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1、第四章 继电器-接触器 控制系统设计,目的：明确电气设计的主要内容，重点掌握电动机的选择依据，掌握电气设计的一般规律和方法。要求：学会制定电力拖动和电气控制方案，选择电动机及其他电气元器件，熟练绘制各种电气图纸，利用设计的一般方法设计控制电路。,1、确定电气设计的技术条件和任务书2、选择电力拖动和控制方案（电机工作方式；控制方式）3、选择电动机4、设计电气原理图（主回路；控制回路）5、设计机电设备的电气装配图和电气接线图6、设计电气柜、操纵台等非标部件和专用安装零件7、选用电气元件，编制电气元件清单8、编写设计计算说明书和使用说明书,第一节 电气设计主要内容,一、电气设计的技术条件设备功能；运
2、动部件数量；工艺流程；工作方式；使用环境和特殊要求。二、电力拖动形式的选择 电动机传动方式；调速性能；起制动要求；负载特性。三、系统控制方案的确定1、控制方式：继电器-接触器；顺序控制器；数控系统；微机控制。2、控制系统的工作方式：手动；自动；单头半自动等3、自动工作循环简图，转换条件，工作节拍，（电磁铁接通表）4、联锁条件；保护要求,第二节 电动机的选择,一、电动机容量（分析计算法；统计计算法）1、负载功率 2、容许温升 3、过载能力二、电动机转速对于相同功率电机，转速越高，电机的尺寸越小，质量越高，成本越低。1、不需调速的高、中速机械，选用相应转速电机。2、不需调速的低速机械，选稍高转速电
3、机，通过减速机构传动。3、需要调速的机械，电机最高转速与机械最高转速相适应。,三、电动机类型1、电压级别、电流类型（与电源相匹配）2、转速特性3、工作原理四、电动机结构形式1、安装形式：立式、卧式2、环境条件：防护式、封闭式、防爆型、防腐型,第三节 电气控制线路的设计,一、设计的一般要求1、最大限度满足机电设备的控制要求，按照工艺流程可靠工作。2、控制线路力求简单、经济。3、保证机械设备和控制线路安全可靠。4、便于操作和维护。二、电气控制线路的设计方法：1、经验设计法2、逻辑代数设计法。,1、经验设计法电气控制设计的内容包括主电路、控制电路和辅助电路的设计。主电路：主要考虑电动机起动、点动、正
4、反转、制动及多速控制的要求。控制电路：满足设备和设计任务要求的各种自动、手动的电气控制电路。辅助电路：完善控制电路要求的设计，包括短路、过流、过载、零压、连锁（互锁）、限位等电路保护措施，以及信号指示、照明等电路。反复审核：根据设计原则审核电气设计原理图，有必要时可以进行模拟实验，修改和完善电路设计，直至符合设计要求。,常用的经验设计方法根据生产机械的要求，选用典型环节，将它们有机的组合起来，并加以补充修改，综合成所需的控制电路。没有典型环节，可以根据工艺要求自行设计，采用边分析边画图的方法，不断增加电器元件和控制触点，以满足给定的工作条件和要求。经验设计的特点设计方法简单易于掌握，使用广泛。
5、要求设计者有一定的设计经验，需要反复修改图纸，设计速度较慢。设计程序不固定，一般需要进行模拟实验。不宜获得最佳设计方案。,2、逻辑设计法 利用逻辑代数，从生产工艺出发，考虑控制电路中逻辑变量关系，在状态波形图的基础上，按照一定的设计方法和步骤，设计出符合要求的控制电路。该方法设计出的电路较为合理、精练可靠，特别在复杂电路设计时，可以显示出逻辑设计法的设计优点。继接系统中，电气元件都可用“通”、“断”两态来表示，控制线路的规律符合逻辑运算规律（“与”、“或”），因而可用逻辑代数加以分析、化简，然后按照简化的逻辑表达式画出相应线路图。,例；某电机在继电器KA1、KA2、KA3中任一个或任两个继电器
6、动作时才能运转。,三、设计规律1、常开触点串联-几个条件同时具备，才能使电器线圈得电。与2、常开触点并联-几个条件中，任一条件具备，就可使电器线圈得电。或3、常闭触点串联-几个条件中，任一条件具备，就可使电器线圈失电。4、常闭触点并联-几个条件同时具备，电器线圈才失电。5、正确选择电气线路和环节，尽量选用经过实际考验的完善的线路和环节（避免因某个电气元件损坏而引起故障）。,四、线路设计的一般问题1、尽量避免许多电器依次动作后才能接通另一电器的现象。2、线路中，触点、线圈的位置合理安排，控制回路中不允许出现线圈的串联。,3、线路中应尽量减少元件数、元件触点数、导线数,4、尽量减少线路工作时的通电
7、电器数量（下图中，KM1，KT1在起动完毕即完成任务，可断电）,5、线路中避免出现竟争现象图中，若KM2常开触点闭合时间tKM2常闭触点断开时间t1+KT1常开触点断开时间t2，则发生竟争现象。,6、避免产生寄生回路 FR一旦脱开，出现寄生回路，使得KM3（或KM4）线圈上电压下降，不能可靠释放。按SB4，实现点动向前，出现寄生回路，使得主轴电机旋转。,7、应具有完善的保护环节：设计线路应考虑各种联锁保护、油压保护、限位保护，以及电气系统应有过载、短路、过流、过压、失压、弱磁和热保护等。还应设置相应的合闸、断开、事故、安全等指示灯。8、设计线路应能适应所在电网情况，根据现场的电网容量、电压、频
8、率，以及允许的冲击电流值等，决定电动机是采取直接或降压起动。,五、线路设计的应用举例,二、设计深孔钻三次进给的控制电路。控制要求如下：按SB1 滑台第一次进给 SQ2 滑台快退回原位 SQ1 滑台第二次进给 SQ3 滑台快退回原位 SQ1 滑台第三次进给 SQ4 滑台快退回原位 SQ1 原位停。（YA得电进给，失电后退）,思考题：用按钮、继电器、灯泡等设计一个三位抢答器控制电路。,课堂作业2：设计一个工作台前进后退控制线路。工作台由电动机M带动，行程开关ST1、ST2、分别装在终点和原点。要求：前进到终点后停顿一下再后退到原点停止；前进过程中能立即后退到原点。（画出主、控制电路，并用文字简单说明）,例1：图2-11（b）为电机能耗制动控制电路，若用断电延时时间继电器控制，设计控制电路。,例2：设计一控制电路、要求第一台电动机启动10S后，第二台电机自行启动，运行10S后，第一台电机停止，同时第三台电机自行启动，再运行15S后，全部停止。,思考题1：用继电接触器设计三台交流电机相隔3秒顺序起动同时停止的控制线路。2：某生产机械要求由M1、M2两台电动机拖动，M2能在M1启动一段时间后自行起动，但M1、M2可单独控制起动和停止。,
