【正文】 u 電氣控制電路設(shè)計(jì)中元器件的選擇1. 電動(dòng)機(jī)的選擇： 選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，要考慮電動(dòng)機(jī)的功率、轉(zhuǎn)速、結(jié)構(gòu)型式、額定電壓等 a) 電動(dòng)機(jī)功率的選擇 :依據(jù)的是負(fù)載功率。因此，必須進(jìn)行修改。 電路初步設(shè)計(jì)完后，可能還有不夠合理的地方，因此需仔細(xì)校核。接觸器 KMl與 KM2之間應(yīng)互相聯(lián)鎖，三臺(tái)電動(dòng)機(jī)均應(yīng)用熱繼電器作過(guò)載保護(hù)。 聯(lián)鎖與保護(hù)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)：216。此部分的輔助電路如圖 b所示?；_(tái)的快速前進(jìn)與返回分別用 KM1與 KM2的輔助觸點(diǎn)控制 KM4，再由 KM4觸點(diǎn)去通斷電磁鐵 YA。 控制電路設(shè)計(jì)216。由于動(dòng)力頭電動(dòng)機(jī)在滑臺(tái)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)后起動(dòng)，停車(chē)時(shí)也停車(chē)，故可用接觸器 KM1的常開(kāi)輔助觸點(diǎn)控制 KM3的線(xiàn)圈，如圖 a所示。216。滑臺(tái)拖功電動(dòng)機(jī)需要正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，可用兩只接觸器KM KM2接制。 主電路主電路設(shè)計(jì)：216。加工工藝是在開(kāi)始工作時(shí)，要求滑臺(tái)先快速移動(dòng)到加工位置，然后自動(dòng)變?yōu)橛浰龠M(jìn)給，進(jìn)給到指定位置自動(dòng)停止，再由操作者發(fā)出指令使滑臺(tái)快速返回，回到原位后自動(dòng)停車(chē)。邏輯設(shè)計(jì)法： 采用邏輯代數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法： 根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，按照電動(dòng)機(jī)的控制方法，采用典型環(huán)節(jié)電路直接進(jìn)行設(shè)計(jì) 。具有各種必要的保護(hù)裝置和聯(lián)鎖環(huán)節(jié)。操作、調(diào)整和檢修方便。電路結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單， 盡量選用常用的且經(jīng)過(guò)實(shí)際考驗(yàn)過(guò)的電路。滿(mǎn)足生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求， 能按照工藝的順序準(zhǔn)確而可靠地工作。u 電氣控制電路設(shè)計(jì)方法：216。216。216。216?？刂品绞脚c拖動(dòng)需要相適應(yīng) ： 以經(jīng)濟(jì)效益為標(biāo)準(zhǔn)。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載采用恒功率調(diào)速或恒功率負(fù)載采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，將使電動(dòng)機(jī)額定功率增大 D倍（ D為調(diào)速范圍），部分轉(zhuǎn)矩未得到充分利用。直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)， 改變電樞電壓調(diào)速為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；而改變勵(lì)磁調(diào)速為恒功率調(diào)速。由星形聯(lián)結(jié)改為雙星形聯(lián)結(jié)時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩不變，適用于恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)。三相異步電動(dòng)機(jī)： 變更定子繞組的極數(shù)和改變轉(zhuǎn)子電路的電阻電動(dòng)機(jī)調(diào)速性質(zhì)的確定 :與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性相適應(yīng)216。216。調(diào)運(yùn)范圍 D＝ 3～ 10，且要求平滑調(diào)速： 容量不大時(shí)可采用帶滑差離合器的異步電動(dòng)機(jī)。調(diào)速范圍 D＝ 2～ 調(diào)速級(jí)數(shù) ≤ 2～ 4： 改變極對(duì)數(shù)的雙速或多速籠型異步電動(dòng)機(jī)216。 繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)： 負(fù)載靜轉(zhuǎn)矩大的拖動(dòng)裝置216。 編寫(xiě)電氣說(shuō)明書(shū)和使用操作說(shuō)明書(shū)u 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則：：無(wú)電氣調(diào)速要求電力拖動(dòng)方案確定 :216。 設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電氣元件216。 設(shè)計(jì)電氣控制原理圖216。 擬定電氣設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)216。接觸器通電狀態(tài)的真值表 KA1 KA2 KA3 KM0 0 0 00 0 1 10 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 11 1 0 11 1 1 0例：某電動(dòng)機(jī)只有在繼電器KA KA KA3中任何一個(gè)或任何兩個(gè)繼電器動(dòng)作時(shí)才能運(yùn)轉(zhuǎn)，而在其它任何情況下都不運(yùn)轉(zhuǎn)。