PLC电气控制技术.pptx

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1、PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD第一节第一节 电气控制电路设计基础电气控制电路设计基础(jch)(jch)u电气控制系统设计的基本内容：电气控制系统设计的基本内容：u拟定电气设计任务书拟定电气设计任务书u确定电气传动控制方案，选择电动机确定电气传动控制方案，选择电动机u设计电气控制原理图设计电气控制原理图u选择电气元件，制定明细表选择电气元件，制定明细表u设计操作台、电气柜及非标准电气元件设计操作台、电气柜及非标准电气元件u设计电气设备布置总图设计电气设备布置总图(zn t)(zn t)、电气安装图以及电气接线图、电气安装图以及电气接线图u编写电气说明书和

2、使用操作说明书编写电气说明书和使用操作说明书u 电气控制系统设计的原则：电气控制系统设计的原则：u1.1.电力拖动方案确定电力拖动方案确定(qudng)(qudng)的原则：的原则：u无电气调速要求电力拖动方案确定无电气调速要求电力拖动方案确定(qudng):(qudng):u 笼型异步电动机：起动不频繁的场合笼型异步电动机：起动不频繁的场合u 绕线转子异步电动机：负载静转矩大的拖动装置绕线转子异步电动机：负载静转矩大的拖动装置u 笼型异步电动机：起动不频繁的场合笼型异步电动机：起动不频繁的场合第一页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD要求电气调速

3、电力拖动方案确定要求电气调速电力拖动方案确定: :调速范围调速范围D D2 23 3、调速级数、调速级数224 4： 改变极对数的双速或多速笼型异步电动机改变极对数的双速或多速笼型异步电动机调速范围调速范围D3D3，且不要求平滑调速：，且不要求平滑调速： 绕线转子异步电动机，短时或重复短时负载绕线转子异步电动机，短时或重复短时负载调运范围调运范围D D3 31010，且要求平滑调速：，且要求平滑调速： 容量不大时可采用带滑差离合器的异步电动机。长期运转在低速时，也可容量不大时可采用带滑差离合器的异步电动机。长期运转在低速时，也可考虑采用晶闸管直流拖动系统。考虑采用晶闸管直流拖动系统。调速范围调

4、速范围D D1010100100：直流拖动系统或交流调速系统：直流拖动系统或交流调速系统三相异步电动机：变更定子三相异步电动机：变更定子(dngz)(dngz)绕组的极数和改变转子电路的电阻绕组的极数和改变转子电路的电阻电动机调速性质的确定电动机调速性质的确定: :与生产机械的负载特性相适应与生产机械的负载特性相适应双速笼型异步电动机，当定子绕组双速笼型异步电动机，当定子绕组(roz)(roz)由三角形联结改为双星形联由三角形联结改为双星形联结时，转速由低速升为高速，功率却变化不大，适用于恒功率传动。结时，转速由低速升为高速，功率却变化不大，适用于恒功率传动。由星形联结改为双星形联结时，电动机

5、输出转矩不变，适用于恒转矩由星形联结改为双星形联结时，电动机输出转矩不变，适用于恒转矩传动。传动。直流他励电动机，改变电枢电压调速为恒转矩调速；而改变励磁调速直流他励电动机，改变电枢电压调速为恒转矩调速；而改变励磁调速为恒功率调速。为恒功率调速。恒转矩负载采用恒功率调速或恒功率负载采用恒转矩调速，将使电动恒转矩负载采用恒功率调速或恒功率负载采用恒转矩调速，将使电动机额定功率增大机额定功率增大D D倍（倍（D D为调速范围），部分转矩未得到充分利用。为调速范围），部分转矩未得到充分利用。第二页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD2.控制方案确定控制方

6、案确定:控制方式与拖动需要相适应：以经济效益为标准。控制逻辑简单、加工程序基本控制方式与拖动需要相适应：以经济效益为标准。控制逻辑简单、加工程序基本固定，采用继电器接点控制方式较为合理；经常改变加工程序或控制逻辑复杂，固定，采用继电器接点控制方式较为合理；经常改变加工程序或控制逻辑复杂，采用可编程序控制器较为合理。采用可编程序控制器较为合理。控制方式与通用化程度相适应：加工一种或几种零件的专用设备，通用化程度低，控制方式与通用化程度相适应：加工一种或几种零件的专用设备，通用化程度低，可以有较高的自动化程度，宜采用固定的控制电路；单件、小批量且可加工形状可以有较高的自动化程度，宜采用固定的控制电

