电气原理图设计的一般原则(课堂PPT).ppt

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1、YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则 3.2 电气原理图设计的一般原则 当当电电力力拖拖动动方方案案和和控控制制方方案案确确定定后后，就就可可以以进进行行电电气气控控制制原原理理图图的的设设计计。电电气气控控制制原原理理图图的的设设计计是是电电力力拖拖动动方方案案和和控控制制方方案案的的具具体体化化。电电气气控控制制原原理理图图的的设设计计没没有有固固定定的的方方法法和和模模式式，作作为为设设计计人人员员，应应开开阔阔思思路路，不不断断总总结结经经验验，丰丰富富自自己己的的知知识识，设设计出合理的、性价比高的电气控制原理图。计

2、出合理的、性价比高的电气控制原理图。一般在设计时应遵循以下原则：一般在设计时应遵循以下原则：YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则 3.2.1 应最大限度地实现生产机械和应最大限度地实现生产机械和工艺对控制电路的要求工艺对控制电路的要求 生生产产机机械械和和工工艺艺对对电电气气控控制制系系统统的的要要求求是是电电气气原原理理图图设设计计的的主主要要依依据据，这这些些要要求求常常常常以以工工作作循循环环图图、执执行行元元件件动动作作节节拍拍表表、检检测测元元件件状状态态表表等等形形式式提提供供，对对于于有有调调速速要要求求的的场场

3、合合，还还应应给给出出调调速速技技术术指指标标。其其它它如如起起动动、转转向向、制制动动、照照明明、保保护护等等要要求求，应应根根据据生生产产需需要要充充分分考考虑虑。出出现现事事故故时时需需要要有有必必要要的的保保护护及及信信号号预预报报以以及及各各部部分分运运动动要要求求有有一一定定的配合和联锁关系等。的配合和联锁关系等。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则 生生产产工工艺艺要要求求一一般般是是由由机机械械设设计计人人员员提提供供，可可能能有有时时所所提提供供的的仅仅是是一一般般性性原原则则和和意意见见，这这时时电电气气设

4、设计计人人员员就就需需要要对对同同类类或或接接近近产产品品进进行行调调查查、分分析析、综综合合，然然后后提提出出具具体体、详详细细的的要要求求，征征求求机机械械设设计计人人员员意意见见后，作为设计电气控制原理图的依据。后，作为设计电气控制原理图的依据。另另外外，在在科科学学技技术术飞飞速速发发展展的的今今天天，对对电电气气控控制制系系统统的的要要求求越越来来越越高高，而而新新的的电电器器元元件件和和电电气气装装置置，新新的的控控制制方方法法层层出出不不穷穷，如如智智能能式式的的断断路路器器、软软启启动动器、变频器等。器、变频器等。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理

5、图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则 电电气气控控制制系系统统的的先先进进性性总总是是与与电电器器元元件件的的不不断断发发展展、更更新新紧紧密密地地联联系系在在一一起起的的，电电气气设设计计人人员员应应不不断断密密切切关关心心电电机机、电电器器技技术术、电电子子技技术术的的新新发发展展，不不断断收收集集新新产产品品资资料料，更更新新自自己己的的知知识识，以以便便更更及及时时应应用用于于控控制制系系统统的的设设计计中中，使使控控制制系系统统在在技技术术指指标标、稳稳定性、可靠性等方面得到进一步提高。定性、可靠性等方面得到进一步提高。3.2.2 在在满满足足控控制制要要求求的的前前提提下下，控

6、控制方案应力求简单、经济制方案应力求简单、经济 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则（1）尽尽量量选选用用标标准准的的、常常用用的的或或经经过过实实际际考考验验过得电路和环节过得电路和环节（2）尽量缩减连接导线的数量和长度）尽量缩减连接导线的数量和长度 设设计计电电气气控控制制原原理理图图时时，应应考考虑虑到到各各元元件件之之间间的的实实际际接接线线特特别别要要注注意意电电气气柜柜、操操作作台台和和限限位位开开关关之之间间的的连连接接线线，如如图图3-1所示。所示。图图3-1（a）所所示示的的接接线线是是不不合合理理的的。因因

7、为为按按钮钮在在操操作作台台上上，而而接接触触器器在在电电气气柜柜内内，这这样样接接线线就就需需要要由由电电气气柜柜二二次次引引出出接接线线到到操操作台的按钮上。作台的按钮上。一一般般都都将将起起动动按按钮钮和和停停止止按按钮钮直直接接连连接接，这这样样就就可可以以减减少少一一次次出出线线，如如图图3-1（b）所示。所示。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则（3）尽量缩减电器元件的品种、规格和数量）尽量缩减电器元件的品种、规格和数量 尽尽可可能能采采用用性性能能优优良良、价价格格便便宜宜的的新新型型器器件件和和标准件，同一用途

