2022年电气控制设 .pdf

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1、1 第四章电气控制线路的设计本章要点介绍电气控制线路设计的原则和内容学习电气控制线路设计的方法掌握拖动方案和控制方案的确定原则熟练掌握元器件的选择方法本章难点控制线路的设计与优化在生产中，机械设备的使用效能与其电气自动化的程度有着密切的关系，尤其是机电一体化已成为现代机械工业发展的总趋势，所以要搞好机电工作，就应当掌握生产设备电气控制线路的设计。通过前几章的学习，在已经初步掌握了低压电器、电气控制线路的基本环节以及一些典型生产机械电气控制线路的基础上，本章将介绍相关的电气控制线路的设计方法和所使用的低压电器的选择方法。第一节设计的基本原则和内容设计工作的首要问题是树立正确的设计思想，树立工程实

2、践的观点，使设计的产品经济、使用、可靠、先进、使用及维修方便。任何一台机械设备的结构形式和使用效能与其电气自动化程度有着十分密切的关系，因此电气控制设计必须与设备的机械设计相对应，这就要求电气设计人员必须对机械设备的的机械结构、加工工艺有一定的了解，这样才能设计出符合要求的电气控制设备。一、电气控制系统设计的基本内容机械设备的控制系统绝大多数属于电力拖动控制系统，因此生产机械电气控制系统设计的基本内容有以下几个方面：确定电力拖动方案。设计生产机械电力拖动自动控制线路。选择拖动电机及电气元件，制定电器明细表。进行生产机械电力装备施工设计编写生产机械电气控制系统的电气说明书与设计文件二、电力拖动方

3、案确定的原则对各类生产机械电气控制系统的设计，首要的是选择和确定合适的拖动方案。主要根据设备的工艺要求及结构来选用电动机的数量，然后根据各生产机械的调速要求来确定调速方案，同时，应当考虑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。1无电气调速要求的生产机械在不需要电气调速和起动不频繁的场合，应首先考虑采用鼠笼式异步电动名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - 2 机。在负载静转矩很大的拖动装置中，可考虑

4、采用绕线式异步电动机。对于负载很平稳、容量大、且起停次数很少时，则采用同步电动机更为合理，不仅可以充分发挥同步电动机效率高、功率因数高的优点，还可以调节励磁使它工作在过励情况下，提高电网的功率因数。2要求电气调速的生产机械应根据生产机械的调速要求（如调速范围、调速平滑性、机械特性硬度、转速调节级数及工作可靠性等）来选择拖动方案，在满足技术指标的前提下，进行经济比较。最后确定最佳拖动方案。调速范围 D23，调速级数 24。一般采用改变磁极对数的双速或多速笼式异步电动机拖动。调速范围 D3，且不要求平滑调速时，采用绕线式转子感应电动机拖动。但只适用于短时负载和重复短时负载的场合。调速范围 D310

5、，且要求平滑调速时，在容量不大的情况下，可采用带滑差离合器的异步电动机拖动系统。若需长期运转在低速时，也可考虑采用晶闸管直流拖动系统。调速范围 D10100 时，可采用直流拖动系统或交流调速系统。三相异步电动机的调速， 以前主要依靠改变定子绕组的极数和改变转子电路的电阻来实现。目前，变频调速和串级调速已得到广泛的应用。3电动机调速性质的确定电动机的调速性质应与生产机械的负载特性相适应。对于双速笼型异步电动机当定子绕组由 联接改为 YY接法时，转速由低速转为高速，功率却变化不大，适用于恒功率传动；当定子绕组由Y联接改为 YY接法时，电动机输出转矩不变，适用于恒转矩传动。对于直流他励电动机，改变电

6、枢电压调速为恒转矩输出；而改变励磁调速为恒功率调速。若采用不对应调速， 即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，都讲使电动机额定功率增大D 倍（D 为调速范围），且部分转矩未得到充分利用。所以电动机调速性质是指电动机在整个调速范围内转矩、功率与转速的关系。究竟是容许恒功率输出还是恒转矩输出，在选择条苏方法是，应尽可能使它与负载性质相同。三、控制方案的确定原则设备的电气控制方法很多， 由继电器接触器的有触点控制， 有无触点逻辑控制，有可编程序控制器控制、计算机控制等。总之，合理地确定控制方案，设计实现、简便、可靠、经济、适用的电力拖动控制系统的重要前提。控制方案的确定，应遵循以下原