7、路；单件、小批量且可加工形状复杂零件的通用设备，采用数字程序控制或可编程序控制器控制，可以根据不同复杂零件的通用设备，采用数字程序控制或可编程序控制器控制，可以根据不同加工对象设定不同的加工程序，有较好的通用性和灵活性。加工对象设定不同的加工程序，有较好的通用性和灵活性。控制方式应最大限度满足工艺要求：自动循环、半自动循环、手动调整、紧急快控制方式应最大限度满足工艺要求：自动循环、半自动循环、手动调整、紧急快退、保护性联锁、信号指示和故障诊断等功能。退、保护性联锁、信号指示和故障诊断等功能。控制电路的电源应可靠：简单控制电路可直接控制电路的电源应可靠：简单控制电路可直接(zhji)用电网电源；

8、电路较复杂的用电网电源；电路较复杂的控制装置，可将电网电压隔离降压，以降低故障率；自动化程度较高的生产设备，控制装置，可将电网电压隔离降压，以降低故障率；自动化程度较高的生产设备，可采用直流电源，有助于节省安装空间，便于同无触点元件连接，元件动作平稳，可采用直流电源，有助于节省安装空间，便于同无触点元件连接，元件动作平稳，操作维修也较安全。操作维修也较安全。第三页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CADu电气控制电路设计方法：电气控制电路设计方法：u设先设计主电路，再设计控制电路、信号设先设计主电路，再设计控制电路、信号(xnho)电路及局部照明电路及

9、局部照明电路等电路等控制电路设计要求：控制电路设计要求：满足生产机械的工艺满足生产机械的工艺(gngy)要求，能按照工艺要求，能按照工艺(gngy)的顺序准确而的顺序准确而可靠地工作。可靠地工作。电路结构力求简单，尽量选用常用的且经过实际考验过的电路。电路结构力求简单，尽量选用常用的且经过实际考验过的电路。操作、调整和检修方便。操作、调整和检修方便。具有各种必要的保护装置和联锁环节。具有各种必要的保护装置和联锁环节。控制电路设计方法：控制电路设计方法：经验设计法：根据生产工艺的要求，按照经验设计法：根据生产工艺的要求，按照(nzho)电动机的控制方法，电动机的控制方法，采用典型环节电路直接进行

10、设计。采用典型环节电路直接进行设计。逻辑设计法：采用逻辑代数进行设计。逻辑设计法：采用逻辑代数进行设计。通过下面的例子来说明如何用经验设计法来设计控制电路：通过下面的例子来说明如何用经验设计法来设计控制电路：例题：例题：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；另外有一个安装工件的滑台，由另一台交流电动机拖动。加工工艺是在开始工作时，要求外有一个安装工件的滑台，由另一台交流电动机拖动。加工工艺是在开始工作时，要求滑台先快速移动到加工位置，然后自动变为记速进给，进给到指定位置自动停止，再由滑台先快速移

11、动到加工位置，然后自动变为记速进给，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，回到原位后自动停车。要求两动力头电动机在滑台电操作者发出指令使滑台快速返回，回到原位后自动停车。要求两动力头电动机在滑台电动机正向起动后起动，而在滑台电动机正向停车时也停车。动机正向起动后起动，而在滑台电动机正向停车时也停车。 第四页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD主电路主电路(dinl)(dinl)主电路设计：主电路设计：动力头拖动电动机只要求单方向旋动力头拖动电动机只要求单方向旋转，为使两台转，为使两台(lin ti)(lin ti)电动电动机同步

12、起动，可用一只接触器机同步起动，可用一只接触器KM3KM3控制。滑台拖功电动机需要控制。滑台拖功电动机需要正转、反转，可用两只接触器正转、反转，可用两只接触器KM1KM1、KM2KM2接制。滑台的快速移接制。滑台的快速移动由电磁铁动由电磁铁YAYA改变机械传动链改变机械传动链来实现，由接触器来实现，由接触器KM4KM4来控制。来控制。第五页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD控制电路设计控制电路设计滑台电动机的正转、反转分别用两个按钮滑台电动机的正转、反转分别用两个按钮SBl与与SB2控制，停车则分别用控制，停车则分别用SB3与与SB4控制。由于动

13、力头电动机在滑台电动机正转后起动，停车时也停车，控制。由于动力头电动机在滑台电动机正转后起动，停车时也停车，故可用接触器故可用接触器KM1的常开辅助触点控制的常开辅助触点控制KM3的线圈，如图的线圈，如图a所示。所示。滑台的快速移动可采用电磁铁滑台的快速移动可采用电磁铁YA通电时，改变凸轮通电时，改变凸轮(tln)的变速比来实现。的变速比来实现。滑台的快速前进与返回分别用滑台的快速前进与返回分别用KM1与与KM2的辅助触点控制的辅助触点控制KM4，再由，再由KM4触点去通断电磁铁触点去通断电磁铁YA。滑台快速前进到加工位置时，要求慢速进给，。滑台快速前进到加工位置时，要求慢速进给，因而在因而在