8、尽可能选用相同型号。标准件，同一用途尽可能选用相同型号。（4）应减少不必要的触头以简化电路）应减少不必要的触头以简化电路 在在复复杂杂的的继继电电接接触触控控制制电电路路中中，各各类类接接触触器器、继继电电器器数数量量较较多多，使使用用的的触触头头也也多多，电电路路设设计计应应注注意：意：主主辅辅触触头头的的使使用用量量不不能能超超过过限限定定对对数数，因因为为各各类类接接触触器器、继继电电器器的的主主副副触触头头数数量量是是一一定定的的。设设计计时应注意尽可能减少触头使用数量。时应注意尽可能减少触头使用数量。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气

9、原理图设计的一般原则 因因控控制制需需要要触触头头数数量量不不够够时时，可可以以采采用用逻逻辑辑设设计计化化简简方方法法，改改变变触触头头的的组组合合方方式式以以减减少少触触头头使使用用数数量量，或或增增加加中中间间继继电电器来解决。器来解决。图图3-2（b）比比图图3-2（a）就就节节省省一对触头一对触头检检查查触触头头容容量量是是否否满满足足控控制制要要求求，避避免免因因使使用用不不当当而而出出现现触触头头烧烧坏坏、粘粘滞滞和和释释放放不不了了的的故故障障，要要合合理理安安排排接接触触器器主主副副触触头头的的位位置置，避避免免用用小小容容量量继继电电器器触触头头去去切切断断大大容容量量负负

10、载载。总总之之，要要计计算算触触头头断断流流容容量量是是否否满满足足被被控控制制负负载载的的要要求求，以以保保证证触触头头工工作作寿寿命命和和可靠性。可靠性。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则 利利用用半半导导体体二二极极管管的的单单向向导导电电性性来来有有效效地地减减少少触触头头数数，对对于于弱弱电电控控制制电电路路，这这样样做做既既经经济济又又可可靠靠。如图如图3-3所示。所示。在在控控制制电电路路图图设设计计完完成成后后，宜宜将将电电路路化化成成逻逻辑辑代数式验算，以得到最简化的电路代数式验算，以得到最简化的电路。（5

11、）控控制制电电路路在在工工作作时时，除除必必要要的的电电器器必必须须通通电电外外，其其余余的的尽尽量不通电量不通电YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则 使这些电器处在短时工使这些电器处在短时工作制，延长电器的使用寿命作制，延长电器的使用寿命和减少故障。和减少故障。以异步电动机降压起动以异步电动机降压起动的控制电路为例（参看图的控制电路为例（参看图1-60）。）。如如图图3-4（a）所所示示，在在电电动动机机起起动动后后时时间间继继电电器器KT就就失失去去了了作作用用，接接成成图图3-4（b）电电路路时时可可以以在在起起动后切除

12、动后切除KT的电源。的电源。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则 3.2.3 保证控制电路工作的可靠和安全保证控制电路工作的可靠和安全 为为了了保保证证控控制制电电路路工工作作可可靠靠，最最主主要要的的是是选选用用可可靠靠的的元元件件，如如尽尽量量选选用用机机械械和和电电气气寿寿命命长长、结结构构坚坚实实、动动作作可可靠靠、抗抗干干扰扰性性能能好好的的电电器器。同同时时在在具具体电路设计时应注意以下几点。体电路设计时应注意以下几点。（1）正确连接电器元件及触头位置正确连接电器元件及触头位置 对对一一个个串串联联回回路路，各各电

13、电器器元元件件或或触触头头位位置置互互换换，并并不不影影响响其其工工作作原原理理，但但从从实实际际连连线线上上却却影影响响到到安安全、节省导线等方面的问题。全、节省导线等方面的问题。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则 如如图图3-5两两种种接接法法所所示示。两两者者工工作作原原理理相相同同，采采用用图图3-5（a）接接法法，同同一一SQ的的常常开开和和常常闭闭触触头头靠靠得得很很近近，如如果果分分别别接接在在电电源源的的不不同同相相在在触触头头断断开开时时，产产生生电电弧弧时时很很可可能能在在两两触触头头间间形形成成飞飞弧弧

14、而而造造成成电电源源短路，此外绝缘不好短路，此外绝缘不好时也会引起电源短路。时也会引起电源短路。而且这种接法电气箱而且这种接法电气箱到现场要引出四根线，到现场要引出四根线，很不合理，图很不合理，图3-5（b）所示的接法较合理。所示的接法较合理。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则（2）正确连接电器线圈）正确连接电器线圈如图如图3-6所示。假如交流所示。假如交流接触器接触器KMl先吸合，由于先吸合，由于KMl的磁路闭合，线圈的电感显著的磁路闭合，线圈的电感显著增加，因而在该线圈上的电压增加，因而在该线圈上的电压降也相应增大，从而

15、使另一个降也相应增大，从而使另一个接触器接触器KM2的线圈电压达不到的线圈电压达不到动作电压，因此，多个电器需动作电压，因此，多个电器需要同时动作时其线圈应该并联要同时动作时其线圈应该并联连接。连接。在在交交流流控控制制电电路路中中电电压压线线圈圈通通常常不不串串联联使使用用，即即使使是是两两个个同同型型号号电电压压线线圈圈也也不不能能采采用用串串联联施施加加额额定定电电压压之之和和，而而每每个个线线圈圈上上所所分分配配到到的的电电压压与与线线圈圈阻阻抗抗成成正正比比，两两个个电电器器动动作作总总是是有有先先有有后后，不不可可能能同同时时吸吸合，引起工作不可靠。合，引起工作不可靠。对对于于电电