7、则：1控制方式与拖动需要相适应。控制方式并非越先进越好，而应该以经济效益为标准。控制逻辑简单、加工程序基本固定的生产机械设备，采用继电器接触器控制方式比较合理；对于经常改变加工程序或控制逻辑复杂的生产机械设备，则采用可编程序控制器较为合理。2控制方式与通用化程度相适应。通用化是指生产机械加工不同对象的通用化程度，它与自动化是两个概念。对于某些加工一种或几种零件的专用机床，它的通用化程度很低，但它可以有较高的自动化程度，这种机床宜采用固定的控制电路；对于单件、小批量且可以加工形状复杂零件的通用机床，则采用数字程序控制，或采用可编程序控制器控制，因为他们可以根据不同的加工对象而设定不同的加工程序，

8、因而有较好的通用性和灵活性。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - 3 3控制方式应最大限度满足工艺要求。根据加工哦年工艺要求，控制线路应具有自动循环、半自动循环、手动调整、紧急快退、保护性连锁、信号指示和故障诊断等功能，以最大限度满足工艺要求。4控制电路的电源应当可靠。 简单的控制电路可直接用电网电源，元件较多、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。对于自动化程度较高的生产设备可采用直流电源，这有

9、助于节省安装空间，便于同无触点元件连接，元件动作平稳，操作维修也比较安全。影响方案确定的因素很多， 最后选定方案的技术水平和经济水平，取决于设计人员的设计经验和设计方案的灵活运用。第二节电气控制线路的设计方法生产机械的电气控制系统使生产机械的重要组成部分，它对生产机械能否正确可靠地工作起着决定性的作用。因此，设计电气控制线路前，应对生产机械的工作性能、基本结构、运动情况及加工工艺过程有充分的了解，特别要明确生产工艺对电气控制提出的要求，在此基础上，再来考虑控制方案，如控制方式、起动、反向、制动、调速灯控制，设置必要的保护与联锁，以保证满足生产机械的工艺要求。在进行具体电路设计时，首先应设计主电

10、路，然后设计控制电路，最后是信号电路及局部照明电路等。初步设计完成后，应当仔细检查，看线路是否符合设计要求，并尽可能使之完善和简化，最后选择所用电器的型号与规格。一、控制线路的设计要求不同用途的电气控制线路，其控制要求有所不同，一般应满足以下要求：1. 应能满足生产机械的工艺要求，能按照工艺的顺序准确而可靠地工作。2. 线路结构力求简单，尽量选用常用的且经过实际考验过的线路。3. 操作、调整和检修方便。4. 具有各种必要的保护装置和联锁环节，即使在误操作时也不会发生重大事故。5. 工作稳定，安全可靠，符合使用环境条件。二、控制线路的设计方法电气控制线路的设计方法有两种，一种是经验设计法，另一种

11、是逻辑设计法。经验设计法， 它是根据生产工艺的要求， 按照电动机的控制方法， 采用典型环节线路直接进行设计，先设计出各个独立的控制电路，然后根据设备的工艺要求决定各部分电路的联锁或联系。这种方法比较简单，但是对于比较复杂的线路，设计人员必须具有丰富的工作经验，需绘制大量的线路图，并经多次修改后才能得到符合要求的控制线路。逻辑设计法， 采用逻辑代数进行设计， 按此方法设计的线路结构合理，可节省所用元件的数量。三、设计控制线路时应注意的问题设计具体线路时，为了使线路设计得简单且准确可靠，应注意以下几个问题。1尽量减少连接导线设计控制电路时，应考虑各元器件的实际位置， 尽可能减少配线时的连接导线。名

12、师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - 4 如图 6.1（a）所示电路是不合理的。因为按钮一般是安装在操作台上的，而接触器是安装在电气柜内的，这样接线就需要由电气柜内二次引出连接线到操作台上，所以一般都将起动按钮与停止按钮直接连接，这样就可以减少一次引出线，如图6.1（b）所示为合理的连接。(a)不合理(b)合理图 4.1电器连接图2正确连接电器的线圈电压线圈通常不能串联使用，如图6.2（a）所示为不正确的连接。由于他们