14、KM1触点控制触点控制KM4的支路上串联限位开关的支路上串联限位开关SQ3的常闭触点。此部分的常闭触点。此部分的辅助电路如图的辅助电路如图b所示。所示。 控制电路草图控制电路草图(cot)(cot)第六页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD联锁与保护环节设计：联锁与保护环节设计：用限位开关用限位开关SQ1SQ1的常闭触点控制的常闭触点控制(kngzh)(kngzh)滑台慢速进给到位时的停车；用限滑台慢速进给到位时的停车；用限位开关位开关SQ2SQ2的常闭触点控制的常闭触点控制(kngzh)(kngzh)滑台快速返回至原位时的自动停车。滑台快速返回至

15、原位时的自动停车。接触器接触器KMlKMl与与KM2KM2之间应互相联锁，三台电动机均应用热继电器作过载保之间应互相联锁，三台电动机均应用热继电器作过载保护。护。控制电路控制电路第七页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD电路的完善：电路的完善：电路初步设计完后，可能还有不够合理的地方，因此需仔细校核。一共用了三个电路初步设计完后，可能还有不够合理的地方，因此需仔细校核。一共用了三个KMlKMl的常开辅助触点的常开辅助触点(ch din)(ch din)，而一般的接触器只有两个常开辅助触点，而一般的接触器只有两个常开辅助触点(ch din)(ch d

16、in)。因此，必须进行修改。从电路的工作情况可以看出，因此，必须进行修改。从电路的工作情况可以看出，KM3KM3的常开辅助触点的常开辅助触点(ch (ch din)din)完全可以代替完全可以代替KM1KM1的常开辅助触点的常开辅助触点(ch din)(ch din)去控制电磁铁去控制电磁铁YAYA，修改后的辅，修改后的辅助电路如图所示。助电路如图所示。修改修改(xigi)(xigi)后的后的控制电路控制电路第八页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CADu 控制电路设计时应注意控制电路设计时应注意(zh y)(zh y)的问题的问题 ：u 尽量减少连接

17、导线尽量减少连接导线 。设计控制电路时，应考虑电器元件的实。设计控制电路时，应考虑电器元件的实际位际位u 置，尽可能地减少配线时的连接导线，如图置，尽可能地减少配线时的连接导线，如图a a是不合理的。是不合理的。 按钮一般是装在操作台上，而接触器则是装在电器按钮一般是装在操作台上，而接触器则是装在电器(dinq)(dinq)柜内，柜内，这样接线就需要由电器这样接线就需要由电器(dinq)(dinq)柜二次引出连接线到操作台上，所以一柜二次引出连接线到操作台上，所以一般都将起动按钮和停止按钮直接连接，就可以减少一次引出线，如图般都将起动按钮和停止按钮直接连接，就可以减少一次引出线，如图b b所示

18、。所示。 电器电器(dinq)(dinq)连接图连接图第九页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD正确连接电器的线圈正确连接电器的线圈 。 a) a)电压线圈通常不能串联使用，如图电压线圈通常不能串联使用，如图a a所示。由于它们的阻抗不尽相所示。由于它们的阻抗不尽相同，会造成两个线圈上的电压分配不等。即使外加电压是同型号线圈电同，会造成两个线圈上的电压分配不等。即使外加电压是同型号线圈电压的额定电压之和，也不允许。因为电器动作总有先后压的额定电压之和，也不允许。因为电器动作总有先后(xinhu)(xinhu)，当，当有一个接触器先动作时，则其线圈阻

19、抗增大有一个接触器先动作时，则其线圈阻抗增大, ,该线圈上的电压降增大，该线圈上的电压降增大，使另一个接触器不能吸合，严重时将使电路烧毁。使另一个接触器不能吸合，严重时将使电路烧毁。b)电感电感(din n)量相差悬殊的两个电器线圈，也不要并联连接。图量相差悬殊的两个电器线圈，也不要并联连接。图b中直中直流电磁铁流电磁铁YA与继电器与继电器KA并联，在接通电源时可正常工作，但在断开并联，在接通电源时可正常工作，但在断开电源时，由于电磁铁线圈的电感电源时，由于电磁铁线圈的电感(din n)比继电器线圈的电感比继电器线圈的电感(din n)大得多，所以断电时，继电器很快释放，但电磁铁线圈产生的自大