如何解決？寄生電路具有指示燈 HL和熱保護(hù)的正反向電路(4) 應(yīng)具備必要的保護(hù)環(huán)節(jié)(5) 應(yīng)盡量便于操作和維修。防止寄生電路 寄生電路 :控制線(xiàn)路在工作中出現(xiàn)意外接通的電路寄生電路的缺點(diǎn) :破壞線(xiàn)路的正常工作，造成誤動(dòng)作正常工作時(shí)， 能完成正反向起動(dòng)、停止和信號(hào)指示。 ③ 控制線(xiàn)路在工作時(shí)，除必要的電器必須通電外，其余盡量不通電。合理設(shè)計(jì)電路② 盡量減少連接導(dǎo)線(xiàn)。合并同類(lèi)觸頭合并同類(lèi)觸頭216。 觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)：KA為先合后斷型：自鎖可行KA為先斷后合型：自鎖不行(3) 控制線(xiàn)路力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)① 盡量減少觸點(diǎn)數(shù)目。先斷后合：通電時(shí)，常閉觸點(diǎn)先斷、常開(kāi)觸點(diǎn)后合； 斷電時(shí)，常開(kāi)觸點(diǎn)先斷、常閉觸點(diǎn)后合。⑤ 在頻繁操作的可逆線(xiàn)路中，應(yīng)考慮采用雙重互鎖。 否則：易產(chǎn)生飛弧 ③ 元器件的連接：應(yīng)盡量減少多個(gè)元件依次動(dòng)作后才能接通另一個(gè)電器元件的情況。如圖 c所示。 電感量相差懸殊的兩個(gè)直流線(xiàn)圈，不能并聯(lián)連接 圖 b中，直流電磁鐵 YA與繼電器 KA并聯(lián)，在接通電源時(shí)可正常工作，但在斷開(kāi)電源時(shí)，由于電磁鐵線(xiàn)圈的電感比繼電器線(xiàn)圈的電感大得多，所以斷電時(shí)，繼電器很快釋放，但電磁鐵線(xiàn)圈產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)可能使繼電器又吸合一段時(shí)間，從而造成繼電器的誤動(dòng)作。因?yàn)殡娖鲃?dòng)作總有先后，當(dāng)有一個(gè)接觸器先動(dòng)作時(shí)，則其線(xiàn)圈阻抗增大 ,該線(xiàn)圈上的電壓降增大，使另一個(gè)接觸器不能吸合，嚴(yán)重時(shí)將使電路燒毀。 交流線(xiàn)路中，不允許兩個(gè)電器元件線(xiàn)圈串聯(lián) 圖 a中，由于線(xiàn)圈的阻抗不相同，會(huì)造成兩個(gè)線(xiàn)圈上的電壓分配不等。(2)保證控制線(xiàn)路工作的安全和可靠性① 線(xiàn)圈的連接：在交流控制電路中不能串聯(lián)兩個(gè)電氣的線(xiàn)圈。二 .電氣控制線(xiàn)路設(shè)計(jì)方法：經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法、邏輯設(shè)計(jì)法（自學(xué)） 根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求和加工過(guò)程，利用各種典型的基本控制環(huán)節(jié) ,加以修改、補(bǔ)充、完善，最后得出最佳方案。① 照明電路和控制電源。按下 SB5， KM4線(xiàn)圈斷電，冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2停轉(zhuǎn)。反向轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手柄復(fù)位，SQ行程開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，則電動(dòng)機(jī) M3斷電停轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動(dòng)刀架手柄，行程開(kāi)關(guān) SQ將被壓下而閉合， KM5線(xiàn)圈通電。 反轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)的反接制動(dòng)請(qǐng)自行分析。③ 反接制動(dòng)（正轉(zhuǎn)時(shí) n0觸點(diǎn)閉合）。 按動(dòng)正轉(zhuǎn) SB3→ KT 線(xiàn)圈通電延時(shí)、 KM3線(xiàn)圈通電 → 主回路 R被旁路 → KA線(xiàn)圈通電 → KM1線(xiàn)圈通電自鎖 → M1正向起動(dòng)。 松開(kāi)點(diǎn)動(dòng)按鈕 SB2→KM1 線(xiàn)圈斷電，點(diǎn)動(dòng)停止。主電動(dòng)機(jī) M1的控制： ① 點(diǎn)動(dòng)（正向）。M2（冷卻泵電機(jī)）： KM4用于起?？刂?。M1（主電動(dòng)機(jī)）： ① KM KM2實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)； ② KT與電流表 PA用于檢測(cè)運(yùn)行電流； ③ KM3用于點(diǎn)動(dòng)和反接制動(dòng)時(shí)串入電阻 R限流；正反轉(zhuǎn)電動(dòng)運(yùn)行時(shí) R旁路。分析電氣原理圖的一般原則是：化整為零、先主后輔、集零為整、安全保護(hù)和全面檢查。但具有矢量控制功能的專(zhuān)用變頻器的價(jià)格較只有 V/F控制的通用變頻器的價(jià)格高。矢量控制中對(duì)這兩個(gè)分量電流分別任意控制，再將二者合成后的定子電流，供給異步電動(dòng)機(jī)。 矢量控制將供給異步電動(dòng)機(jī)的定子電流 在理論上 分成：磁場(chǎng)電流 (產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流分量 ) 和與磁場(chǎng)相垂直的轉(zhuǎn)矩電流、 (產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電流分量 )。