【正文】 產(chǎn)線中，有各種卷取器和開卷機，為使帶（線）材卷得緊而齊，以及改變產(chǎn)品質(zhì)量，均要求卷取器（開卷機）和壓延機（或張力輥）之間維持張力恒定。這類機械的特點是位勢類負(fù)載，在卷取時，張力矩是阻力矩，電機拖帶線材建立張力；開卷時，張力拖電機和機械移動，電機轉(zhuǎn)矩方向和轉(zhuǎn)速方向相反。卷取機的控制目標(biāo)是轉(zhuǎn)矩，而不是速度，電氣傳動系統(tǒng)工作于機械特性的下垂段，即軟特性區(qū)（堵轉(zhuǎn)區(qū)）。其電氣傳動方案有：（1）大多采用不可逆或不對稱可逆整流的直流調(diào)速。（2）小功率或中小功率設(shè)備也可用交流調(diào)速。方案有：滑差離合器調(diào)速和交—直—交PWM變頻調(diào)速。前者簡單，性能差，耗能高；后者較復(fù)雜，性能好。高性能的張力控制系統(tǒng)需采用矢量控制。11. 高速類某些機械工作轉(zhuǎn)速特別高（3000r/min以上），不宜用升速齒輪，要求采用高速電機直接驅(qū)動。其電氣傳動方案有：（1）由于高速直流電機制造困難，該類設(shè)備無一例外地采用變頻交流調(diào)速。（2）大功率用無換向器電機，中小功率用交—直—交PWM變頻器。電動機是電力拖動必不可少的設(shè)備，也是電氣控制系統(tǒng)控制的主要目標(biāo)。了解其性能指標(biāo)是設(shè)計的前提條件。常用電動機型號、結(jié)構(gòu)性能及應(yīng)用范圍見表31。表31常用電動機性能及應(yīng)用范圍型號名稱內(nèi)容范圍（KW）轉(zhuǎn)速范圍（r/min）電壓（V）結(jié)構(gòu)形式及性能應(yīng)用范圍J2防滴式籠型異步電動機～12558～2950380能防止水滴及其他雜物從垂直方向落入電動機內(nèi)部一般用途，可用以傳動在起動及性能上無特殊要求的機器與設(shè)備，如水泵、鼓風(fēng)機、金屬切屑機床及運輸機械等JQ2JQO2高起動轉(zhuǎn)矩籠型異步電動機13～100720～1470380系JJO2系列的派生產(chǎn)品，結(jié)構(gòu)形式與JJO2相同，起動轉(zhuǎn)矩大適用于需要起動轉(zhuǎn)矩較大的靜止負(fù)載或慣性負(fù)載的機械，如壓縮機、粉碎機及某些小型起重運輸機械JHO2高轉(zhuǎn)差率籠型異步電動機～100603～2730380系JO2系列的派生產(chǎn)品，具有較高起動轉(zhuǎn)矩、低起動電流以及額定負(fù)載轉(zhuǎn)差率提高的特性適用于傳動飛輪力矩較大、沖擊性負(fù)載以及起動、逆轉(zhuǎn)次數(shù)較多的機械，如沖床、剪床、電鍍、鍛冶機械等JZ2起重冶金用籠型異步電動機～125（FS=25%）690～910380結(jié)構(gòu)為封閉、外部自扇冷式，有較高的轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)矩過載能力較大適用于起重機械及冶金設(shè)備中輔助機械JD02變極式多速異步電動機～50480～2900380系JO2的派生系列，有雙速、三速、四速三種類型主要用于各種萬能和專用切屑機床、木工機床，也適于分級調(diào)速的一般機械上，如印染機、印刷機等JRZ(YR)高壓繞線轉(zhuǎn)子異步電動機250～2500241~9933000、6000一般為開啟式，也可制成封閉或管道通風(fēng)式用以傳動軋鋼機、提升機、水泵、通風(fēng)機、發(fā)電機組及其他通風(fēng)機械型號名稱內(nèi)容范圍（KW）轉(zhuǎn)速范圍（r/min）電壓（V）結(jié)構(gòu)形式及性能應(yīng)用范圍JZT電磁調(diào)速異步電動機～100580～2960220/380系交流恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速機，由封閉式異步電動機和電磁轉(zhuǎn)差離合器組成，無制動轉(zhuǎn)矩用于紡織、印染、化工、造紙、船舶等要求調(diào)速而不需要電氣制動的機械Y三相異步電動機～90750～3000380全封閉自扇冷，有較好的