20、得多，所以断电时，继电器很快释放，但电磁铁线圈产生的自感电动势可能使继电器又吸合一段时间，从而造成继电器的误动作。感电动势可能使继电器又吸合一段时间，从而造成继电器的误动作。解决方法可备用一个接触器的触点来控制。如图解决方法可备用一个接触器的触点来控制。如图c所示。所示。 电磁电磁(dinc)(dinc)线圈的线圈的串并联串并联第十页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD 控制电路中应避免出现寄生电路控制电路中应避免出现寄生电路: 寄生电路是电路动作过程中意外接通的电路。如图所示具有寄生电路是电路动作过程中意外接通的电路。如图所示具有(jyu)指示灯

21、指示灯HL和热保护的正反向电路和热保护的正反向电路.正常工作时，能正常工作时，能完成正反向起动、完成正反向起动、停止停止(tngzh)(tngzh)和和信号指示。信号指示。当热继电器当热继电器FR动作时，电路动作时，电路(dinl)就出现了寄生电路就出现了寄生电路(dinl)，如图中虚线所示，如图中虚线所示，使正向接触器使正向接触器KM1不能有效释不能有效释放，起不了保护作用。放，起不了保护作用。寄生电路寄生电路第十一页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD 尽可能减少电器尽可能减少电器(dinq)(dinq)数量，采用标准件和相同型号的电器数量，采

22、用标准件和相同型号的电器(dinq):(dinq):如图所示。如图所示。当控制的支路数较多，而当控制的支路数较多，而触点数目不够触点数目不够(bgu)(bgu)时，时，可采用中间继电器增加控可采用中间继电器增加控制支路的数量。制支路的数量。简化简化(jinhu)(jinhu)电路电路去掉不必要的去掉不必要的KM1，简化电路，提高电简化电路，提高电路可靠性路可靠性第十二页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD 多个电器的依次动作问题多个电器的依次动作问题 在电路中应尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制电路。在电路中应尽量避免许多电器依次动作

23、才能接通另一个电器的控制电路。 可逆电路的联锁可逆电路的联锁 在频繁操作的可逆电路中，正反向接触器之间不仅要有电气联锁，而且在频繁操作的可逆电路中，正反向接触器之间不仅要有电气联锁，而且(r qi)(r qi) 还有机械联锁。还有机械联锁。 要有完善的保护措施要有完善的保护措施 常用的保护措施有漏电流、短路、过载、过电流、过电压、失电压等保常用的保护措施有漏电流、短路、过载、过电流、过电压、失电压等保 护护 环节，有时还应设有合闸、断开、事故、安全等必须的指示信号。环节，有时还应设有合闸、断开、事故、安全等必须的指示信号。u 电气控制电路设计中元器件的选择电气控制电路设计中元器件的选择u 1.

24、 电动机的选择：电动机的选择：u 选择电动机时，要考虑电动机的功率、转速、结构型式、额定电压等选择电动机时，要考虑电动机的功率、转速、结构型式、额定电压等 u a) 电动机功率的选择电动机功率的选择:依据的是负载功率。依据的是负载功率。 u 选择电动机功率的一种实用方法是调查统计类比法。选择电动机功率的一种实用方法是调查统计类比法。u 目前采用的拖动电动机功率的统计分析公式目前采用的拖动电动机功率的统计分析公式(gngsh)如下：如下：u (1) 卧式车床主电动机的功率卧式车床主电动机的功率u u u 式中，式中，P为主拖动电动机功率（为主拖动电动机功率（kW）；）；D为工件最大直径（为工件最

25、大直径（m）。）。u 54. 15 .36P第十三页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD(2) 立式车床主电动机的功率立式车床主电动机的功率 式中，式中，P为主拖动电动机功率（为主拖动电动机功率（kW）；）；D为工件最大直径（为工件最大直径（m）。）。(3) 摇臂钻床主电动机的功率摇臂钻床主电动机的功率 式中，式中，P为主拖动电动机功率（为主拖动电动机功率（kW）；）；D为最大钻孔直径（为最大钻孔直径（mm）。）。(4) 卧式镗床主电动机的功率卧式镗床主电动机的功率 式中，式中，P为主拖动电动机功率（为主拖动电动机功率（kW）；）；D为镗杆直径（为

