第04章电气控制系统的设计ppt课件

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1、1 第四章 电气控制系统的设计第四章第四章 电气控制系统的设计电气控制系统的设计 第一节第一节 电气控制系统设计的普通原那么、电气控制系统设计的普通原那么、根本内容和设计程序根本内容和设计程序 第二节第二节 电气原理电路设计的方法与步骤电气原理电路设计的方法与步骤 第三节第三节 电气控线路设计的主要参数计算电气控线路设计的主要参数计算 和元器件选择和元器件选择 第四节第四节 电气控制安装的工艺设计电气控制安装的工艺设计 2 第四章 电气控制系统的设计n 为电气控制安装的制造、运用、运转及维修的需求进展的消费施工设计电气控制系统的设计包括两个根本内容：电气控制系统的设计包括两个根本内容：1、电气

2、原理图设计、电气原理图设计2、电气工艺设计、电气工艺设计3 第四章 电气控制系统的设计第一节第一节 电气控制系统设计的电气控制系统设计的 普通原那么、根本内容和设计程普通原那么、根本内容和设计程序序一、电气控制系统设计的普通原那么一、电气控制系统设计的普通原那么 1.最大限制地满足消费机械和消费工艺对电气控制最大限制地满足消费机械和消费工艺对电气控制的要求的要求 2.设计方案要合理设计方案要合理 3.机械设计与电气设计应相互配合机械设计与电气设计应相互配合 4.确保控制系统平安可靠地任务确保控制系统平安可靠地任务4 第四章 电气控制系统的设计n 电气控制系统设计的根本义务是根据控制要求电气控制

3、系统设计的根本义务是根据控制要求设计、编制出设备制造和运用维修过程中所必需设计、编制出设备制造和运用维修过程中所必需的图纸、资料等。的图纸、资料等。n 图纸包括电气原理图、电气系统的组件划分图图纸包括电气原理图、电气系统的组件划分图、元器件布置图、安装接线图、电气箱图、控制、元器件布置图、安装接线图、电气箱图、控制面板图、电器元件安装底板图和非规范件加工图面板图、电器元件安装底板图和非规范件加工图等。等。n 文字资料包括编制外购件目录、单台资料耗费文字资料包括编制外购件目录、单台资料耗费清单、设备阐明书等。清单、设备阐明书等。n 二、电气控制系统设计的根本义务、内容二、电气控制系统设计的根本义

4、务、内容5 第四章 电气控制系统的设计 电气控制系统设计的内容主要包含原理设计与工艺设计电气控制系统设计的内容主要包含原理设计与工艺设计两个部分：两个部分：1、原理设计内容、原理设计内容 l拟订电气设计义务书拟订电气设计义务书 2确定电力拖动方案和控制方式确定电力拖动方案和控制方式 3确定电动机的类型、型号、容量、转速确定电动机的类型、型号、容量、转速 4设计电气控制原理图设计电气控制原理图 5选择电器元件，制定元器件明细表选择电器元件，制定元器件明细表 6编写设计阐明书编写设计阐明书 二、电气控制系统设计的根本义务、内容二、电气控制系统设计的根本义务、内容6 第四章 电气控制系统的设计 2、

5、工艺设计内容、工艺设计内容 1设计电气总布置图、总安装图与总接线图设计电气总布置图、总安装图与总接线图 2设计组件布置图、安装图和接线图设计组件布置图、安装图和接线图 3设计电气箱、操作台及非规范元件设计电气箱、操作台及非规范元件 4列出元件清单列出元件清单 5编写运用维护阐明书编写运用维护阐明书二、电气控制系统设计的根本义务、内容二、电气控制系统设计的根本义务、内容7 第四章 电气控制系统的设计1、拟订设计义务书、拟订设计义务书 设计义务书是整个电气控制系统的设计根据，又是设备开工验设计义务书是整个电气控制系统的设计根据，又是设备开工验收的根据。由技术指点部门、设备运用部门和义务设计部门等共

6、同收的根据。由技术指点部门、设备运用部门和义务设计部门等共同完成。完成。电气控制系统的设计义务书中，主要包括以下内容：电气控制系统的设计义务书中，主要包括以下内容：1设备称号、用途、根本构造、动作要求及工艺过程引见设备称号、用途、根本构造、动作要求及工艺过程引见2电力拖动的方式及控制要求等电力拖动的方式及控制要求等3联锁、维护要求联锁、维护要求4自动化程度、稳定性及抗干扰要求自动化程度、稳定性及抗干扰要求5操作台、照明、信号指示、报警方式等要求操作台、照明、信号指示、报警方式等要求6设备验收规范设备验收规范7其它要求其它要求 三、电气控制系统设计的普通程序三、电气控制系统设计的普通程序8 第四