13、的阻抗不尽相同，造成两个线圈上的电压分配不等。即使是两个同型号线圈，外加电压是他们的额定电压之和，也不允许这样连接，因为电器动作总有先后，当有一个接触器先动作时，其线圈阻抗增大，该线圈上的电压降增大，使另一个接触器不能吸合，严重时将使线圈烧毁。电感量相差悬殊的两个电器线圈，也不要并联连接。图6.2（b）中直流电磁铁YA 与继电器 KA 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比继电器线圈的电感大得多，所以断电时，继电器很快释放，但电磁铁线圈产生的自感电动势可能时继电器又吸合一段时间，从而造成继电器的误动作。解决的方法是可以各用一个接触器的触点来控制。如图6.2（c）所

14、示。(a)错误(b)错误(c)正确图 4.2电磁线圈连接图3控制线路中应避免出现寄生电路寄生电路是线路动作过程中意外接通的电路。如图4.3 HL 和热保护的正反向电路。正常工作时， 能完成正反向起动、 停止和信号指示。 当热继电器 FR 动作时，线路就出现了寄生电路如图中虚线所示，使正向接触器KM1 不能有效释放，起不了保护作用；反转时亦然。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - 5 图 4.3寄生电路4尽可能减少电器

15、数量、采用标准件和相同型号的电器尽量减少不必要的触点以简化线路，提高线路可靠性如将图4.4（a）中线路改成图 6.4（b）所示的线路后，可减少一个触点。图 4.4简化线路当控制的支路数较多， 而触点数目不够时， 可采用中间继电器增加控制支路的数量。5多个电器的依次动作问题在线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线路。6可逆线路的联锁在频繁操作的可逆线路中， 正反向接触器之间不仅要由电气联锁而且要有机械联锁。7完善的保护措施在电气控制线路中， 为保证操作人员、 电气设备及生产机械的安全，一定要有完善的保护措施。常用的保护环节有漏电流、短路、过载、过流、过压、失压等保护环节。有时

16、还应设有合闸、断开、事故、安全等必需的指示信号。第三节电气控制线路中设计中的电动机选择电动机是生产机械电力拖动系统的拖动元件，选择电动机的原则是：经济、合理、安全。选择电动机的指标是结构形式、类型、转速、额定电压和功率。正确的选择电动机，对设备性能影响很大。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - 6 一、电动机结构的选择电动机具有不同的防护型式，如防护式、封闭式、防爆式等等，具体要根据电动机的工作条件来选择。1现代设备

17、，如机床，多选用防护式电动机，而在某些场合，在操作者和设备安全有保证的条件下也可采用开启式电动机，以利于散热和提高效率。2在污染严重或粉尘较多的场所，应选用封闭式电动机。3有爆炸危险的厂房车间，应选择防爆式电动机。4比较潮湿或冷却液流散的场所，也应选择封闭型电动机； 若温度较高的时，应考虑选用湿热型电动机。5露天作业，除选用封闭式电动机外，还应加防护措施。二、电动机类型的选择选择电动机类型的依据是在安全经济的条件下，适应设备工作特性的要求。1由于笼型异步电动机造价低，使用维修方便，所以对速度无特殊要求的设备应首先选择笼型异步电动机。2要求有调速性能的设备，可选用直流电动机，当然也可以采用交流调

18、速装置而选用交流电动机，但要考虑其经济性。3对要求速度变化级数较少的场合，可选用多速异步电动机。4对要求调速范围较宽的设备，除考虑直流拖动外，还应考虑是否需要机械变速和电气调速结合使用。三、电动机转速的选择对于额定功率相同的电动机，额定转速愈高，电动机体积、重量和成本就愈小。因此，在条件允许的情况下，应尽可能选用高速电动机，但要根据设备对转速的要求，综合考虑电动机转速和机械传动两方面的多种因素来确定电动机额定转速，一般要考虑以下几个方面：1低速运转的设备，宜选用一适当的转速为参考转速，以该转速选择电动机并与减速机构联合传动。2对中高速运转的设备，可选用适当速度的电动机直接拖动。3对要求调速的设