起動性能用于機床、水泵、鼓風(fēng)機、起重卷揚、運輸機械、礦山機械、輕工業(yè)和農(nóng)副業(yè)加工設(shè)備，以及其他一般機械YCT電磁調(diào)速異步電動機～90440～1350380由Y系列電機和轉(zhuǎn)差離合器組成，調(diào)速比10：1，%～10%同JZT系列，可代替JZT、JZTJZTT、JZTS等系列ZO2直流電動機～13750～3000110220封閉式自扇冷用于多塵埃場所的金屬切屑機床ZT2寬調(diào)速直流電動機～55300/1200750/3000110220防護式自扇冷，弱磁調(diào)速范圍分1：1：4兩種用于傳動調(diào)速范圍較寬的生產(chǎn)機械ZZ起重冶金用直流電動機～125390～1470220440封閉式自然冷卻或強迫通風(fēng)，斷續(xù)定額用于起重及冶金工業(yè)輔助機械TDMKTDQ球磨機用同步電動機380～1300150～2503000400010000兩個空式軸承，整塊底板，開啟自冷式用于傳動格子型球磨機、棒磨機、磨煤機TDGTZ軋機用同步電動機800～10900500～10003000400010000兩個座式軸承，管道通風(fēng)式，定子可根據(jù)需要制成可移式，過載能力較高，～用于傳動軋機及電動機發(fā)電機組、制動及控制籠型異步電動機的起動一般分為直接起動和降壓起動。一般中小型機床的主電機采用接觸器直接起動。降壓起動只適用于對起動轉(zhuǎn)矩要求不高或空載、輕載下起動的設(shè)備。常用的降壓起動方式有Y—△降壓起動、串電阻降壓起動和自耦變壓器降壓起動。繞線轉(zhuǎn)子異步電動機一般采用電阻分級起動或頻敏變阻器起動兩種方式。前者起動轉(zhuǎn)矩大但控制較復(fù)雜，且起動電阻體積大，維修麻煩；而后者具有恒轉(zhuǎn)矩的起、制動特性，又是靜止元件，很少維修，除了有低速要求的傳動裝置或初始起動轉(zhuǎn)矩很大的傳動裝置外，繞線轉(zhuǎn)子異步電動機大多采用頻敏變阻器起動。同步電動機起動時對電網(wǎng)電壓波動影響很大，應(yīng)先進行核算。當(dāng)電網(wǎng)容量足夠大且允許直接起動時，應(yīng)盡量采用直接起動；只有在電網(wǎng)和電動機本身結(jié)構(gòu)不允許直接起動時，才考慮采用電抗器或自耦變壓器起動。直流串勵電動機起動時大多采用電阻分級起動。2. 電動機的制動許多由電動機驅(qū)動的機械設(shè)備需要能迅速停車和準(zhǔn)確定位，即要求對電動機進行制動，強迫其立即停車。制動停車的方式有兩大類：機械制動和電氣制動。機械制動是采用機械抱閘的方式由手動或電磁鐵驅(qū)動機械抱閘機構(gòu)實現(xiàn)制動，常用的機械制動器有電磁制動器、電動—液壓制動器、帶式制動器和圓盤式制動器。電氣制動是在電動機上產(chǎn)生一個與原轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向相反的制動轉(zhuǎn)矩，迫使電動機迅速停車。常用的電氣制動方法是能耗制動、反接制動、回饋制動三種。能耗制動使用于經(jīng)常起動、頻繁逆轉(zhuǎn)并要求迅速準(zhǔn)確停車的機械，如軋鋼車間的升降臺。直流并勵電動機一般采用能耗制動。同步電動機和大容量籠型電動機因反接制動沖擊電流太大，功率因素低，也多采用能耗制動。交流高壓繞線轉(zhuǎn)子電動機為防止滑環(huán)上感應(yīng)高壓，宜采用能耗制動。反接制動因其阻抗可隨頻率的變化而變化，能自動地限制反接制動電流，因此它更使用于經(jīng)常反接的系統(tǒng)，能獲得平滑的正反向運轉(zhuǎn)?；仞佒苿邮褂糜谖粍葚?fù)載場合，重物高速下放時，獲得穩(wěn)定制動，如起重機下放負(fù)載等。 3. 電動機的保護電動機的保護應(yīng)根據(jù)電動機的類型、功率大小、使用場所及所拖動的生產(chǎn)機械的重要程度等因素而定。通常對于每臺電動機，至少應(yīng)裝設(shè)短路保護裝置，對于功率為1KW以上的連續(xù)運轉(zhuǎn)的電動機，還應(yīng)該加設(shè)過載保護，頻繁起、制動的電動機難以用熱繼電器實現(xiàn)過載保護，可以用過電流繼電器電器實現(xiàn)過電流保護，以防止電動機因堵轉(zhuǎn)而損壞。