7、章 电气控制系统的设计 2、确定电力拖动方案、确定电力拖动方案 主要从几个方面思索电力拖动方案：主要从几个方面思索电力拖动方案：1拖动方式的选择拖动方式的选择 电力拖动方式，独立拖动？集中拖动？电力拖动方式，独立拖动？集中拖动？2调速方案的选择调速方案的选择 调速方案，无级调速？有级调速？调速方案，无级调速？有级调速？3电动机调速性质要与负载特性顺应电动机调速性质要与负载特性顺应 恒功率负载？恒转矩负载？在选择电动机调速方案时，要恒功率负载？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消费机械的负载特性相顺应，使电动机得到使电动机的调速特性与消费机械的负载特性相顺应，使电动机得到

8、充分合理运用。充分合理运用。9 第四章 电气控制系统的设计 3、拖动电动机的选择根本原那么、拖动电动机的选择根本原那么 1根据消费机械调速的要求选择电动机的种类。根据消费机械调速的要求选择电动机的种类。2任务过程中电动机容量要得到充分利用。任务过程中电动机容量要得到充分利用。3根据任务环境选择电动机的构外型式。根据任务环境选择电动机的构外型式。4、选择控制方式、选择控制方式 控制方式要实现拖动方案的控制要求。随着现代电气技术的控制方式要实现拖动方案的控制要求。随着现代电气技术的迅速开展，消费机械电力拖动的控制方式从传统的继电接触器控迅速开展，消费机械电力拖动的控制方式从传统的继电接触器控制向制

9、向PLC控制、控制、CNC控制、计算机网络控制等方面开展。控制、计算机网络控制等方面开展。5、设计电气控制原理图，并合理选用元器件，编制元器件明、设计电气控制原理图，并合理选用元器件，编制元器件明细表。细表。6、设计电气设备的各种施工图纸、设计电气设备的各种施工图纸 7、编写设计阐明书和运用阐明书、编写设计阐明书和运用阐明书10 第四章 电气控制系统的设计一、电气控制原理电路的根本设计方法电气控制原理电路设计的方法有分析设计法和逻辑设计法。1、分析设计法 分析设计法是根据消费工艺的要求选择适当的根本控制环节按其联锁条件组合起来，并经补充和修正，将其综合成满足控制要求的完好线路。当没有现成的典型

10、环节时，可根据控制要求边分析边设计。优点：设计方法简单，无固定的设计程序，容易为初学者所掌握，在电气设计中被普遍采用缺陷：设计出的方案不一定是最正确方案，当阅历缺乏或思索不周全时会影响线路任务的可靠性 第二节第二节 电气控制原理电路设计的电气控制原理电路设计的 方法与步骤方法与步骤11 第四章 电气控制系统的设计2、逻辑设计法、逻辑设计法 逻辑设计法是利用逻辑代数来进展电路设计，从消费机械的拖逻辑设计法是利用逻辑代数来进展电路设计，从消费机械的拖动要求和工艺要求出发，将控制电路中的接触器、继电器线圈的动要求和工艺要求出发，将控制电路中的接触器、继电器线圈的通电与断电，触点的闭合与断开，主令电器

11、的接通与断开看成逻通电与断电，触点的闭合与断开，主令电器的接通与断开看成逻辑变量，根据控制要求将它们之间的关系用逻辑关系式来表达，辑变量，根据控制要求将它们之间的关系用逻辑关系式来表达，然后再化简，做出相应的电路图。然后再化简，做出相应的电路图。优点：是能获得理想、经济的方案优点：是能获得理想、经济的方案缺陷：难度较大，设计过程复杂，在普通常规设计中，很少单缺陷：难度较大，设计过程复杂，在普通常规设计中，很少单独采用独采用 二、电气原理图设计的根本步骤二、电气原理图设计的根本步骤l根据确定的拖动方案和控制方式设计系统的原理框图根据确定的拖动方案和控制方式设计系统的原理框图2设计出原理框图中各个