26、镗杆直径（mm）。）。(5) 龙门铣床主电动机的功率龙门铣床主电动机的功率 式中，式中，P为主拖动电动机功率（为主拖动电动机功率（kW）；）；B为工作台宽度（为工作台宽度（mm）。）。 主拖动和进给拖动用一台电动机的场合，按主拖动电动机的功率计算。主拖动和进给拖动用一台电动机的场合，按主拖动电动机的功率计算。对于采用单独的进给拖动电动机，出于其不仅拖动进给运动外还拖动工作台对于采用单独的进给拖动电动机，出于其不仅拖动进给运动外还拖动工作台的快速移动，应按快速移动所需功率来选择的快速移动，应按快速移动所需功率来选择(xunz)。快速移动所需功率，。快速移动所需功率，般般按经按经验数据来选择验数据

27、来选择(xunz)，可查阅有关资料。，可查阅有关资料。 机床进给拖动的功率一般较小。按经验，车床、钻床的进给拖动功率为机床进给拖动的功率一般较小。按经验，车床、钻床的进给拖动功率为主拖动功率的主拖动功率的0.03-0.05，而铣床的进给拖动功率为主拖动功率的，而铣床的进给拖动功率为主拖动功率的0.2-0.25。88. 020DP19.10646.0DP 7.1004.0DP 15. 11661BP 第十四页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CADb) 电动机额定电压的选择电动机额定电压的选择交流电动机额定电压应与供电电网电压一致。交流电动机额定电压应与

28、供电电网电压一致。 中小型异步电动机额定电压为中小型异步电动机额定电压为220V/380V（三角形（三角形/Y联结）及联结）及6380V/660V （三角形（三角形/Y联结）两种，后者可用联结）两种，后者可用Y/三角形起动；三角形起动； 当电动机功率较大时，可选用相应电压的高压电动机。当电动机功率较大时，可选用相应电压的高压电动机。直流电动机的额定电压也要与电源电压相一致。直流电动机的额定电压也要与电源电压相一致。c) 电动机额定转速的选择电动机额定转速的选择 对于额定功率相同的电动机，额定转速愈高，电动机尺寸对于额定功率相同的电动机，额定转速愈高，电动机尺寸(ch cun)、质量愈小，、质量

29、愈小，成本愈低，选用高速电动机较为经济。成本愈低，选用高速电动机较为经济。 由于生产机械所需转速一定，电动机转速愈高，传动机构转速比愈大，传动由于生产机械所需转速一定，电动机转速愈高，传动机构转速比愈大，传动机构愈复杂。因此应通过综合分析来确定电动机的额定转速。机构愈复杂。因此应通过综合分析来确定电动机的额定转速。d) 电动机结构型式的选择电动机结构型式的选择 电动机的结构型式按其安装位置的不同可分为卧式（轴是水平的）和立式电动机的结构型式按其安装位置的不同可分为卧式（轴是水平的）和立式（轴是垂直的）两种，应以电动机与工作机构的连接方便、紧凑为原则来选（轴是垂直的）两种，应以电动机与工作机构的

30、连接方便、紧凑为原则来选择。择。 电动机具有不同的防护型式，如防护式、封闭式、防爆式等，具体要根据电电动机具有不同的防护型式，如防护式、封闭式、防爆式等，具体要根据电动机的工作条件来选择。动机的工作条件来选择。 第十五页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CADe) 笼型异步电动机有关电阻的计算笼型异步电动机有关电阻的计算 (1)笼型异步电动机起动电阻的计算：在电动机减压起动方式中，定子回笼型异步电动机起动电阻的计算：在电动机减压起动方式中，定子回 路串联的限流电阻可按下式近似计算：路串联的限流电阻可按下式近似计算： 式中，式中，Rst为每相启动限流电阻

31、值（为每相启动限流电阻值（）；）；IN为电动机额定电流（为电动机额定电流（A）；）；Kst为不加电为不加电 阻时，电动机的起动电流与额定电流之比，可由手册查出；阻时，电动机的起动电流与额定电流之比，可由手册查出；Ksrt为加入起动限流电为加入起动限流电 阻后，电动机的起动电流与额定电流之比、可根据阻后，电动机的起动电流与额定电流之比、可根据(gnj)需要选取。需要选取。 (2)笼型异步电动机反接制动电阻的计算：电动机在反接制动瞬间，定子的旋转磁笼型异步电动机反接制动电阻的计算：电动机在反接制动瞬间，定子的旋转磁 场已经反向旋转，而转子的转向尚未来得及改变，转差率场已经反向旋转，而转子的转向尚未

