繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)設計

時間：2022-10-01 00:06:32 電氣自動化畢業(yè)論文我要投稿

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　　繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)設計是小編為大家整理推薦的機電一體化的論文，歡迎大家閱讀哦!為大家推薦!

　　摘要：目前常用的生產(chǎn)機械仍應用繼電器接觸器控制系統(tǒng)，學會繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)的設計則至關重要，本文對繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)的設計進行了簡單的闡述，使大家對設計有了一定的了解。

　　關鍵詞：機床;電氣控制;設計

　　引言

　　隨著新產(chǎn)品、新技術(shù)的不斷發(fā)展，生產(chǎn)機械的控制已經(jīng)越來越趨于自動控制，但常用的生產(chǎn)機械目前仍應用繼電器接觸器控制系統(tǒng)。而生產(chǎn)機械種類繁多，其電氣控制設備各異，本文以機床電力裝備設計為主線，敘述電力拖動方案的選擇，電動機容量的計算，電氣控制電路的設計，常用電器元件的選擇以及機床電力裝備的施工設計等。

　　1 電氣控制系統(tǒng)設計的基本原則和主要內(nèi)容

　　任何一臺機械設備的結(jié)構(gòu)型式和使用功能與其電氣自動化程度有著十分密切的聯(lián)系，因此機床電氣設計應與機械設計同時進行并相互配合。對于電氣設計人員來說，必須對機床機械結(jié)構(gòu)、加工工藝有一定的了解，這樣才能設計出符合機床要求的電氣控制設備。

　　在電氣控制系統(tǒng)設計中，應最大限度地滿足生產(chǎn)機械對電氣控制的要求，在滿足控制要求的前提下，力求電氣控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟、便于操作、維修方便、安全可靠地工作。

　　機床電氣控制設計的基本內(nèi)容有：

　　1)確定電力拖動方案;

　　2)選擇電動機容量、結(jié)構(gòu)型式和容量;

　　3)設計機床電氣控制電路圖;

　　4)選擇機床電器，列出電器元件明細表;

　　5)繪制裝配圖和接線圖;

　　6)編寫設計計算說明書和使用說明書。

　　2 電力拖動方案的確定

　　電力拖動方案選擇是電氣設計主要內(nèi)容之一，也是電氣設計的基礎和先決條件。首先根據(jù)機床工藝要求和機床結(jié)構(gòu)及運動部件情況來選擇電動機的數(shù)量，然后根據(jù)機床各運動機構(gòu)的調(diào)速范圍來選擇調(diào)速方案。

　　2.1 拖動方式的選擇

　　電力拖動方式有單電機拖動與多電機拖動兩種。電力傳動發(fā)展的趨勢是電動機逐步接近工作機構(gòu)，形成多電動機的拖動方式。在具體選擇時，應根據(jù)工藝及結(jié)構(gòu)具體情況決定電動機數(shù)量。

　　2.2 調(diào)速方案的選擇

　　一般金屬切削機床的主運動和進給運動都要求具有一定的調(diào)速范圍。為此，可采用齒輪變速調(diào)速、液壓調(diào)速、雙速或多速電動機及電氣的無極調(diào)速等。在選擇調(diào)速方案時，可從以下幾點考慮：

　　1)重型或大型設備的主運動及進給運動，應盡可能采用無極調(diào)速。這有利于簡化機械結(jié)構(gòu)，減小齒輪箱體積，降低制造成本，提高機床效率。

　　2)精密機械設備如座標鏜床、精密磨床、數(shù)控機床等，為保證加工精度，便于自動控制，應采用電氣無極調(diào)速。

　　3)一般中小型設備如普通機床，在沒有特殊要求時，可選用經(jīng)濟、簡單、可靠的三相籠型感應電動機，配以適當級數(shù)的齒輪變速箱。有時為簡化結(jié)構(gòu)、擴大調(diào)速范圍，也可采用雙速或多速籠型感應電動機。在選用籠型感應電動機的額定轉(zhuǎn)速時，應滿足工藝條件要求，選用二級、四極或更低的同步轉(zhuǎn)速，以便簡化機械傳動鏈，降低齒輪減速箱的制造成本。

　　3 電動機的選擇

　　正確的選擇電動機具有重要意義，確定完電動機的數(shù)量后電動機的選擇包括電動機種類、結(jié)構(gòu)型式、額定轉(zhuǎn)速和額定功率的選擇。

　　3.1 電動機選擇的基本原則

　　1)電動機應滿足生產(chǎn)機械提出的有關機械特性的要求;

　　2)電動機在工作過程中，功率能被充分利用;

　　3)電動機的結(jié)構(gòu)型式適合周圍環(huán)境要求。

　　3.2 根據(jù)生產(chǎn)機械調(diào)速要求選擇電動機種類

　　感應電動機結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、維修方便，但啟動及調(diào)速性能不如支流電動機。因此在感應電動機能滿足生產(chǎn)需要的場合都應采用感應電動機，僅在啟動、制動和調(diào)速等方面不能滿足要求時才考慮選用直流電動機。今年來，越來越多的直流調(diào)速應用領域被交流調(diào)速所取代。