16、感感较较大大的的电电器器线线圈圈，例例如如电电磁磁阀阀、电电磁磁铁铁或或直直流流电电机机励励磁磁线线圈圈等等则则不不宜宜与与相相同同电电压压等等级级的的接接触触器器或或中中间间继继电电器器直直接接并并联联工工作作，否否则则在在接接通通或或断断开开电电源源时时会会造成后者的误动作。造成后者的误动作。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则（3）在控制电路中应避免出现寄生电路在控制电路中应避免出现寄生电路 在在控控制制电电路路的的动动作作过过程程中中，那那种种意意外外接接通通的的电电路叫寄生电路（或叫假回路）。路叫寄生电路（或叫假回路

17、）。图图3-7所所示示是是一一个个具具有有指指示示灯灯和和热热保保护护的的正正反反向向电电路路。正正常常工工作作时时，能能完完成成正正反反向向起起动动、停停止止和和信信号号指指示示。但但当当热热继继电电器器FR动动作作时时，电电路路就就出出现现了了寄寄生生电电路路如如图图中中虚虚线线所所示示，使使正正向向接接触触器器KMl不不能能释释放放，起起不不了了保保护护作用。作用。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则（4）在在电电路路中中应应尽尽量量避避免免许许多多电电器器依依次次动动作作才才能能接接通另一个电器的控制电路通另一个电器的

18、控制电路 如如图图3-8（a）所所示示，正正确确接线如图接线如图3-8（b）所示。所示。（5）防防止止电电路路出出现现触触头头竞争现象竞争现象 电电器器动动作作过过程程与与时时间间关关系系图图称称为为时时间间图图,如如图图3-9所所示。示。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则 继继电电器器或或接接触触器器线线圈圈在在点点1时时接接通通，但但其其触触头头要要到到点点2才闭合（或打开）：才闭合（或打开）：t1=12 吸引时间吸引时间而线圈在而线圈在3断电，触头到断电，触头到4才打开（或闭合）：才打开（或闭合）：t2=34 释放时间

19、释放时间考考虑虑电电器器元元件件的的动动作作时时间间，同同一一信信号号控控制制几几个个电电器器，对对时时序序电电路路来来说说，就就会会得得到到几几个个不不同同的的输输出出状状态态。这种现象称为电路的这种现象称为电路的“竞争竞争”。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则 对对于于开开关关电电路路，由由于于电电器器元元件件的的释释放放延延时时作作用用，也也会会出出现现开开关关元元件件不不按按要要求求的的逻逻辑辑功功能能输输出出的的可可能能性性，称这种现象为称这种现象为“冒险冒险”。“竞竞争争”与与“冒冒险险”现现象象都都将将造造成成

20、控控制制回回路路不不能按要求动作，引起控制失灵。能按要求动作，引起控制失灵。（6）防止误操作带来的危害防止误操作带来的危害 对对一一些些重重要要的的设设备备应应仔仔细细考考虑虑每每一一控控制制程程序序之之间间必必要要的的联联锁锁，即即使使发发生生误误操操作作也也不不会会造造成成设设备备事事故故。如如在在频频繁繁操操作作的的可可逆逆电电路路中中，正正、反反向向接接触触器器之之间间不不仅要有电气联锁，而且要有机械联锁。仅要有电气联锁，而且要有机械联锁。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则（7）设计的电路应能适应所在电网情况）设计的

21、电路应能适应所在电网情况 根根据据电电网网容容量量的的大大小小，电电压压、频频率率的的波波动动范范围围以以及及允允许许的的冲冲击击电电流流数数值值等等决决定定电电动动机机采采用用直直接接起起动动还是间接起动方式。还是间接起动方式。（8）考虑故障状态下，设备的自动保护作用）考虑故障状态下，设备的自动保护作用应应根根据据设设备备特特点点及及使使用用情情况况设设置置必必要要的的电电气气保保护护。一一般般均均有有过过载载、短短路路、过过流流、过过压压、失失压压等等保保护护环节。环节。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.2 电气原理图设计的一般原则电气原理图设计的一般原则 3.2.4 应

22、尽量使操作和维修方便应尽量使操作和维修方便 电电路路设设计计要要考考虑虑操操作作、使使用用、调调试试与与维维修修的的方方便便。能能迅迅速速和和方方便便地地由由一一种种控控制制形形式式转转换换到到另另一一种种控控制制形形式式。电电控控设设备备应应力力求求维维修修方方便便。使使用用安安全全，并并有有隔隔离离电电器器，以以免免带带电电维维修修。例例如如设设置置必必要要的的显显示示，随随时时反反映映系系统统的的运运行行状状态态与与关关键键参参数数，考考虑虑到到刀刀具具调调整整与与运运动动机机构构修修理理必必要要的的单单机机点点动动、单单步步及及单单循循环环动动作作，必必要要的的照照明明，易易损损触触头头及及电电器器元元件件的的备用等等。备用等等。