32、来得及改变，转差率s接近接近2，因此反接制，因此反接制 动时的电流比起动电流大。为了限制制动电流，在电动机定子回路中也应串入动时的电流比起动电流大。为了限制制动电流，在电动机定子回路中也应串入 限流电阻。反接制动的限流电阻可按下式近似计算：限流电阻。反接制动的限流电阻可按下式近似计算： 式中，式中，Rrb为每相反接制动限流电阻阻值（为每相反接制动限流电阻阻值（）；）；Krbr为接入限流电阻后，反接制为接入限流电阻后，反接制 动电流与额定电流之比。如果只在电动机的两相中串入制动限流电阻，动电流与额定电流之比。如果只在电动机的两相中串入制动限流电阻，Rrb值可取值可取 计算值的计算值的1.5倍。倍

33、。 stsrtstNstKKKIR134110strbrstNrbKKKIR5 . 034110第十六页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD2. 常用低压电器的选择常用低压电器的选择 a) 接触器的选用接触器的选用 选择接触器主要依据以下数据：电源种类（直流或交流）；主触点额定选择接触器主要依据以下数据：电源种类（直流或交流）；主触点额定 电流；辅助触点的种类、数量和触点的额定电流；电磁线圈的电源种类、频电流；辅助触点的种类、数量和触点的额定电流；电磁线圈的电源种类、频 率和额定电压；额定操作频率等。机床应用最多的是交流接触器。率和额定电压；额定操

34、作频率等。机床应用最多的是交流接触器。 交流接触器的选择主要考虑主触点的额定电流、额定电压、线圈电压等。交流接触器的选择主要考虑主触点的额定电流、额定电压、线圈电压等。 (1) 主触点额定电流主触点额定电流IN可根据下面经验公式进行选择：可根据下面经验公式进行选择： 式中，式中， IN为接触器主触点额定电流（为接触器主触点额定电流（A）;K为比例系数，一般取为比例系数，一般取1-1.4； PN为被控电动机额定功率（为被控电动机额定功率（kW）；）；UN为被控电动机额定线电压（为被控电动机额定线电压（V）。）。 (2) 交流接触器主触点额定电压一般按高于电路额定电压来确定。交流接触器主触点额定电

35、压一般按高于电路额定电压来确定。 (3) 根据控制根据控制(kngzh)回路的电压决定接触器的线圈电压回路的电压决定接触器的线圈电压 (4) 接触器辅助触点的数量、种类应满足电路的需要。接触器辅助触点的数量、种类应满足电路的需要。 NNNKUPI310第十七页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CADb) 继电器的选择继电器的选择一般继电器的选择一般继电器的选择 一般继电器也叫电磁继电器。选用时，除满足继电一般继电器也叫电磁继电器。选用时，除满足继电 器线圈电压或线圈电流的要求外，还应按照控制需要分别选用过电流继器线圈电压或线圈电流的要求外，还应按照控制

36、需要分别选用过电流继 电器、欠电流继电器、过电压继电器、欠电压继电器、中间继电器等。电器、欠电流继电器、过电压继电器、欠电压继电器、中间继电器等。 另外电压、电流继电器还有交流、直流之分，选择时也应注意。另外电压、电流继电器还有交流、直流之分，选择时也应注意。时间继电器的选择时间继电器的选择 从以下几方面考虑：从以下几方面考虑： 1) 根据控制电路的要求来选择延时方式，即通电延时型或断电延时型。根据控制电路的要求来选择延时方式，即通电延时型或断电延时型。 2) 根据延时准确度要求和延时长、短要求来选择。根据延时准确度要求和延时长、短要求来选择。 3) 根据使用场合、工作根据使用场合、工作(gn

37、gzu)环境选择合适的时间继电器。环境选择合适的时间继电器。热继电器的选择热继电器的选择 按照电动机的工作按照电动机的工作(gngzu)环境、起动情况、负载性质等因素来考虑。环境、起动情况、负载性质等因素来考虑。 (1) 热继电器结构形式的选择。星形联结的电动机可选用两相或三相结构热热继电器结构形式的选择。星形联结的电动机可选用两相或三相结构热 继电器，三角形联结的电动机应选用带断相保护装置的三相结构热继电器继电器，三角形联结的电动机应选用带断相保护装置的三相结构热继电器 (2) 热元件额定电流的选择。一般可按下式选取：热元件额定电流的选择。一般可按下式选取： 式中，式中，IR为热元件的额定电

38、流；为热元件的额定电流；IN为电动机的额定电流。为电动机的额定电流。 对于工作对于工作(gngzu)环境恶劣、起动频繁的电动机，则按下式选取：环境恶劣、起动频繁的电动机，则按下式选取： 热元件选好后，还需根据电动机的额定电流来调整它的整定值。热元件选好后，还需根据电动机的额定电流来调整它的整定值。NRII)05. 195. 0(NRII) 5 . 115. 1 (第十八页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CADc) 熔断器的选择熔断器的选择(xunz) 熔断器选择熔断器选择(xunz)内容主要是熔断器种类、额定电压、额定电流等级和熔内容主要是熔断器种类

