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1、第六章 电气操纵线路的设计第一节 学习目的和要求一、学习目的1.理解电气操纵线路的设计要求。2.纯熟掌握电气操纵线路的一般设计方法。3.掌握电气操纵线路设计拖动方案和电动机的选择依照。4.纯熟掌握电气操纵线路设计中电器元件的选择方法。5.理解电气设备施工设计的内容和过程。二、参考课时第一章授课内容总学时理论学时实训学时第一节设计的根本原则和内容116第二节电气操纵线路的设计方法3第三节电气操纵线路设计中的电动机选择3第四节电气操纵线路设计中的元器件选择3第五节消费机械电气设备施工设计2合 计281216三、学习要求1学会灵敏运用所学知识，在满足消费机械工艺要求的前提下，设计出运转平安可靠的电气
2、操纵线路。2能考虑调试与维修的要求，设计方案能操作容易、维修方便。3学会线路优化，使设备投资费用节约。 第二节 学习与训练指导本章要点l 电气操纵线路设计的原则和内容l 电气操纵线路设计的方法l 拖动方案和操纵方案确实定原则l 元器件的选择方法本章难点l 电气操纵线路的设计与优化一、设计的根本原则和内容（一） 重点内容：本节重点学习电气操纵线路设计的根本内容，即确定电力拖动方案、设计消费机械电力拖动自动操纵线路、选择拖动电机及电气元件、进展消费机械电力装备施工设计、编写消费机械电气操纵系统的电气说明书与设计文件。在进展电力拖动方案确实定时，应遵照有关原则进展选择。应当考虑电动机的调速特性与负载
3、特性相习惯，以求得电动机充分合理的应用；依照消费机械的调速要求如调速范围、调速平滑性、机械特性硬度、转速调理级数及工作可靠性等方面来选择适宜的拖动方案；在满足技术指标的前提下，进展经济比拟，最后确定最正确方案。设备的电气操纵方法非常多，有继电器接触器的有触点操纵，有无触点逻辑操纵，有可编程序操纵器操纵、计算机操纵等。总之，合理地确定操纵方案，设计实现、简便、可靠、经济、适用的电力拖动操纵系统的重要前提。应考虑以下几个方面：1操纵方式与拖动需要相习惯。操纵方式并非越先进越好，而应该以经济效益为标准。2操纵方式与通用化程度相习惯。关于某些加工一种或几种零件的专用机床，它的通用化程度非常低，但它能够
4、有较高的自动化程度。3操纵方式应最大限度满足工艺要求。依照加工对象的工艺要求，操纵线路应具有自动循环、半自动循环、手动调整、紧急快退、保护性连锁、信号指示和毛病诊断等功能，以最大限度满足工艺要求。4操纵电路的电源应当可靠。简单的操纵电路可直截了当用电网电源，元件较多、电路较复杂的操纵装置，可将电网电压隔离降压，以降低毛病率。妨碍方案确定的要素非常多，最后选定方案的技术水平和经济水平，取决于设计人员的设计经历和设计方案的灵敏运用。（二） 学习方法：1以满足消费过程中机械加工工艺的要求为切入点，理解设计前必须做的预备工作，即对消费设备的主要工作功能、构造特点、实际工作情况做充分的理解，做到心中有数
5、。2明确电气操纵线路设计所包含的工作。3在总体方案正确的前提下，确定电力拖动方案和操纵方案。借鉴已经获得成功的通过消费实践检验的设备或消费工艺列出几种可选方案，依照条件和工艺要求进展选择。（三） 训练要点：依照给定课题，练习在设计前对课题中的设备操纵系统作全面的理解，认真作好调查研究工作，按所学内容，遵照给定原则，进展电力拖动方案和操纵方案确实定。（四）、考前须知：1在尽可能满足机械设备和工艺要求的根底上，保证电气操纵系统稳定、可靠地工作。消费过程中，对机械设备电气操纵系统的可靠性和稳定性提出非常高的要求，在强弱电结合的操纵系统中，应充分考虑各种干扰的妨碍。2考虑设置各种必要的保护装置和连锁环
