机床电气控制课件(7～8课)

机床电气控制技术

3继电接触器控制系统设计3.1电气设计的主要内容确定电气设计的技术条件和任务书；选择电力拖动与控制方案；选择电动机及其它电器元件，制定电器元件明细表；设计电气控制原理图；绘制机电设备的电气装配图和接线图；设计电气柜、操作台、电气安装板以及非标准电器和专用安装零件；编写设计计算说明书和使用说明书。一、电气设计的技术条件任务书中，除简要说明所设计的机电设备名称、型号、用途、工艺过程、技术性能、传动参数以及现场工作条件外，还须说明：用户供电电网的种类、电压、频率及容量；有关电力拖动的基本特性；有关电气控制的特性；有关操作方面的要求；机电设备主要电器元件的布置草图。二、电力拖动形式的选择1、传动方式单电机拖动（单独拖动）多电机拖动（分立拖动）2、调速性能(齿轮变速箱、液压调速（进给）、多速电机、无极调速)重型或大型设备：电气无级调速精密机械设备：电气无级调速一般中小型设备：①三相笼型异步电动机+齿轮变速箱；②双速或多速笼型异步电动机无极调速适用于重型或大型设备、精密机械设备、自动化程度比较高的设备、可选用可控硅直流调速系统或者交流变频调速一般中小型设备选用液压调速和齿轮箱调速二、电力拖动形式的选择3、负载特性机床主运动为恒功率负载，进给运动为恒转矩负载；电动机的调速特性应与负载特性相适应。双速异步电动机：△→YY为恒功率调速

Y→YY为恒转矩调速他励直流电动机：改变励磁为恒功率调速改变电压为恒转矩调速4、起动、制动和反向要求三、电气控制方式的选择1、可靠性系统应尽可能简化2、方案继电接触器可编程控制器（PLC）数控微机控制3、方式时间控制速度控制行程控制电流控制3.2电动机的选择一、电动机容量的选择电动机的额定容量由允许温升决定，选择电动机功率的依据是负载功率1、主拖动电动机容量的选择统计类比法分析计算法2、进给拖动电动机容量的选择进给拖动与主拖动共用一台电动机时，计算主拖动电动机功率即可；进给拖动采用单独电动机时，按快速移动所须功率选择。二、电动机额定电压的选择1、直流电动机（与电源电压相一致）直流发电机供电：常用220V或110V，大功率电动机可提高到600～800V，甚至1000V晶闸管整流装置供电：Z3型电动机增加160V、440V电压等级，Z2型电动机增加180V、340V、440V电压等级2、交流电动机（与供电电网电压相一致）一般车间电网电压为380V，因此，中小型异步电动机额定电压为220/380（△/Y联结）及380/600（△/Y联结）两种三、电动机额定转速的选择额定功率相同的电动机，额定转速愈高，其体积愈小，重量愈轻，价格愈低。因此，选用高速电动机较为经济。但机械传动机构复杂。对于工作于长期工作制（即连续工作时很少起、制动）的工作机械：原则上应选用额定转速较高的电动机，但应考虑初始投资、占地面积和维护费用。对于工作于短时工作制（即经常起、制动及反转）的工作机械：应考虑额定转速对起、制动时间和起、制动过程中能量损耗的影响，以过渡过程能量损耗最小为选择依据。异步电动机常用额定转速：3000，1500，1000，750，600r/min同步电动机常用额定转速：1500r/min四、电动机结构型式的选择按安装位置分：卧式、立式按工作环境分：开启式、防护式、封闭式、防爆式机床电气设备通用技术条件中规定：机床应采用全封闭扇冷式电动机。机床上推荐使用防护等级最低为IP44的交流电动机。某些场合必须采用强迫通风。常用Y系列三相异步电动机为封闭自扇冷式笼型异步电动机，安装尺寸和功率等级完全符合IEC标准和DIN42673标准。YD系列三相异步电动机的功率等级和安装尺寸与国外同类先进产品相当，供配套出口及引进设备替换。3.3电气控制线路的设计一、电气控制线路设计的一般要求1）满足生产机械的工艺要求，能按照工艺要求准确、可靠地工作；2）线路结构力求简单、经济；3）安全、可靠，具有必要的保护装置和联锁环节，误操作时不致于发生重大事故；4）操作、维修方便。二、电气控制线路电源的选择控制电路类型常用电压值（V）电源设备交流电力拖动的控制电路比较简单者交流380、220直接采用动力电源交流电力拖动的制电路比较复杂者220、110采用控制变压器照明及信号指示电路48、36、24、6采用电源变压器直流电力拖动的控制电路直流220、110整流器直流电磁铁及离合器的控制电路24整流器三、电气控制线路的设计方法经验设计法：从满足生产工艺要求出发，按照电动机的控制方法，利用各种基本控制环节和基本控制原则，借鉴典型的控制线路，把它们综合地组合成一个整体来满足生产工艺要求。最大限度地满足机械设备对电器控制线路地要求。在满足上述要求地前提下，应力求控制线路简单、经济、安全、可靠，便于操作和维修。逻辑设计法：根据生产工艺的要求，利用逻辑代数方法这一数学工具来分析、化简、设计控制线路。逻辑表示方法：继电器等元件线圈通电为“1”，失电为“0”继电器等元件触点闭合为“1”，断开为“0”按钮、行程开关压下为“1”，复位为“0”

常用K、KM、ST…表示继电器、接触器、行程开关的常开触点，用K、KM、ST…表示继电器、接触器、行程开关的常闭触点逻辑代数运算法则：基本法则结合律吸收律0•A=01•A=1A•A=AA•A=00+A=A1+A=1A+A=AA+A=1A=AABC=（AB）C=A（BC）A+B+C=（A+B）+C=A+（B+C）A（A+B）=AA（A+B）=ABA+AB=AA+AB=A+BAB+AB=A（A+B）（A+B）=AAB=A+BA+B=AB分配律A（B+C）=AB+ACA+BC=（A+B）•（A+C）四、电气控制线路的经验设计法（一）经验设计法原则最大限度地满足机械设备对电气控制线路地要求。在满足上述要求的前提下，应力求使得控制线路简单，经济、安全、可靠，便于操作和维修。经验设计法就是电气控制方案确定后，根据各电机的控制任务不同，参照典型线路逐一分别设计局部线路，然后根据各部分的相互关系综合而成完整的控制线路（二）控制线路设计规律（三）电气控制线路设计中应注意的问题3.4电气控制线路设计举例一、电气控制要求某机床有左、右两个动力头，用以铣削加工，它们各由一台交流电动机拖动，另外有一滑台，可以安装被加工的工件，它由另一交流电动机拖动。加工工艺要求：开始工作时，要求滑台先快速移动到加工位置，然后自动变为慢速进给，进给到指定位置自动停止，再由操作者发出指令使滑台快速返回，当回到原位时自动停车。两动力头电动机在滑台电