39、、额定电压、额定电流等级和熔体额定电流。熔体额定电流体额定电流。熔体额定电流IR的选择的选择(xunz)是主要参数。是主要参数。单台长期工作的异步电动机单台长期工作的异步电动机 式中，式中，IN为异步电动机额定电流。为异步电动机额定电流。用一组熔断器保护多台电动机用一组熔断器保护多台电动机 式中，式中，Imax为容量最大的电动机的额定电流；为容量最大的电动机的额定电流；IN为其他电动机额定电为其他电动机额定电 流之和。流之和。d) 其他电器的选择其他电器的选择(xunz) (1) 断路器的选择断路器的选择(xunz) (2) 控制变压器容量的选择控制变压器容量的选择(xunz) (3) 控制按

40、钮的选择控制按钮的选择(xunz) (4) 行程开关的选择行程开关的选择(xunz) (5) 万能转换开关的选择万能转换开关的选择(xunz) (6) 接近开关的选择接近开关的选择(xunz) NRII)5 .25 .1 (NRIIImax) 5 . 25 . 1 (第十九页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CADu 电气控制系统中的保护环节电气控制系统中的保护环节 u 电路发生短路时的危害，短路电电路发生短路时的危害，短路电流会流会u 引起电气设备绝缘损坏和产生强大引起电气设备绝缘损坏和产生强大的电的电u 动力，使电动机和电路中的各种电动力，使电动机

41、和电路中的各种电气设气设u 备产生机械性损坏，备产生机械性损坏，u 图图a为采用熔断器作短路保护的电为采用熔断器作短路保护的电路。路。u 图图b为采用断路器作为短路保护和为采用断路器作为短路保护和过载过载(guzi)u 保护的电路。保护的电路。u 若主电动机容量较小，主电路中的若主电动机容量较小，主电路中的u 熔断器可同时作为控制电路的短路熔断器可同时作为控制电路的短路保护保护u 若主电动机容量较大，则控制电路若主电动机容量较大，则控制电路u 一定要单独设置短路保护熔断器。一定要单独设置短路保护熔断器。u 若主电路采用三相四线制或对变压若主电路采用三相四线制或对变压u 器采用中性点接地的三相三

42、线制的器采用中性点接地的三相三线制的供电供电u 电路中，必须采用三相短路保护。电路中，必须采用三相短路保护。短路短路(dunl)(dunl)电路电路第二十页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD2. 过电流保护过电流保护不正确的起动和过大的冲击负载，常常引起电动机出现很大的过电流。不正确的起动和过大的冲击负载，常常引起电动机出现很大的过电流。过电流的危害，导致过电流的危害，导致(dozh)电机损坏，引起过大的电动机转矩，使机械的转动部件电机损坏，引起过大的电动机转矩，使机械的转动部件受到损坏。受到损坏。 工作原理：工作原理： 当电动机起动时，时间继电

43、器当电动机起动时，时间继电器KTKT的的动断触点仍闭合，动合触点尚未闭合，动断触点仍闭合，动合触点尚未闭合，过电流继电器过电流继电器KIKI的线圈不接入电路。的线圈不接入电路。起动结束后，起动结束后，KTKT动断触点断开，动合动断触点断开，动合触点闭合，触点闭合，KIKI线圈得电，开始起保护线圈得电，开始起保护作用作用(zuyng)(zuyng)。 工作过程中，某种原因而引起过电工作过程中，某种原因而引起过电流时，流时，TATA输出电压增加，输出电压增加，KIKI动作，其动作，其动断触点断开，电动机便停止运转。动断触点断开，电动机便停止运转。 图a所示是过电流保护用在绕线转子异步电动机的限流起

44、动(q dn)电路。 图b为笼型电动机工作时的过电流保护电路。过流保护过流保护第二十一页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD3. 过载保护过载保护电动机长期电动机长期(chngq)超载运行的危害，使其绕组的温升将超过额定值而损坏，超载运行的危害，使其绕组的温升将超过额定值而损坏，常采用热继电器作为过载保护元件。常采用热继电器作为过载保护元件。单相单相(dn xin)(dn xin)、两相、三相过、两相、三相过载保护载保护由于热惯性的关系，热继电由于热惯性的关系，热继电器不会受短路电流的冲击而器不会受短路电流的冲击而瞬时动作。但当有瞬时动作。但当有8