6、节，以确保操作人员和设备的平安。机械设备在运转中，由于电网毛病、电气元件损坏、操纵失灵或者误操作等要素，都可能造成人身事故或设备的损坏。在操纵方式选择和线路设计中必须充分预防这些要素造成的毛病。3充分考虑机械设备的调试与维修要求。比拟复杂、自动化程度高的操纵系统，含有非常多互相关联的运动部件和较多的信号检测与主令电器，既需要单独检查调整各个部分的动作，又需要检查一个工作周期中各个动作的配合情况，因而某些操纵系统需要考虑手动、自动循环操作、点动与长动操纵以及必要的信号显示，既便于调试，又有利于操作和维护。4尽量减少操纵线路的电流品种，操纵电源的电压等级应符合标准。操纵线路比拟简单的情况下，可直截
7、了当利用电网电压，即交流220V、380V供电，以省去操纵变压器，当操纵系统所用电器数量较多时，应采纳操纵变压器降低电压进展供电。照明、显示、及报警等电路应采纳平安电压。二、电气操纵线路的设计方法（一） 重点内容： 本节重点学习分析设计法，依照机械设备的工艺要求和工作过程，将现有的典型环节加以集聚，作适当的补充和修正，综合成所需要的电气操纵线路。要重点掌握设计时应当留意的咨询题，尽量防止发生过失，妨碍操纵线路的可靠性和工作功能。电气线路的一般设计顺序是：首先设计主电路，然后设计操纵电路。继电器-接触器操纵系统的操纵线路设计，常用的设计方法有逻辑设计法和分析设计法。分析设计法是依照机械设备的工艺
8、要求和工作过程，将现有的典型环节集聚起来，依照经历加以补充和修正，综合成所需要的操纵线路。有时候再找不到现成电路的情况下要进展部分电路或全部电路的自行设计。这种设计方法的主要缺点如下：（1）在发觉试画出来的线路达不到要求时，往往用增加电器元件或触点数量的方法加以处理，因而设计的线路往往不一定是最简单、最经济的。（2）设计中可能由于考虑不周发生过失，妨碍线路的可靠性或工作功能。尽管如此，关于一些比拟简单的操纵线路仍然采纳分析设计法，但关于一些比拟复杂的操纵线路则多用逻辑设计法。逻辑设计法是用真值表与逻辑代数式相结合对操纵线路进展综合分析，确实是参照在操纵要求中由设计人员给出的执行元件及主令电器的
9、工作状态表，找出执行元件线圈同主令电器触点间的逻辑关系，将主令电器的触点作为逻辑自变量，执行元件线圈作为逻辑应变量，写出有关逻辑代数式，最后依照逻辑式作出对应电路，由于逻辑代数式能够通过有关计算法则进展运算和化简，因而，逻辑设计法往往能得到功能一样，但简单优化的操纵电路。（二） 学习方法：1学习电气操纵线路设计常用的两种方法：经历设计法和逻辑设计法，掌握这两种设计法的内容和实际应用。2理解设计电路的反复修正和屡次优化的必要性、体会操纵线路不仅简单易行而且精确可靠的重要性。3通过学习电气操纵线路设计中各种必须引起留意的咨询题，防止在实际应用中重犯一样的错误。(三) 训练要点：1选择相对简单的设计
10、课题，进展设计练习。2对自行设计的操纵线路，进展电路的连接和调试，直至完成所要求的操纵功能。(四) 考前须知： 1关于比拟简单的操纵线路，而且电器元件也不多时，往往采纳交流380V或220V电压供电，不附加操纵电源变压器。如今动力电源电路中的过电压将直截了当引进操纵线路，不利于操纵电路中电器元件的可靠工作。同时操纵电路电压较高，也不利于维护与平安操作。 2电路设计中考虑完善的保护环节。3电路设计完成后，一定要反复分析检查，防止产生寄生回路，妨碍电路工作的可靠性。三、电气操纵线路设计中的电动机选择（一） 重点内容： 本节重点学习选择电动机的原则，即经济、合理、平安。选择指标包括电动机的品种、构造
