电器板元件布置图、电器 板接线图，控制面板布置图、控制面板接线图、互连接线图等）。制订材 料明细表（如：电气元件明细表、安装材料明细表等）。 6根据设计方案采购电器元件，并根据市场行情及时调整元器件型 号和材料种类。在满足设计要求前提下，兼顾设计方案的可行性。 7按照现有电控柜的尺寸，布置和安装电器元件，连接控制线路。 发现问题及时整改，作好更改记录。 8安全检查无误后通电调

5、试控制线路，排除故障。 9用电气CAD软件制作电气设备的成套图纸与文件，设计方案通过 调试验收后，输出打印结果。 10整理设计文件、图纸、资料，写出课程设计报告。报告内容包含 课程设计的目的和要求、设计任务书、设计过程说明、设备使用说明和设 计小结，列出参考资料目录。另外打印装订一本设备使用说明书，作为课 程设计报告的一个附件。 11总结设计过程中出现的问题，分析思考题，参加答辩，回答指导老师 提出的问题。 五、电气设计内容 1根据设计任务书制定控制方案。 2设计电气控制原理图，说明工作原理。 3计算选择电器元件，列出元器件明细表。 4设计安装图（布置图、接线图、互连图等）。 5安装调试设备。

6、 6编写设计说明书。 六、时间安排严谨 规范 求真 铸魂 4 序号 时间 （天） 内容安排 1 0.5 讲解设计目的、要求、方法，任务分工 2 0.5 讲解课题,制定设计方案、绘制草图 3 0.5 设计方案审核、绘制电气原理图 4 0.5 元器件选择、测试，绘制安装图，控制柜拆 卸 5 0.5 电控柜安装 6 0.5 电控柜安装 7 0.5 电控柜安装 8 0.5 检查线路、通电调试、故障排除 9 0.5 任务验收，答辩 10 0.5 写课程设计报告，答辩 总计 5 七、电气设计一般原则 在电气控制系统的设计过程中，通常应遵循以下几个原则： 1最大限度满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求。生

7、产机械 和生产工艺对电气控制系统的要求是电气设计的依据， 这些要求常常以工 作循环图、执行元件动作节拍表、检测元件状态表等形式提供。对于有调 速要求的场合，还应给出调速技术指标。其他如起动、转向、制动、照明、 保护等要求，应根据生产需要充分考虑。 2在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单、经济合理，不 要盲目追求高指标，造成不必要的高投资。 3妥善处理机械与电气关系。很多生产机械是采用机电结合控制方 式来实现控制要求的，要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用和维严谨 规范 求真 铸魂 5 护等方面协调处理好二者关系。 4正确合理地选用电器元件，以实用为原则。选用新型号电器可以 提高可靠性

8、，减小体积，尽可能不要选用旧型号电器。 5确保电气设备安全性、可靠性高，兼顾设备使用和维护方便。 八、电气原理设计 电气设计分为原理设计和工艺设计两部分。首先进行原理设计，画出 电气控制原理图， 满足设备的控制要求。 然后再从安装工艺角度加以说明， 即工艺设计，满足设备的制造和使用要求。 电气原理设计又分为分析设计法和逻辑设计法： 1分析设计法 分析设计法是根据生产工艺要求，选择适当的基本环节（典型控制电 路）或经过考验的成熟电路，按各部分的连锁条件组合起来，加以补充和 修改，综合成满足控制要求的完整电路。由于这种设计方法是以熟练掌握 各种电气控制典型电路和具备一定的阅读分析各种电气控制电路的

9、经验 为基础，所以又称为经验设计法。这种方法为一般工程技术人员所常用。 2逻辑设计法 逻辑设计法是利用逻辑代数这个数学工具来进行电路设计。 根据设备 的工艺要求， 将执行元件需要的工作信号以及主令电器的接通与断开看成 逻辑变量，并根据控制要求将它们之间的关系用逻辑函数来表达，然后再 运用逻辑函数基本公式和运算规律进行简化，使之成为需要的最简“与、 或”关系式。根据最简关系式画出相应的电路结构图，最后再作进一步的 检查和完善，获得需要的控制电路。 原理设计中应注意以下几个问题： 1控制电压按控制要求选择，符合标准等级。在控制线路简单，不 需经常操作，安全性要求不高时，可以直接采用电网电压，即交流