12、部分的详细电路设计出原理框图中各个部分的详细电路 设计时按主电路设计时按主电路控制电路控制电路辅助电路辅助电路联锁与维护联锁与维护总体检总体检查，反复修正与完善的步骤进展。查，反复修正与完善的步骤进展。3绘制总原理图绘制总原理图4恰中选用电器元件，并制定元器件明细表恰中选用电器元件，并制定元器件明细表12 第四章 电气控制系统的设计三、原理图设计的普通要求三、原理图设计的普通要求 1、电气控制原理应满足工艺的要求、电气控制原理应满足工艺的要求 2、控制电路电源种类与电压数值的要求、控制电路电源种类与电压数值的要求 13 第四章 电气控制系统的设计 1防止触头的防止触头的“竞争和竞争和“冒险景象

13、冒险景象 竞争：是指在一个控制信号作用下，电路从一种稳定形状转换到另一稳竞争：是指在一个控制信号作用下，电路从一种稳定形状转换到另一稳定形状，经常有几个元器件的触头形状同时发生变化，由于各电器元件总有定形状，经常有几个元器件的触头形状同时发生变化，由于各电器元件总有一定的动作时间，对时序电路来说，往往发生不按时序动作的情况，触头争一定的动作时间，对时序电路来说，往往发生不按时序动作的情况，触头争先吸合，就会得到几个不同的输出形状，这种景象称为电路的先吸合，就会得到几个不同的输出形状，这种景象称为电路的“竞争。竞争。冒险：对于开关电路，由于电器元件的延时释放作用，存在开关元件不冒险：对于开关电路

14、，由于电器元件的延时释放作用，存在开关元件不按要求的逻辑功能输出，这种景象称为按要求的逻辑功能输出，这种景象称为“冒险。冒险。“竞争和竞争和“冒险冒险 景象会呵斥电路不按控制要求动作，逻辑混乱，控制景象会呵斥电路不按控制要求动作，逻辑混乱，控制失灵，严重的还会呵斥相间短路，电机、电器及机械安装损害，危害极大。失灵，严重的还会呵斥相间短路，电机、电器及机械安装损害，危害极大。3、控制电路力求可靠、平安、简单、经济、控制电路力求可靠、平安、简单、经济反身自停改良后14 第四章 电气控制系统的设计 2正确衔接电器线圈正确衔接电器线圈图4-1 交流控制电道路圈衔接图4-2 直流控制回路大电感线圈 与直

15、流继电器线圈的衔接15 第四章 电气控制系统的设计 3合理安排电器元件和触点的位置合理安排电器元件和触点的位置图4-3 电气元件和触头间的衔接16 第四章 电气控制系统的设计 4防止出现寄生电路防止出现寄生电路图4-4 寄生回路 寄生电路是指在控制电路的动作过程中，出现的不是由于误操作而产生的不测接通的电路。改良后17 第四章 电气控制系统的设计 5尽量减少衔接导线的数量，缩短衔接导线的长度尽量减少衔接导线的数量，缩短衔接导线的长度 6控制电路任务时，应尽量减少通电电器的数量；控制触头控制电路任务时，应尽量减少通电电器的数量；控制触头应合理布置应合理布置18 第四章 电气控制系统的设计 7思索

16、触头的接通和分断才干思索触头的接通和分断才干 8 应具有必要的维护环节应具有必要的维护环节 在电路中采用小容量的继电器触点来断开或接通大容量接触器线圈时，要分析触点容量的大小。假设不够时，必需加大继电器容量或添加中间继电器，否那么任务不可靠。常用的有漏电开关维护、过载、短路、过电流、过电压、失电压、联锁与行程维护等措施。19 第四章 电气控制系统的设计一、异步电动机起动、制动电阻的计算一、异步电动机起动、制动电阻的计算1、三相绕线转子异步电动机起动电阻的计算、三相绕线转子异步电动机起动电阻的计算 绕线式异步电动机在起动时，为降低起动电流，添加起动转矩绕线式异步电动机在起动时，为降低起动电流，添

17、加起动转矩，并获得一定的调速范围，常采用转子串电阻降压起动方法，因此，并获得一定的调速范围，常采用转子串电阻降压起动方法，因此要确定外接电阻的级数和电阻的大小。电阻的级数越多，转矩动摇要确定外接电阻的级数和电阻的大小。电阻的级数越多，转矩动摇就越小，控制电路也就越复杂。通常电阻级数可以根据表就越小，控制电路也就越复杂。通常电阻级数可以根据表4-2来选来选取。取。下面引见平衡短接法电阻阻值的计算。起动电阻级数确定后，转下面引见平衡短接法电阻阻值的计算。起动电阻级数确定后，转子绕组中每相串联的各级电阻值，可用下式计算：子绕组中每相串联的各级电阻值，可用下式计算：第三节第三节 电控线路设计的主要参数