19、备，应注意电动机转速与设备要求的最高转速相适应，使得调速范围留有余地。4对经常起动、制动及反转的设备，如冶金及起重设备，其电动机的转速不宜选得过高，电动机的转动惯量应越小越好。四、电动机额定电压的选择交流电动机的额定电压应与供电电网电压一致。中小型异步电动机额定电压为 220/380V（/ Y连接）及 380/600 V（/ Y连接）两种，后者可用Y-起动；当电动机功率较大时， 可选用相应电压如3000 V、 6000 V、 10000 V 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。当直流电动机单独由直流发电机供电时， 额定电压常为 220V 及 110V；大功率直流电动机可提高

20、到600800V,甚至为 1000V。五、电动机功率的选择选择电动机功率的依据是负载功率。功率选得过大，设备投资大将造成浪费，同时，由于电动机欠载运行，使之效率和功率因数（对于交流电动机）降低，运名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - 7 行费用也会提高；相反，功率选的过低，电动机过载运行，使之寿命降低。调查统计类比法是在不断总结经验的基础上，选择电动机容量的一种实用的方法。公式如下：1普通车床主拖动电动机的功率P=3

21、6.5D1.54 (4-1) 式中P-主拖动电动机功率， kW; D- 工件最大直径， m。2立式车床主拖动电动机的功率P=20D0。88 (4-2) 式中P-主拖动电动机功率， kW; D- 工件最大直径， m。3摇臂钻床主拖动电动机的功率P=0.0646D1.19 (4-3) 式中P-主拖动电动机功率， kW；D- 最大钻孔直径， mm。4卧式镗床主拖动电动机功率P=0.04D1.7 (4-4) 式中P-主拖动电动机功率， kW；D- 镗杆直径， 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。对于采用单独的进给拖动电动机，由于其不仅拖动进给运动外，还拖动工作台的快速移

22、动，应按快速移动所需的功率来选择。快速移动所需的功率，一般按经验公式来选择，可查阅有关资料。第四节电气控制线路中设计中的元器件选择在设备电气控制线路中，为了满足生产工艺及电力拖动的需要，电动机要经常地起动、制动、改变运动方向、调节转速；当电路发生过载、短路、欠压或失压等情况时，控制电路的保护环节还应当自动切断电路，保护线路和设备。所有这些要求都需要借助于电器来完成。由于各类电器在设备电气控制系统中所处的位置和所起的作用不同，其因此选用的方法也不尽相同。生产机械常用低压电器的选择，主要依据是电器产品目录上的各项指标或数据。正确合理地选择低压电器是电气系统安全运行、可靠工作的保证。一、接触器的选用

23、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、频率和额定电压；额定操作频率等。机床用的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。1主触点的额定电流IN可根据下面经验公式进行选择KUNPNxNI10(4-5)式中IN -接触器主触点的额定电流，A；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 13 页 - - - - - - - - - 8 K -比例

24、系数，一般取1 1.4；PN- 被控电动机的额定功率，kW；UN-被控电动机的额定线电压，V；2交流接触器主触点的额定电压一般按高于线路额定电压来确定。3根据控制回路的电压决定接触器的线圈电压。为保证安全，一般接触器吸引线圈选择较低的电压。但如果在控制线路比较简单的情况下，为了省去变压器，可选用 380V 电压。值得注意的是，接触器产品系列是按使用类别设计的，所以要根据接触器负担的工作任务来选用相应的产品系列。4接触器辅助触点的数量、种类满足线路的需要。二、继电器的选择1一般继电器的选择一般继电器是指具有相同电磁系统的继电器，又称电磁继电器。选用时，除满足继电器线圈电压或线圈电流的要求外，还应

25、按照控制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。另外电压、电流继电器还有交流、直流之分，选择时也应当注意。2时间继电器的选择时间继电器型式多样，各具特点，选择时应从以下几方面考虑。(1) 根据控制线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时间的长短来选择。(3) 根据使用场合、工作环境选择合适的时间继电器。3热继电器的选择热继电器的选择应按电动机的工作环境、起动情况、负载性质等因素来考虑。一方面要充分发挥电动机的过载能力，另一方面，对电动机在短时过载与起动瞬间不受影响。(1) 热继电器结构形式的选择。 星形连接的