11、方式、电动机的额定电流、电动机的额定转速、电动机的额定电压、电动机的额定功率，要考虑消费机械的调速要求，还要考虑电动机的工作环境。电动机的机械特性的选择中，应能满足机械设备提出的要求，要与负载机械特性相习惯，以保证一定负载下的转速稳定，并具有一定的调速范围和良好的起动、制动功能；在电动机的工作过程中，其额定功率能得到充分利用，即温升到达额定温升值。在电动机类型的选择中，优先考虑采纳构造简单、价格廉价、使用维护方便的三相交流异步电动机，如一般机床、自动消费线、传送带、风机及各类机泵等电力拖动场合，大量选用一般三相鼠笼式异步电动机；高起动转矩的三相鼠笼式异步电动机适用于某些纺织机械的压缩机及皮带运
12、输机等；关于调速要求不高的有级调速机械，可选用双速或三速鼠笼式异步电动机。近年来随着晶闸管变频调速技术的迅速开展，三相异步电动机在无级调速机械上的应用越来越多，使鼠笼式异步电动机的应用范围更加广泛。起动转矩大并有一定调速要求的机械设备，宜选用绕线式异步电动机；拖动功率大，又不要求调速的机械设备，一般采纳交流同步电动机，它具有效率高并能改善电网功率因数的优点。在要求调速范围大，调速功能好，并具有硬机械特性和起动转矩大的拖动系统中，一般都选用直流电动机。随着晶闸管交流技术的迅速开展和高功能大功率晶体管器件的不断出现，进一步扩大了直流电机的应用范围，数字化直流调速系统获得越来越多的使用。（二） 学习
13、方法：学习运用相关经历公式，对不同的设备确定合理的电动机的功率和转速。通过网络在线查找、使用手册、查看产品样本等多种方法进展比拟，正确选择电动机。（三） 训练要点：细心研究给定课题中的相关条件，尝试作相关计算，从有关指标、参数着手，考虑工作环境、供电电压等诸多要素合理选择电动机。（四） 考前须知：考虑工作环境选择电动机时，要特别留意在有爆炸危险、腐蚀性气体的场合，应选择防爆型和防腐型的电动机。四、 电气操纵线路设计中的元器件选择（一） 重点内容： 本节主要学习常用低压电器元件的选择方法。能够认识到正确合理地选择低压电器是电气系统平安运转、可靠工作的保证。依照各类电器在设备电器操纵系统中所处的不
14、同位置、所起的不同的作用，采纳不同的选择方法。1熔断器的选择熔断器的类型应满足电路要求；熔断器的额定电压应大于或等于电路的额定电压；熔断器的额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流。熔体的额定电流能够有以下几种选择：（1）关于阻性负载的保护，应使熔体的额定电流等于或稍大于电路的工作电流，即： ；（2）关于一台电动机的短路保护，考虑到电动机的起动冲击电流的妨碍，可按下式选择：；（3）关于多台电动机应按下式计算：IN使用熔断器时，关于螺旋式熔断器，将带色标的熔断管一端插入瓷帽，再将瓷帽连同熔管一起拧入瓷套，负载端接到金属螺纹壳的上接线端，电源线接到瓷座上的下接线端，并保证各处接触良好。还应当考虑熔体
15、材料，铅锡锌为低熔点材料，所制成的熔体不易熄弧，一般用在小电流电路中；银、铜、铝为高熔点材料，所制成的熔体容易熄弧，一般用在大电流电路中，当熔体已熔断或已严峻氧化，需要更换熔体时，还应留意使新换熔体和原来熔体的规格保持一致。接触器的选择正确地选择接触器确实是要使得所选用的接触器的技术数据，能满足操纵线路对它提出的要求，选择接触器可按以下步骤进展：（） 依照接触器的任务，确定用哪一系列的接触器；（）依照接触器所操纵电路的额定电压确定接触器的额定电压；（）依照被操纵电路的额定电流及接触器安装的条件来确定接触器的额定电流。如接触器在长期工作制下使用时，其负载才能应适当降低。这是由于在长期工作制下，触点的氧化膜得不到去除，使接触电阻增大，因而必须降低电流值以保持锄头的同意升温；（）一般情况下关于操纵主电路为交流的应采纳交流的操纵电路。电磁线圈的额定电压要与所接的电源电压相符，且要考虑平安和工作的可靠性。交流电磁线圈的电压等级有：36V、110 V、127 V、220 V和38