18、计算电控线路设计的主要参数计算rkRnmn 式中，式中，n n为各级起动电阻的序号，为各级起动电阻的序号，n=1n=1且表示第一级，即最先被短且表示第一级，即最先被短接的电阻；接的电阻；m m为起动电阻级数；为起动电阻级数；k k为常数；为常数；r r为最后被短接的那一级为最后被短接的那一级电阻值。电阻值。20 第四章 电气控制系统的设计msk1113122mkkIsEr 式中，式中，s为电动机额定转差率；为电动机额定转差率；E2为正常任务时电动机转子电压为正常任务时电动机转子电压V；I2为正常任务时电动机转子电流为正常任务时电动机转子电流A。每相起动电阻的功率为：每相起动电阻的功率为：RIP

19、s231212 I2s I2s为转子起动电流为转子起动电流A A，取，取I2sI2s 1.5I2 1.5I2；R R为每相的串联电阻为每相的串联电阻。2、笼型异步电动机反接制动电阻的计算、笼型异步电动机反接制动电阻的计算反接制动时，三相定子回路各相串联的限流电阻反接制动时，三相定子回路各相串联的限流电阻R估算：估算：sIUkR 式中，式中，UU为电动机定子绕组相电压为电动机定子绕组相电压V V；IsIs为全压起动电流为全压起动电流A A；k k为系数，当最大反接制动电流为系数，当最大反接制动电流ImImIsIs肘，取肘，取k k0.130.13；当；当ImIm0.5Is0.5Is时，时，取取k

20、 k1.51.5。k k、r r计算：计算：21 第四章 电气控制系统的设计 反接制动时，假设仅在两相定子绕组中串接限流电阻，选用反接制动时，假设仅在两相定子绕组中串接限流电阻，选用电阻值是上述计算值的电阻值是上述计算值的1.5 倍。制动电阻的功率为：倍。制动电阻的功率为：式中，式中，IN为电动机额定电流；为电动机额定电流；R为每一相串接的限流电阻值。为每一相串接的限流电阻值。根据制动频繁程度适中选取前面系数。根据制动频繁程度适中选取前面系数。RIPN24121 二、笼型异步电动机能耗制动参数二、笼型异步电动机能耗制动参数1、能耗制动直流电流与电压的计算、能耗制动直流电流与电压的计算直流电流越

21、大，制动效果越好，但过大直流电流越大，制动效果越好，但过大的电流引起绕组发热，能耗添加，且当磁的电流引起绕组发热，能耗添加，且当磁饱和后对制动转矩的提高也不明显，通常饱和后对制动转矩的提高也不明显，通常制动直流电流制动直流电流Id按下式按下式或或 0)42(IIdNdII)21(RIUdd I0为电动机空载电流；为电动机空载电流；IN为电动机额定电流。为电动机额定电流。制动时，直流电压制动时，直流电压Ud为：为：R为两相串联定子绕组的冷电阻为两相串联定子绕组的冷电阻22 第四章 电气控制系统的设计 2、整流变压器参数计算、整流变压器参数计算 1变压器二次交流电压变压器二次交流电压 2变压器容量

22、变压器容量 由于变压器仅在能耗制动时任务，所以容量由于变压器仅在能耗制动时任务，所以容量允许比长期任务时小。根据制动频繁程度，取计算容量的允许比长期任务时小。根据制动频繁程度，取计算容量的0.250.5倍。倍。三、控制变压器的选用三、控制变压器的选用 控制变压器普通用于降低控制电路或辅助电路电压，以保证控制变压器普通用于降低控制电路或辅助电路电压，以保证控制电路平安性和可靠性。选择控制变压器的原那么为：控制电路平安性和可靠性。选择控制变压器的原那么为：l控制变压器一、二次侧电压应与交流电源电压、控制电路控制变压器一、二次侧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。电压与辅助电路