26、电动机可以选择两相或三相结构的热继电器，三角形连接的电动机应当选择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：NRII)05.195.0(（4-6）式中IR-热元件的额定电流。 A；IN- 电动机的额定电流。对于工作环境恶劣、起动频繁的电动机，则按下式选取NRII)5.115.1(（4-7）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。三、熔断器的选择熔断器选择内容主要是熔断器种类、额定电压、额定电流等级和熔体的额定电流的确定。1熔断器类型与额定电压选择。根据负载保护特性和短路电流大小、各类熔断器的适用范围来选用熔断器的名师资料总结 - - -精

27、品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 13 页 - - - - - - - - - 9 类型。根据被保护电路的电压来决定熔断器的额定电压。2熔体与熔断器额定电流选择。熔断器熔体的额定电流大小与负载大小、负载性质有关。对于负载平稳、无冲击电流，如一般照明电路、电热电路可按照负载电流大小来确定的熔体额定电流。对于有冲击电流的电动机负载为达到短路保护目的，又保证电动机正常起动，对三相鼠笼式异步电动机其熔断器熔体的额定电流为：单台电动机NRII)5.25.1(（4-8）式中IR-为熔体额定电流，

28、 A；IN- 为电动机额定电流， A；多台电动机共用一个熔断器保护INNMAXRII)5.25.1(（4-9）式中IR-为熔体额定电流， A；INMAX-为容量最大的电动机的额定电流，A；IN- 其他电动机额定电流之和，A 轻载起动或起动时间较短时，式中系数取1.5；重载起动或起动时间较长时，式中系数取 2.5。熔断器的额定电流大于或等于熔体额定电流。3熔断器上下级的配合为满足选择性保护的要求，应注意熔断器上下级之间的配合，一般要求上一级熔断器的熔断时间至少是下一级的3 倍，不然将会发生越级动作，扩大停电范围。为此，当上下级采用同一种型号的熔断器时，其电流等级以相差两级为宜；若上下级所采用的熔

29、断器型号不同时，则应根据保护特性上给出的熔断时间选取。四、控制变压器的选用控制变压器一般用于降低控制电路或辅助电路的电压，以保证控制电路安全可靠。选择控制变压器的原则为：（1）控制变压器原、副边电压应与交流电源电压、控制电路电压、与辅助电路电压要求相符。（2）应保证接于变压器副边的交流电磁器件在通电时能可靠地吸合。（3）电路正常运行时，变压器温升不应超过允许温升。（4）控制变压器可按长期运行的稳升来考虑，这时变压器的容量应大于或等于最大工作负载的功率，即iLSKS（4-10）式中Si-电磁器件吸持总功率， V?A；KL-变压器容量的储备系数，一般取1.1 1.25。五、其他控制电器的选用1自动

30、空气开关的选择自动空气开关可按下列条件选用：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 13 页 - - - - - - - - - 10 （1）根据线路的计算电流和工作电压，确定自动空气开关的额定电流和额定电压。显然，自动空气开关的额定电流应不小于线路的计算电流。（2）确定热脱扣器的整定电流。其数值应与被控制的电动机的额定电流或负载的额定电流一致。（3）确定过电流脱扣器瞬时动作的整定电流pkZKII（4-11）式中IZ- 瞬时动作的整定电流；Ipk- 线路中的尖峰电

31、流；K- 考虑整定误差和起动电流允许变化的安全系数。对于动作时间在0.02s以上的自动空气开关，取K=1.35；对于动作时间在 0.02s 以下的自动空气开关，取 K=1.72控制按钮的选用控制按钮可按下列要求进行选用：（1）根据使用场合，选择控制按钮的种类。如开启式、保护式、防水式、防腐式等。（2）根据用途，选用合适的型式。如手把旋转式、钥匙式、紧急式、带灯式等。（3）按控制回路的需要， 确定不同的按钮数， 如单钮、双钮、三钮、多钮等。（4）按工作状态指示和工作情况的要求，选择按钮及指示灯的颜色。3行程开关的选用行程开关可按下列要求进行选用：根据应用场合及控制对象选择。如一般用途行程开关和起