交流電動機的保護應(yīng)設(shè)短路保護裝置，并根據(jù)不同的情況分別設(shè)防止電動機過載、兩相運行、低電壓運行的保護裝置。直流電動機的保護應(yīng)設(shè)短路保護裝置，還應(yīng)根據(jù)不同情況設(shè)過載、弱磁、欠電壓、過電壓、超轉(zhuǎn)速等保護元件。 電氣控制線路是采用接觸器、繼電器、操作主令電器等低壓電器元件組成的有觸電的控制系統(tǒng)，用于對電動機進行起動、制動、反轉(zhuǎn)、調(diào)速以及實現(xiàn)生產(chǎn)機械的自動控制。由于這種系統(tǒng)簡單、工作可靠、低廉、易于維修，因此直至目前這類系統(tǒng)在不調(diào)速的電氣傳動系統(tǒng)中仍占據(jù)著主要地位。交流電動機采用電器控制的線路繁多，對于常用的典型控制線路，要求在搞畢業(yè)設(shè)計前應(yīng)牢記其原理和應(yīng)用場合，這是進行復(fù)雜線路設(shè)計的基礎(chǔ)。典型的控制線路有：（1）用接觸器直接起動的籠型電動機控制電路。（2）籠型電動機星—三角變換減壓起動電路。（3）籠型電動機定子串電阻減壓起動電路。（4）電動機正反轉(zhuǎn)控制線路。（5）行程開關(guān)控制的正反轉(zhuǎn)電路。（6）可逆帶能耗制動的籠型電動機控制線路。（7）采用頻敏變阻器起動的繞線轉(zhuǎn)子電動機控制電路。（8）采用電阻分級起動帶能耗制動和反接制動的繞線轉(zhuǎn)子電動機控制電路。除此之外，還應(yīng)掌握控制電路的其他基本環(huán)節(jié)。主要包括：（1）點動控制電路。（2）連鎖與互鎖控制電路。（3）多臺電動機先后順序工作的控制電路。（4）多個地點操作的控制電路。（5）工作循環(huán)自動控制電路。 1．5控制電路的設(shè)計當(dāng)生產(chǎn)設(shè)備的控制方案確定后，可根據(jù)各電動機或液壓、氣動系統(tǒng)的控制任務(wù)的不同，參照典型線路逐一設(shè)計局部線路，然后再根據(jù)各部分的相互關(guān)系綜合成完整的控制電路?？刂齐娐返脑O(shè)計分為主回路設(shè)計和控制回路設(shè)計，兩者緊密相連，保證電氣系統(tǒng)的正確運行?？刂齐娐返脑O(shè)計應(yīng)在滿足生產(chǎn)設(shè)備對電氣控制系統(tǒng)具體要求的前提下，工作要可靠，力求操作、安裝及維修方便。1. 控制電路的設(shè)計規(guī)律繼電接觸器控制電路有一個共同的特點，就是通過觸頭的“通”和“斷”來控制電動機或其他設(shè)備，從而完成運動機構(gòu)的動作。即使很復(fù)雜的控制系統(tǒng)也是由常閉和常開觸頭組合而成的。為了設(shè)計方便，把他們的相互關(guān)系歸納為以下幾個方面：（1）常開觸頭串聯(lián)：當(dāng)要求幾個條件同時具備，才使電器線路得電動作時，可用幾個常開觸頭與線圈串聯(lián)的方法實現(xiàn)，這種關(guān)系在邏輯線路中稱為“與”邏輯。（2）常開觸頭并聯(lián)：當(dāng)在幾個條件中，只要求具備其中任一條件，所控制的電器線圈就能得電時，可用幾個常開觸頭并聯(lián)來實現(xiàn)。這種關(guān)系在邏輯線路中稱為“或”邏輯。（3）常閉觸頭串聯(lián)：當(dāng)幾個條件僅具備一個時，電器線圈就斷電，這時可用幾個常閉觸頭與電器線圈串聯(lián)的方法來實現(xiàn)。（4）常閉觸頭并聯(lián)：當(dāng)要求幾個條件都具備，電器線圈才斷電時，可用幾個常閉觸頭并聯(lián)，再與被控制的電器線圈串聯(lián)的方法來實現(xiàn)。（5）一般保護電器應(yīng)既能保證控制電路長期正常運行，又能起到保護電動機及其他電器設(shè)備的作用。一旦線路出故障，它的觸頭應(yīng)能從通“轉(zhuǎn)”為“斷”。 （1）除非有必要，否則應(yīng)盡量避免許多電器依次動作才能接通另一個電器的現(xiàn)象。（2）應(yīng)正確連接電器的線圈。在設(shè)計控制線路時，控制線路的線圈應(yīng)接在電源的同一側(cè)。