23、电压要求相符。2应保证变压器二次侧的交流电磁器件在起动时能可靠的吸应保证变压器二次侧的交流电磁器件在起动时能可靠的吸合。合。3电路正常运转时，变压器温升不应超越允许温升。电路正常运转时，变压器温升不应超越允许温升。9.0/2dUU23 第四章 电气控制系统的设计4控制变压器容量的近似算式：控制变压器容量的近似算式：式中，式中，S为控制变压器容量为控制变压器容量VA；S1为电磁器件的吸持功为电磁器件的吸持功率率VA；S2为接触器、继电器起动功率为接触器、继电器起动功率VA；S3为电磁铁起为电磁铁起动功率动功率VA；K为电磁铁任务行程为电磁铁任务行程L与额定行程与额定行程LN之比的修正系之比的修正

24、系数。当数。当L/LN0.5-0.8时，时，K0.7-0.8；当；当L/LN=0.85-0.9时，时，K0.85-0.95；当；当L/LN0.9以上时，以上时，K=1。满足上式时，可以保证电器元件的正常任务。式中系数满足上式时，可以保证电器元件的正常任务。式中系数0.25和和0.125为阅历数据，当电磁铁额定行程小于为阅历数据，当电磁铁额定行程小于15mm，额定吸力小于，额定吸力小于15牛时，系数牛时，系数0.125修正为修正为0.25。系数。系数0.6表示在电压降至表示在电压降至60%时，已时，已吸合的电器仍能可靠地坚持吸合形状。吸合的电器仍能可靠地坚持吸合形状。控制变压器也可按长期运转的温

25、升来思索，这时变压器容量应控制变压器也可按长期运转的温升来思索，这时变压器容量应大于或等于最大任务负荷的功率，即大于或等于最大任务负荷的功率，即KSSSS321125.025.06.011KSS24 第四章 电气控制系统的设计 式中，式中，S1为电磁器件吸持功率为电磁器件吸持功率VA；K1为变压器容量的贮藏为变压器容量的贮藏系数，普通系数，普通K1取取1.l-1.25。控制变压器容量也可按下式计算控制变压器容量也可按下式计算 式中的式中的S、S1、S2同前式。同前式。四、接触器的选用四、接触器的选用 不同的运用场所及控制对象，接触器的操作条件与任务繁重程度不同的运用场所及控制对象，接触器的操作

26、条件与任务繁重程度也不同。为尽能够经济正确地运用接触器，必需对控制对象的任务情也不同。为尽能够经济正确地运用接触器，必需对控制对象的任务情况及接触器的性能有较全面的了解，不能仅看产品的铭牌数据，因接况及接触器的性能有较全面的了解，不能仅看产品的铭牌数据，因接触器铭牌上所标定的电压、电流、控制功率等参数均为某一运用条件触器铭牌上所标定的电压、电流、控制功率等参数均为某一运用条件下的额定值，选用时应根据详细运用条件正确选择。下的额定值，选用时应根据详细运用条件正确选择。1根据接触器所控制负载的任务义务来选择所运用的接触器类根据接触器所控制负载的任务义务来选择所运用的接触器类别。接触器的触头数量、种

27、类等应满足控制线路的要求。别。接触器的触头数量、种类等应满足控制线路的要求。2根据接触器控制对象的任务参数如任务电压、任务电流、根据接触器控制对象的任务参数如任务电压、任务电流、控制功率、操作频率、任务制等确定接触器的容量等级。控制功率、操作频率、任务制等确定接触器的容量等级。3根据控制回路电压决议接触器线圈电压。根据控制回路电压决议接触器线圈电压。4对于特殊环境条件下任务的接触器应选用特定的产品。对于特殊环境条件下任务的接触器应选用特定的产品。215.16.0SSS25 第四章 电气控制系统的设计 交流接触器的选用交流接触器的选用 交流接触器控制的负载可分为电动机负载和非电动机类负载交流接触

28、器控制的负载可分为电动机负载和非电动机类负载如电热设备、照明安装、电容器、电焊机等。如电热设备、照明安装、电容器、电焊机等。1、电动机负载时的选用电动机负载时的选用 把电动机的负载按轻重程度分为普通义务、重担务和特重担把电动机的负载按轻重程度分为普通义务、重担务和特重担务三类。务三类。l普通义务普通义务 主要运转于间歇性运用类别，其操作频率不高，用来控制笼型主要运转于间歇性运用类别，其操作频率不高，用来控制笼型异步电动机或绕线转子电动机，在到达一定转速时断开，并有少异步电动机或绕线转子电动机，在到达一定转速时断开，并有少量的点动。这种义务在运用中所占的比例很大，并常与热继电器量的点动。这种义务