32、重设备用行程开关。根据安装环境选择防护形式。如开启式或保护式。根据控制回路的电压和电流选择开关系列。根据机械与行程开关的传力与位移关系选择合适的头部型式。4万能转换开关的选择万能转换开关可按下列要求进行选择：（1）按额定电压和工作电流选用合适的万能转换开关系列。（2）按操作需要选定手柄形式和定位特征。（3）按控制要求参照转换开关样本确定触点数量和接线图编号。（4）选择面板形式及标志。5接近开关的选用接近开关可按下列要求选用：（1）接近开关的价格高于行程开关的价格，因此仅用于工作频率高、可靠性及精度要求均较高的场合。（2）按应答距离要求选择型号和规格。（3）按输出要求是有触点还是无触点以及触点数

33、量，选择合适的输出型式。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 13 页 - - - - - - - - - 11 第五节生产机械电气设备施工设计电气控制系统在完成电气控制电路设计、电气元件选择后，就应该进行电气设备的施工设计。电气设备施工设计的依据是电气控制电路图和所选顶的电气元件明细表。电气设备施工设计的内容与步骤如下：（1）电气设计总体方案的拟定。（2）电气控制装置的结构设计。（3）绘制电气控制装置的电器布置图。（4）绘制电气控制装置的接线图。（5）绘制各

34、部件的电气布置图。（6）绘制电气设备内部接线图。（7）绘制电气设备外部接线图。（8）编制电气设备技术资料。下面选择几个步骤作简要说明。一、电气设备的总体布置按照国标规定，尽可能把电气设备组装在一起，使其成为一台或几台控制装置。只有那些必须安装在特定位置的部件，如按钮、手动控制开关、行程开关、离合器、电动机等才允许分散安装在设备的各处。安放发热元件，如电阻器，必须使电气柜内其它元件的温升不超过它们各自的允许极限。对于发热量大的元件，如电动机的起动电阻等，必须隔开安放，必要时，还可采用风冷。所有电气设备应该可以靠近安放，便于更换、识别与检测。再上述规定指导下，首先要根据设备电气控制电路图和设备控制

35、操作要求，决定采用哪些电气控制装置，如控制柜、操纵台或悬挂操纵箱等，然后确定设备电气装置的安放位置。需经常操作和监视的部分应放在操作方便、通观全局的位置；悬挂箱应置于操作者附近，接近加工工件且有一定移动方位处；发热或振动噪音大的电气设备要置于远离操作者的地方。二、绘制电气控制装置的电器布置图按国标规定， 电气柜内电气元件必须位于维修站台之上0.4 2m。所有器件的接线端子和互联端子，必须位于位于维修站台之上至少0.2m处，以便装拆导线。安排器件时，必须隔开规定的间隔，并考虑有关的维修条件。电气柜和壁龛中裸露、无电弧的带电零件与电气柜和壁龛导体壁板间必须有适当的间隙，一般 250V 以下电压，不

36、小于 15mm； 250 500V电压，不小于 25mm。电气柜内电器的安排：按照用户技术要求制作的电气装置，最少要留出10%的备用面积，以供控制装置改进或局部修改。除了人工控制开关、信号和测量部件，门上不得安装任何器件。由电源电压直接供电的电器最好装在一起，从而与控制电压供电的电器分开。电源开关最好安装在电气柜内右上方，其操作手柄应装在电气柜前面或侧面。电源开关上方最好不安装其他电器，否则，应把电源开关用绝缘材料盖住，以防电击。遵循上述规定，电气柜内电器可按下述原则布置：（1）体积大或较重的电器置于控制柜下方。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -

37、- - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 13 页 - - - - - - - - - 12 （2）发热元件安装在电气柜的上方，并注意将发热元件与感温元件隔开。（3）弱电部分应加屏蔽和隔离，以防强电及外界电磁干扰。（4）应尽量将外形与结构尺寸相同的电气元件安装在一起，既便于安装和布线处理，又使布置整齐美观。（5）布置的电器应便于维修。（6）布置电器时应尽量考虑对称性。一般可通过实物排列来进行控制柜的设计。操纵台及悬挂操纵箱则可采用标准结构设计，也可根据要求选择，或适当进行补充加工和单独自行设计。三、绘制电气控制装置的接线图根据电气控制原理图与电