（ VC: Vector Control ）） 直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流控制方式，使直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能非常優(yōu)良。因此在改變頻率的同時(shí)控制變頻器的輸出電壓 (即電動(dòng)機(jī)的供電電壓 )， 保持壓頻比恒定 ，使電動(dòng)機(jī)磁通保持一定，在較廣的調(diào)速范圍內(nèi)，電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率不下降。速度原則控制的單向能耗制動(dòng) （同書(shū)圖 220）時(shí)間原則控制的可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)（自行分析 同書(shū)圖 221）采用速度原則控制的電動(dòng)機(jī)可逆運(yùn)行能耗制動(dòng)控制電路（自行分析 ） 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)變頻器控制三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速：一 .變頻調(diào)速的基本知識(shí)(恒壓頻比 )控制 改變電動(dòng)機(jī)供電電源頻率就能改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。反接制動(dòng)電阻：對(duì)稱(chēng)和不對(duì)稱(chēng)兩種接法。 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)單向運(yùn)行反接制動(dòng)（同書(shū)圖 217）原理：改變電動(dòng)機(jī)電源相序，產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。一 .三相 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)機(jī)械制動(dòng)（自學(xué)） 機(jī)械制動(dòng)：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的定子繞組斷電后，利用機(jī)械裝置使電動(dòng)機(jī)立即停轉(zhuǎn)，常用的有電磁抱閘或液壓裝置制動(dòng)。(c)采用復(fù)合按鈕，實(shí)現(xiàn)雙重 (電氣機(jī)械 )互鎖，正反轉(zhuǎn)控制無(wú)需停止過(guò)程，提高效率。誤操作時(shí)引起相間短接。 在這種啟動(dòng)方式中，由于電阻是常數(shù)，所以為了獲取較平滑的啟動(dòng)過(guò)程，將啟動(dòng)電阻分為幾級(jí)，在啟動(dòng)過(guò)程中逐級(jí)切除。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高，逐級(jí)減小可變電阻。還具有過(guò)載、過(guò)熱和缺相等完善的保護(hù)功能。自耦變壓器 減壓?jiǎn)?dòng)（時(shí)間原則，自行分析，比前圖多個(gè)接觸器）四 .延邊三角形減壓起動(dòng)（自學(xué)）U1U2U3W3W1W2V2V3V1U1U2U3W3W1W2V2V3V1U1U2U3W3W1W2V2V3V1原始狀態(tài)啟動(dòng)時(shí)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)KTKM2SB2KM3KM1KTSB1KM2L1L2L3FU1 FU2FRKM1KM2U1 V1 W1QSKM1KM2W3 U3 V3FR 3W2U2V2KM3KTKM3KM3M3~延邊三角形減壓起動(dòng)（時(shí)間原則，自行分析）五 .軟啟動(dòng)控制 SMC(Smart motor Controllers)智能馬達(dá)控制器是一種電子式降壓起動(dòng)控制器。 缺點(diǎn)：自耦變壓器價(jià)格貴。延遲整定時(shí)間后，自耦變壓器被切除，定子繞組加入額定電壓，電動(dòng)機(jī)全壓運(yùn)行。 適用 ：電動(dòng)機(jī)空載或輕載起動(dòng)場(chǎng)合。 優(yōu)點(diǎn) ：起動(dòng)電流約為電動(dòng)機(jī)額定電流的 2倍 (三角形直接起動(dòng)的 1/3),起動(dòng)電流特性好；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。串電阻減壓起動(dòng)（對(duì)比，節(jié)能）二 .星－三角減壓起動(dòng) 原理 ：按時(shí)間原則，起動(dòng)時(shí)，定子繞組接成星形，加在每相繞組上的電壓為額定電壓的 1/√3 ，從而減小了起動(dòng)電流。 缺點(diǎn) ：電阻功率損耗大。一 .定子繞組串電阻減壓起動(dòng) 原理 ：起動(dòng)時(shí)，三相定子繞組串入電阻，降低定子繞組上的電壓；延遲整定時(shí)間后，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定轉(zhuǎn)速時(shí)，將電阻切除，電動(dòng)機(jī)在額定電壓下工作。 KA 點(diǎn)動(dòng)：按起動(dòng)按鈕 SB3長(zhǎng)動(dòng)：按起動(dòng)按鈕 SB2優(yōu)點(diǎn)：可靠性提高同書(shū)圖 24（ b)同書(shū)圖 24（ c) 三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)減壓起動(dòng)控制 對(duì)于大容量 (10KW以上 )三相 鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)必須采用減壓起動(dòng)控制，減壓起動(dòng)控制減小了起動(dòng)電流，同時(shí)也降低了電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，只適用于電動(dòng)機(jī)的空載或輕載起動(dòng)。熔斷器起短路保護(hù)。干擾其他用電設(shè)備正常工作