10、 380V 或 220V。当考虑安全要求时，应采用控制变压器将控制电路与主电路电 气上隔离开。照明电路采用36V安全电压。带指示灯的按钮采用6.3V电 压。晶体管无触点开关一般需要直流 24V 电压。对于微机控制系统应注 意弱电电源与强电电源之间的隔离，不能共用零线，以免引起电源干扰。 2尽可能减少电气元件品种、规格与数量。便于维修和更换，降低 成本。3正常情况下，尽可能减少通电电气数量，以利于节约能源，延长严谨 规范 求真 铸魂 6 电气元件寿命，减少故障。 4合理使用电器触点。接触器、时间继电器往往触点不够用，可以 增加中间继电器来解决。 5合理安排电器触点。避免因电器动作时间有差别，造成

11、“触点竞 争” 。避免因操作不当，造成“误动作” 。避免因某个元器件损坏，造成“短 路” 。避免出现“寄生回路” 。 6设置必要的短路、过载保护，防止故障进一步扩大。 7设置必须的急停或总停按钮，以防万一出现故障时，切断整个控 制回路，进而切断主电源。 8设置必要的手动控制线路，方便设备调试和维修。 9设置必要的指示灯、电压表、电流表，随时反映系统运行状态， 及时发现故障。淮安信息职业技术学院教案首页 7 第二讲 一、章节： 电气控制课程设计 电气控制课程设计基本知识 二、教学目标： 应知：设计电路实施的工艺流程 应会：常用低压电器的原理、测试和使用方法及元器件的选用原则 难点：常用低压电器的

12、原理、测试和使用方法 提高：分析元器件故障点及原因 三、教学方法： 讲授、实物演示、指导操作 四、教学过程： 1、结合实例介绍电路实施的工艺流程 2、结合实物讲解元器件相关知识，学生动手测试元器件 五、问题与讨论： 1、元器件故障的分析方法 2、设计电路实施的注意事项 六、考工必备 常用低压电器元件的使用和测试 六、课后小结： 本次课作为元器件复习课，重在让学生掌握元件的原理、测试和应用。通过让学生 自己动手测试，动脑分析，使学生对其有更深刻的认识。严谨 规范 求真 铸魂 8 电机与电气控制课程设计 第二讲 一、常用低压电器元件的原理及使用方法回顾 理论知识回顾：各常用元件的结构、工作原理、

13、作用及图形符号。 实践测试：1 应用万用表、稳压电源等测试各 元件的触点情况和工作特性。 （基本要求） 2 检测元件好坏，找出故障元件的 故障点，尝试维修。 （提高要求） 1、开关类电器 （1）刀开关（闸刀开关） a、作用：不频繁地接通和分断小容量的低压线路 b、安装注意点：1、瓷底应与地面垂直，闸刀的手柄一定要向上安装。 2、它的上端接电源线，下端接负载。 C、符号 （2）转换开关（组合开关） a、作用：控制小容量异步电动机的不频繁起动和正反转、星三角起动 等。 QS QS QS 或 QS QS （a） （b）严谨 规范 求真 铸魂 9 b、符号 （3）自动开关（自动空气断路器） 功能： a

14、、通断电路。 b、多种保护功能，短路、过载、欠流保护。 符号： （4）漏电保护器（漏电保护自动开关） 功能：主要用于当发生人身触电或漏电时，能迅速切断电源，还兼有 过载、短路保护，用于不频繁起、停电动机。 原理：以电磁式电流型漏电保护器为例。 正常工作，流过零序电流互感器电流和为零。 漏电或触电时，电流和不为零，该电流经过人体、大地构成回路。 零序电流互感器二次侧感应出电流，该电流达到一定值时，脱扣器动作。 分断主电路。 2、主令电器 发出指令信号，并通过继电器、接触器，其他电器的动作通断控制电 路。 （1）按钮 QF严谨 规范 求真 铸魂 10 类型：是一种手动的可以自动复位的主令电器。 通断5A以下小电流电路。 分类：停止按钮，动断，红色。 起动按钮，动合，绿色。 复式按钮。 结构：常闭（动断）触点、常开（动合）触点、复位弹簧、按钮帽。 符号： （2）行程开关（限位开关、位置开关） 原理：利用生产机械运动部件的碰撞，使其内部触点动作，分断和切 换电路 符号： （3）万能转换开关 特点：挡位多，触点多，可控制多个电路。有万能之称。 结构：有多层凸轮及与之对应的触点底座叠装而成。 使用：操作时，手柄带动转轴与凸轮同步转动，凸轮的转动即可驱动 触点系统的分断与闭合 符号： QS SB