38、气装置布置图，可进一步绘制电气控制装置接线图。（1）图中所有电器元件图形，应按实物，依对称原则绘制。（2）图中各电器元件，均应注明与电气控制原理图上一致的文字符号、接线编号。（3）图中一律用细实线绘制，应清楚地表示出各电气元件的接线关系和接线走向。接线图的接线关系有两种画法：一是直接接线法，即直接画出两元件之间的接线。它适用于电气系统简单、电器元件少、接线关系简单的场合。二是符号标准接线法，即仅在电器元件接线端处标注符号，以表明相互连接关系。它适用于电气系统复杂、电器元件多、接线关系较为复杂的场合。（4）按规定清楚标注配线导线的型号、规格、截面积和颜色。（5）图中各电气元件应按实际位置绘制。（

39、6）板后配线的接线图应按控制板翻转后的方位绘制电器元件，以便施工配线，但触点方向不能倒置。（7）接线板或控制柜的进出线，除面积较大外，都应经接线板外接。（8）接线板上各接点按接线号顺序排列，并将动力线、交流控制线、直流控制线等分类排开。四、设备内部接线图和外部接线图1设备内部接线图（1）根据设备上各电器的布置的位置，绘制内部接线图。（2）设备上各处电器元件、组件、部件间的接线应通过管路进行。（3）图上应标明分线盒进线与出线的接线关系。接线柱排上的线号应标清，以便配线施工。2设备外部接线图（1）设备外部接线图表示设备外部的电动机或电器元件的接线关系。它主要供用户单位安装配线用。（2）设备外部接线

40、图应按电气设备的实际相应位置绘制、其要求与设备内部接线图相同。本章小结本章较为全面地介绍了电气控制系统的设计内容、方法步骤、电气控制线路的设计、和低压电器的选择，以及电气控制设备的施工设计等。他们都应在满足名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 13 页 - - - - - - - - - 13 生产机械工艺要求的前提下，做到运行安全可靠、操作维修方便、设备投资费用节省。这就要求灵活运用所学知识，努力设计出最佳电气控制电路，施工完成优良的电气设备来实现上述目的。

41、经验设计法又称分析设计法，它是根据生产机械的工艺要求与工作过程，充分运用典型控制环节，加以补充修改，综合成所需要的电气控制电路；当无典型环节可借鉴时，只有采取边分析、边画图、边修改的办法来重新设计。此法易于掌握但不宜获得最优方案。设计中，必须反复审核电路的工作情况，有条件的最好进行模拟试验，直至运行正常，符合工艺要求为止。要求学会运用手册、产品样本正确选择电动机、电器、导线截面等，掌握其安装、调整和试车方法，能完成生产机械电气装备的全部工作。积极参加生产实践，逐步提高电气控制电路的设计水平和实践能力。习题4-1 什么叫寄生电路？设计电路时应如何防止产生寄生电路，并举例说明。4-2 接触器两个线

42、圈为何不允许串联后接于控制电路中？4-3 如何选用熔断器和热继电器？4-4 如何确定控制变压器的容量？4-5 有一台 7 kW 做空载起动的电动机，用熔断器做短路保护，试选择熔断器型号和熔体的额定电流等级。4-6 某机床有三台电动机，其容量分别为2.8kW、0.6kW、1.1kW，采用熔断器作短路保护，试选择总电源熔芯的额定电流等级和熔断器型号。实训课题：车床主轴电动机与润滑油泵电动机的控制电路一、概况：装有多台电动机的生产机械上，因各电动机所起的作用不同，必须按一定的顺序起动和停止， 方能保证工作安全。 本课题中的车床在主轴工作之前，必须先起动油泵电动机，使润滑系统有足够的润滑油以后，方能起

43、动主轴电动机；停机时，应主轴机先停，油泵机才能停，或者两台一起停。二、设计要求： 1 、主轴机必须在油泵开动后才能开动。2、主轴机实现正反转。3、停车时，必须主轴机先停机，然后油泵机才能停机。4、可以两台电动机同时停止。5、任何一台过载，两台电动机均停车。6、有短路、零压、过载保护。7、有照明及必要的灯光显示。三、设计任务：1、设计与绘制电气控制原理图。包括：主电路、控制电路、辅助电路2、选择电器元件，制定元件清单。包括：电器名称、文字符号、型号、规格、数量。3、编制设计说明书和使用说明书。4、写出设计小结名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 13 页 - - - - - - - - -