　　3.3 電動機型式的選擇

　　按生產(chǎn)機械不同工作制相應選擇連續(xù)、短時及斷續(xù)周期性工作制的電機。

　　按安裝方式不同分為臥式與立式兩種，一般選用臥式電動機，只有為簡化傳動裝置才選用立式電動機。

　　按不同工作環(huán)境選擇電動機的防護型式。開啟式適用于干燥及清潔的環(huán)境;防護式適用于干燥和灰塵不多，沒有腐蝕性和爆炸性氣體的環(huán)境;封閉式有自冷式、他冷式和封閉式三種，前兩種用于潮濕、多腐蝕性灰塵、易受風雨侵蝕的環(huán)境，后一種用于浸入水中的機械;隔爆式用于有爆炸危險的環(huán)境中。

　　3.4 電動機額定電壓的選擇

　　交流電動機額定電壓應與供電電網(wǎng)電壓一致;直流電動機的額定電壓也要與電源電壓相一致。

　　3.5 電動機額定轉(zhuǎn)速的選擇

　　對于額定功率相同的電動機，額定轉(zhuǎn)速越高，電動機尺寸、重量和成本越小。因此選用高速電動機較為經(jīng)濟，但由于生產(chǎn)機械所需轉(zhuǎn)速一定，電動機轉(zhuǎn)速越高，傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)速比越大，傳動機構(gòu)越復雜。因此應綜合考慮電動機與機械兩方面的多種因素來確定電動機的額定轉(zhuǎn)速。

　　3.6 電動機容量的選擇

　　電動機的容量反應了它的負載能力，它與電動機的容許溫升和過載能力有關。電動機容量的選擇有兩種方法：一種，是分析計算法;另一種，是調(diào)查統(tǒng)計類比法。所謂分析計算法是根據(jù)生產(chǎn)機械負載圖，在產(chǎn)品目錄上預選一臺功率相當?shù)碾妱訖C，再用此電動機的技術(shù)數(shù)據(jù)和生產(chǎn)機械負載圖求出電動機的負載圖。最后，按電動機的負載圖從發(fā)熱方面進行檢驗，并檢查電動機的過載能力是否滿足要求，如若不合格，則再選一臺電動機重新進行計算，直至合格為止。此法計算工作量大，負載圖的繪制較為困難。

　　調(diào)查統(tǒng)計類比法是在不斷總結(jié)經(jīng)驗的基礎上，選擇電動機容量的一種實用方法，但也有一定的局限性。它是將各國同類型先進的機床電動機容量進行統(tǒng)計和分析，從中找出電動機容量與機床主要參數(shù)間的關系，再依據(jù)我國的實際情況得出相應的計算公式。此外，還有另一種類比法，通過對長期運行的同類生產(chǎn)機械的電動機容量調(diào)查，并對機械主要參數(shù)、工作條件進行類比，然后再確定電動機的容量。

　　4 電氣控制電路圖的設計

　　生產(chǎn)機械電氣控制電路圖的設計有分析設計法與邏輯設計法。

　　分析設計法是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求選擇適當?shù)幕究刂骗h(huán)節(jié)或?qū)⒈容^成熟的電路按其聯(lián)鎖條件組合起來，并經(jīng)補充和修改，將其綜合成滿足控制要求的完整電路。當沒有現(xiàn)成典型環(huán)節(jié)運用時，可根據(jù)控制要求邊分析邊設計。

　　這種設計方法易于掌握，但不容易獲得最佳設計方案;當經(jīng)驗不足或考慮不周時會影響電路工作的可靠性，應反復審核電路工作情況，有條件時應進行模擬試驗，發(fā)現(xiàn)問題及時修改，直至電路動作準確無誤，滿足生產(chǎn)工藝要求為止。

　　邏輯設計法是利用邏輯代數(shù)這一數(shù)學工具設計電氣控制電路。它根據(jù)生產(chǎn)過程的工藝要求，將控制電路中的繼電器、接觸器線圈的通電與斷電，觸頭的閉合與斷開，主令元件的接通與斷開等，看作邏輯變量，用邏輯函數(shù)關系式表示它們之間的邏輯關系，再運用邏輯函數(shù)基本公式和運算規(guī)律，對邏輯函數(shù)進行化簡，按化簡后的表達式，畫出相應的電氣原理圖。

　　采用邏輯設計法的控制電路，能求得邏輯功能的最簡電路，但其整個設計過程較復雜。

　　5 常用控制電器的選用

　　在繼電器接觸器電氣控制電路設計完成后，便應著手選擇各種控制電器。正確合理地選擇電器元件是電氣控制電路安全、可靠工作的重要保證。

　　5.1 接觸器的選用

　　1)根據(jù)主觸頭接通或分斷電路的電流性質(zhì)來選擇直流還是交流接觸器;

　　2)根據(jù)接觸器所控制負載的工作任務來選擇相應使用類別的接觸器;

　　3)根據(jù)負載的功率和操作情況來確定接觸器主觸頭的電流等級;

　　4)根據(jù)被控電路電壓等級來選擇接觸器的額定電壓;

　　5)根據(jù)控制電路的電壓等級來選擇接觸器線圈的額定電壓等級。

　　5.2 熱繼電器的選用

　　1)根據(jù)電動機的接法選擇熱繼電器的類型。熱繼電器作電動機缺相保護時，若電動機為Y型接法選用普通型熱繼電器，對于Δ型接法的電動機，采用帶斷相保護的熱繼電器。

　　2)根據(jù)電動機的額定電流選擇熱繼電器的規(guī)格。