繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)設(shè)計

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

相關(guān)推薦

　　繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)設(shè)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(yīng)用繼電器接觸器控制系統(tǒng)，學(xué)會繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計則至關(guān)重要，本文對繼電器接觸器電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計進行了簡單的闡述，使大家對設(shè)計有了一定的了解。

　　關(guān)鍵詞：機床;電氣控制;設(shè)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(yīng)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(shè)備各異，本文以機床電力裝備設(shè)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(shè)計，常用電器元件的選擇以及機床電力裝備的施工設(shè)計等。

　　1 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計的基本原則和主要內(nèi)容

　　任何一臺機械設(shè)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(shè)計應(yīng)與機械設(shè)計同時進行并相互配合。對于電氣設(shè)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(shè)計出符合機床要求的電氣控制設(shè)備。

　　在電氣控制系統(tǒng)設(shè)計中，應(yīng)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(shè)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(shè)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(xì)表;

　　5)繪制裝配圖和接線圖;

　　6)編寫設(shè)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(shè)計主要內(nèi)容之一，也是電氣設(shè)計的基礎(chǔ)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(yīng)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(shè)備的主運動及進給運動，應(yīng)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(shè)備如座標(biāo)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(yīng)采用電氣無極調(diào)速。

　　3)一般中小型設(shè)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(yīng)電動機，配以適當(dāng)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(yīng)電動機。在選用籠型感應(yīng)電動機的額定轉(zhuǎn)速時，應(yīng)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(yīng)滿足生產(chǎn)機械提出的有關(guān)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(yīng)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(yīng)電動機能滿足生產(chǎn)需要的場合都應(yīng)采用感應(yīng)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(yīng)用領(lǐng)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(yīng)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(fēng)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(yīng)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(fù)雜。因此應(yīng)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(yīng)了它的負(fù)載能力，它與電動機的容許溫升和過載能力有關(guān)。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(fù)載圖，在產(chǎn)品目錄上預(yù)選一臺功率相當(dāng)?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(fù)載圖求出電動機的負(fù)載圖。最后，按電動機的負(fù)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(fù)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(chǔ)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(guān)系，再依據(jù)我國的實際情況得出相應(yīng)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(shè)計

　　生產(chǎn)機械電氣控制電路圖的設(shè)計有分析設(shè)計法與邏輯設(shè)計法。

　　分析設(shè)計法是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求選擇適當(dāng)?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(dāng)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(shè)計。

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

　　邏輯設(shè)計法是利用邏輯代數(shù)這一數(shù)學(xué)工具設(shè)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(guān)系式表示它們之間的邏輯關(guān)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(yīng)的電氣原理圖。

　　采用邏輯設(shè)計法的控制電路，能求得邏輯功能的最簡電路，但其整個設(shè)計過程較復(fù)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(shè)計完成后，便應(yīng)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?jǐn)嚯娐返碾娏餍再|(zhì)來選擇直流還是交流接觸器;

　　2)根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的工作任務(wù)來選擇相應(yīng)使用類別的接觸器;

　　3)根據(jù)負(fù)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。