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第5章-继电器-接触器控制系统设计


2 电气传动方案
一般中小型设备如普通机床没有特殊要求时,可选用经济、 简单、可靠的三相鼠笼式异步电动机,配以适当级数的齿轮变 速箱。为了简化结构,扩大调速范围,也可采用双速或多速的 鼠笼式异步电动机。
在选用三相鼠笼式异步电动机的额定转速时,应满足工艺 条件要求,选用二极(极对数P=1)的(同步转速3000 r/min)、 四极(极对数P=2)的(同步转速1500 r/min)或更低的同步转 速,以简化机械传动链,降低齿轮减速箱的制造成本。
—般说来,由电动机完成机床的启动、制动和反向要比机 械方法简单、容易,因此机床主轴的启动、停止、正反转运动 和调速操作,只要条件允许最好由电动机完成。
2 电气传动方案
启动: 机床主运动传动系统的启动转矩—般都比较小,因此,原则上 可采用任何一种启动方式。 对于机床的辅助运动,在启动时往往要克服较大的静转矩,所以 在必要时也可选用高启动转矩的电动机,或采用提高启动转矩的措施。 另外,还要考虑电网容量。对于电网容量不大而启动电流较大的 电动机一定要采取限制启动电流的措施,如在定子电路中串入电阻或 电抗降压启动等,以免电网电压波动较大而造成事故。
2 电气传动方案
(1)传动方式 (2)调速性能 (3)负载特性 (4)启动、制动和反向要求
2 电气传动方案
(1)传动方式
单电机拖动:用一台电动机拖动一台生产机械,通过机械 传动链将动力传送到每个工作机构。但当一台生产机械的运动 部件较多时,这种拖动方式的机械传动机构十分复杂。
多电机拖动:一台设备由多台电动机分别驱动各个工作机 构。这种拖动方式不仅大大简化了生产机械的传动机构,而且 控制灵活,为生产机械的自动化提供了有利的条件,所以,现 代化机电传动基本上均采用这种拖动形式。
2 电气传动方案
(2)调速性能
金属切削机床的主运动和进给运动,起吊设备、机械手的 某些运动机构,以及要求具有快速平稳的动态性能和准确定位 的设备(。为了达到一定的调速范围,可采用: 齿轮变速箱、液压调速装置、双速或多速电动机以及电气的无 级调速传动方案。
能耗制动方式。 ➢ 在起吊运输设备中也常采用具有联锁保护功能的电磁机械制动(俗称电磁抱
闸),有些场合也采用再生发电制动(反馈制动)。
3 控制方式
选择控制方式所要遵循的原则是:
(1)控制方式应与设备通用化和专用化的程度相适应
一般普通机床 和专用机床
继电接触控制系统
万能机床
可编程序控制器
数控机床
CNC
5.1 概述
传统的继电器-接触器控制系统设计的理论与方法,仍 然是可编程控制、数控装置、微机控制以及计算机联网控制 等的基础。
中小型生产设电气控制系统大多数还都是备的继电器-接 触器控制系统。
因此,掌握继电器-接触器控制系统的设计方法和过程, 对于学习现代电气控制系统的设计具有重要意义。
一、继电器-接触器控制系统设计的内容
继电器-接触器控制系统设计的内容可以分为两大部分,即 (电气原理图设计)和(工艺设计)。
电气原理图设计是核心,包括以下内容: 1. 制定电气设计技术条件(任务书); 2. 选择电气传动方案与控制方式; 3. 确定或核对电动机的类型及技术参数; 4. 绘制电气控制系统原理图,确定各部分之间的关系,计算主
2 电气传动方案
传动电动机是否需要制动,应视机械设备工作循环的长短而定。 ➢ 对于某些高速高效金属切削机床,为了便于测量和装卸工件或者更换刀具,
宜采用制动电动机。 ➢ 如果对于制动的性能无特殊要求而电动机又不需反转时,则采用反接制动可
使线路简化。 ➢ 在要求制动平稳、准确,即在制动过程中不允许有反转可能性时,则宜采用
3 控制方式
(2)控制系统的工作方式应在经济、安全的前提下最大限度地满足 工艺要求
作为控制方案,应考虑采用自动循环或半自动循环、手动调整、动作程序 的变更、控制系统的检测,各个运动之间的联锁、各种保护、故障诊断、信 号指示、照明以及操作方便等问题。
引入
四、典型电气 控制系统分析
分析能力
二、常用 低压电器
设计能力
第五章 继电器-接触器控制系统设计
5.1 概述(设计内容、原则、方法) 5.2 电动机的选用 5.3.1 设计过程需要注意的问题 5.3.2 设计举例(龙门刨床横梁升降)
说明设计步骤:经验设计法与逻辑设计法
第五章 继电器-接触器控制系统设计
2 电气传动方案
(3)负载特性
不同机械设备的各个工作机构,具有各不相同的负载特
性(T = f(n);P = f(n))。如机床的主运动为恒功率负
载,而进给运动为恒转矩负载。在选择电动机调速方案时, 要使电动机的调速特性与负载特性相适应,以求得电动机充 分合理的应用。
2 电气传动方案
(4)启动、制动和反向要求
2 电气传动方案
在选择调速方案时,可参考以下几点:
重型或大型设备:主运动及进给运动,应尽可能采用无级 调速。这有利于简化机械结构,缩小齿轮箱体积,降低制造成本, 提高机床利用率。
精密机械设备:坐标镗床床、精密磨床、数控机床以及某些 精密机械手,为了保证加工精度和动作的准确性,便于自动控制, 也应采取电气无级调速方案。
要技术参数; 5. 选择电气元件,制定元器件目录清单; 6. 编写电气控制系统设计说明书。
1 电气设计的技术条件
电气设计的技术条件通常是以(任务书)的形式表达的。 它是整个电气设计的依据。在任务书中,简要说明所设计 的机械设备的型号、用途、工艺过程、技术性能、传动参 数以及现场工作条件等。
1 电气设计的技术条件
电气方面说明:
➢用户供电电网的种类(直流或交流)、电压、频率及容量; ➢有关电气传动的基本特性,如运动部件的数量和用途、负载特性、 调速范围和平滑性,电动机的启动、反向和制动的要求等等; ➢有关电气控制的特性,如电气控制的基本方式,自动工作循环的组 成,自动控制的动作程序,电气保护及联锁条件等; ➢有关操作方面的要求,如操作台的布置,操作按钮的设置和作用, 测量仪表的种类以及显示、报警和照明要求等; ➢机床主要电气设备(如电动机、执行电器和行程开关等)的布置草图。
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