45、 81010倍额倍额定电流通过定电流通过(tnggu)(tnggu)热继电热继电器时，有可能使热继电器的器时，有可能使热继电器的发热元件烧坏。发热元件烧坏。 在使用热继电器作过载在使用热继电器作过载保护时，还必须装有熔保护时，还必须装有熔断器或过流继电器配合断器或过流继电器配合使用使用。原因原因第二十二页，共44页。PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD4. 失电压保护失电压保护失电压保护失电压保护:是指防止电压恢复时电动机自起动的保护。是指防止电压恢复时电动机自起动的保护。通常通常(tngchng)采用接触器的自锁控制电路来实现，采用接触器的自锁控制电路来实现

46、，按下按钮按下按钮SB2，接触器线圈得电，其动合触点，接触器线圈得电，其动合触点(ch din)闭合。闭合。SB2按钮松开后，接触器线圈由于动合触点按钮松开后，接触器线圈由于动合触点(ch din)的闭合仍然得电。当电源断开，接触器线圈失电，的闭合仍然得电。当电源断开，接触器线圈失电，其动合触点其动合触点(ch din)断开，故当恢复通电时，接触器断开，故当恢复通电时，接触器线圈便不可能得电。要使接触器工作，必须再次按压起线圈便不可能得电。要使接触器工作，必须再次按压起动按钮动按钮SB2。失电压失电压(diny)(diny)保护保护5. 欠电压保护欠电压保护 欠电压保护欠电压保护:当电动机正常

47、运转时，由于电压过分降低，将引起一些电当电动机正常运转时，由于电压过分降低，将引起一些电 器释放，造成控制电路工作失调，可能产生事故。因此，必须在电源器释放，造成控制电路工作失调，可能产生事故。因此，必须在电源 电压降到一定值以下时切断电源，即为欠电压保护。电压降到一定值以下时切断电源，即为欠电压保护。 一般常用一般常用电磁式电压继电器电磁式电压继电器实现欠电压保护。当电源电压过低或消失实现欠电压保护。当电源电压过低或消失 时，电压继电器就释放，从而切断控制回路，电压再恢复时，要重新时，电压继电器就释放，从而切断控制回路，电压再恢复时，要重新 起动才能工作。起动才能工作。第二十三页，共44页。

48、PLC电气控制技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CAD第二节第二节 机床机床(jchung)(jchung)电气控制电路设计举例电气控制电路设计举例设计设计CW6163型卧式车床的电气控制电路型卧式车床的电气控制电路(dinl)。机床电气传动的特点及控制要求机床电气传动的特点及控制要求机床主运动和进给运动由电动机机床主运动和进给运动由电动机M1集中传动，主轴运动的正反向（满足集中传动，主轴运动的正反向（满足螺纹加工要求）是靠两组摩擦片离合器完成。螺纹加工要求）是靠两组摩擦片离合器完成。主轴制动采用液压制动器。主轴制动采用液压制动器。冷却泵由电动机冷却泵由电动机M2拖动。拖动。刀

49、架快速移动由单独的快速电动机刀架快速移动由单独的快速电动机M3拖动。拖动。进给运动的纵向（左右）运动，横向（前后）运动，以及快速移动，都进给运动的纵向（左右）运动，横向（前后）运动，以及快速移动，都集中由一个手柄操纵。集中由一个手柄操纵。电动机型号：电动机型号： 主电动机主电动机M1：Y160M-4，1l kW，380V，23.0A，1460 r/min；冷却泵电动机冷却泵电动机M2：JCB-22，0.15kW，380V，0.43A，2790 r/min；快速移动电动机快速移动电动机M3：Y90S-4，1.1kW，380V，2.8 A，1400 r/min。第二十四页，共44页。PLC电气控制

50、技术电气控制技术第四章第四章 电气设计与电气设计与CADu 电气控制电路设计电气控制电路设计(shj)(shj)u 主回路设计主回路设计(shj)(shj)u 根据电气传动的要求，由接触器根据电气传动的要求，由接触器KM1KM1、KM2KM2、KM3KM3分别控制电动机分别控制电动机M1M1、M2M2及及M3M3，如图所示。，如图所示。 三相电源三相电源(dinyun)由开由开关关QS引入。引入。 主电动机主电动机M1的过载保护的过载保护由由 热继电器热继电器FR1实现。实现。 主电动机的短路保护可主电动机的短路保护可由由 机床的前一级配电箱中机床的前一级配电箱中的的 熔断器充任。熔断器充任。