繼電器、接觸器以及其他電器的線圈要統(tǒng)一接在電源的同一側(cè)，而所有電器的觸頭接在電源的另一側(cè)，另有考慮的除外，如熱繼電器的觸頭常接在線圈的另一側(cè)，用以消除寄生電路。交流勵磁電器的線圈不能串聯(lián)使用。這是因為兩個交流勵磁電器的線圈串聯(lián)使用時，至少有一個線圈至多能得到1/2的電源電壓，由于吸合的時間不盡相同，只要有一個電器吸合動作，它的線圈上的壓降也就增大，從而使另一電器達(dá)不到多需要的電壓，致使動作失誤。（3）在控制電路中應(yīng)盡量減少觸頭數(shù)，以提高線路的可靠性。在簡化、合并觸頭的過程中，主要著眼點應(yīng)放在同類性質(zhì)的觸頭合并，一個觸頭能完成的動作，不用兩個觸頭。在簡化過程中，應(yīng)注意觸頭的額定電流是否允許，也應(yīng)考慮其它回路的影響。（4）在電路圖中，應(yīng)考慮各電氣元件的實際接線情況，使之盡可能減少實際連接導(dǎo)線。要搞清線路中所用的元件的實際位置，那些是在電控柜中，哪些是在操作面板上，哪些是在遠(yuǎn)距離的生產(chǎn)現(xiàn)場或總控制室，盡量將同一去向的觸頭安排在一起，可減少連接導(dǎo)線和接線端子。（5）在設(shè)計控制線路時，應(yīng)考慮各種連鎖關(guān)系，特別是自動生產(chǎn)線上的設(shè)備，與前端和后面的設(shè)備之間存在大量的起動和停止上的順序關(guān)系。電氣系統(tǒng)應(yīng)具備各種電氣保護措施，即使誤操作也不致造成事故，例如過載、短路、失電壓、限位、超限等保護措施。（6）在設(shè)計控制電路時也應(yīng)考慮有關(guān)操縱、故障檢查、檢測儀表、信號指示以及照明等要求。（7）要保證電路工作可靠，消除一切隱患，如誤斷電、誤通電及寄生電路現(xiàn)象。電氣元件選擇的目的是按控制系統(tǒng)的方案,通過計算和查閱元件的技術(shù)數(shù)據(jù),選擇合適的參數(shù)元件,使之在希望的時間和情況下,正確地動作,滿足工藝要求。斷路器主要用于保護交流﹑直流電路內(nèi)的設(shè)備,使之免受過電流、逆電流、斷路和欠電壓等不正常情況的危害,同時也可用于不頻繁起動的電動機以及操作和轉(zhuǎn)換電路。常用斷路器有空氣式斷路器和真空斷路器兩種,真空斷路器主要用于3～6KV高壓電動機的保護,對于低壓電路,用的最多的是空氣式斷路器。斷路器按用途可分為配電用斷路器、電動機保護用斷路器、照明用斷路器、漏電保護用斷路器等。用途不同,選用時的極數(shù)也不同。選擇斷路器時應(yīng)考慮的主要參數(shù)有:額定電壓、額定電流和允許分?jǐn)嗟臉O限電流。選擇的一般要求是:（1）低壓斷路器的額定電壓大于或等于線路額定電壓。（2）低壓斷路器的額定電流大于或等于線路計算負(fù)載電流。（3）低壓斷路器的脫扣器額定電流大于或等于線路計算負(fù)載電流。（4）低壓斷路器的極限通斷能力大于或等于線路中最大短路電流。配電用斷路器選用條件:（1）長延時動作電流整定值為0。8～1倍導(dǎo)線允許載流量。（2）3倍長延時動作電流整定值的可返時間大于或等于線路中最大起動電流的電動機的起動時間。電動機保護用斷路器選用條件:（1）長延時動作電流整定值等于電動機的額定電流。（2）6倍長延時動作電流整定值的可返時間大于或等于電動機的實際起動時間。（3）瞬時整定電流對籠型電動機為8～15倍脫扣器額定電流,對繞線轉(zhuǎn)子電動機3～6倍脫扣器額定電流。接觸器是一種通用性很強的電磁式電器,它可以頻繁地接通和分?jǐn)嘟?、直流主電?并可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制,主要用來控制電動機,也可以控制電容器、電阻爐和照明器具等電力負(fù)載。接觸器按主觸頭所控制電路的種類分為直流接觸器和交流接觸器。按主觸頭的極數(shù)分為單極、雙極、三極和多極。三極接觸器主要用在直接起動及控制交流電動機中。多極接觸器主要用于橋式起重機,用以控制兩臺電動機同時起動和停止,它也用于控制三相四線制的照明線路。選擇接觸器應(yīng)從其工作條件出發(fā),主要考慮下列因素: (1) 控制交流負(fù)載應(yīng)選擇交流接觸器,控制直流負(fù)載