29、在运用中所占的比例很大，并常与热继电器组成电磁起动器来满足控制与维护的要求。属于这一类的典型机组成电磁起动器来满足控制与维护的要求。属于这一类的典型机械有：紧缩机、泵、通风机、升降机、传送带、电梯、搅拌机、械有：紧缩机、泵、通风机、升降机、传送带、电梯、搅拌机、离心机、空调机、冲床、剪床等。选配接触器时，只需使选用接离心机、空调机、冲床、剪床等。选配接触器时，只需使选用接触器的额定电压和额定电流等于或稍大于电动机的额定电压和额触器的额定电压和额定电流等于或稍大于电动机的额定电压和额定电流即可，通常选用定电流即可，通常选用CJ10系列。系列。26 第四章 电气控制系统的设计 2 2重担务重担务

30、主要运转于包括间歇性和正常运转的混合类别，平均操作频主要运转于包括间歇性和正常运转的混合类别，平均操作频率可达率可达100100次次h h或以上，用以起动笼型或绕线转子电动机，并常有点或以上，用以起动笼型或绕线转子电动机，并常有点动、反接制动、反向和低速时断开。属于这一类的典型机械有：车床、动、反接制动、反向和低速时断开。属于这一类的典型机械有：车床、钻床、铣床、磨床、升降设备、轧机辅助设备等。在这类设备的控制钻床、铣床、磨床、升降设备、轧机辅助设备等。在这类设备的控制中，电动机功率普通在中，电动机功率普通在20kW20kW以下，因此选用以下，因此选用CJ10ZCJ10Z系列重担务交流接系列重

31、担务交流接触器较为适宜。触器较为适宜。3 3特重担务特重担务 主要运转于几乎长期运转的类别，操作频率可达主要运转于几乎长期运转的类别，操作频率可达60012006001200次次/h/h，个别的甚至达，个别的甚至达30003000次次/h/h，用于笼型或绕线转子电动机的频繁点动、，用于笼型或绕线转子电动机的频繁点动、反接制动和可逆运转。属于这一类的典型设备有：印刷机、拉丝机、反接制动和可逆运转。属于这一类的典型设备有：印刷机、拉丝机、镗床、港口起重设备、轧钢辅助设备等。选用接触器时一定要使其电镗床、港口起重设备、轧钢辅助设备等。选用接触器时一定要使其电寿命满足运用要求。对于已按重担务设计的寿命

32、满足运用要求。对于已按重担务设计的CJ10ZCJ10Z等系列接触器可按等系列接触器可按电寿命选用，电寿命可按与分断电流平方成反比的关系推算。有时，电寿命选用，电寿命可按与分断电流平方成反比的关系推算。有时，粗略按电动机的起动电流作为接触器的额定运用电流来选用接触器，粗略按电动机的起动电流作为接触器的额定运用电流来选用接触器，便可得到较高的电寿命。由于控制容量大，常可选用便可得到较高的电寿命。由于控制容量大，常可选用CI12CI12系列。系列。27 第四章 电气控制系统的设计 有时为了减少维护时间和频繁操作带来的噪声，可思索选有时为了减少维护时间和频繁操作带来的噪声，可思索选用晶闸管交流接触器。

33、用晶闸管交流接触器。交流接触器的主要参数是：主触头额定电流、额定电压及交流接触器的主要参数是：主触头额定电流、额定电压及线圈控制电压。线圈控制电压。普通来说，接触器主触头的额定电压应大于或等于负载回普通来说，接触器主触头的额定电压应大于或等于负载回路的额定电压。路的额定电压。主触头的额定电流应等于或稍大于实践负载额定电流。对于主触头的额定电流应等于或稍大于实践负载额定电流。对于电动机负载，下面阅历公式也可以运用：电动机负载，下面阅历公式也可以运用：式中，式中，PN(kW)、UN(V)分别为受控电动机的额定功率、额分别为受控电动机的额定功率、额定线电压，定线电压，k为阅历系数，普通取为阅历系数，

34、普通取11.4。查阅每种系列接触器与可控制电动机容量的对应表也是选择查阅每种系列接触器与可控制电动机容量的对应表也是选择交流接触器额定电流的有效方法。交流接触器额定电流的有效方法。接触器吸引线圈的电压值应取控制电路的电压等级。接触器吸引线圈的电压值应取控制电路的电压等级。NNNkUPI31028 第四章 电气控制系统的设计 2、非电动机负载时的选用、非电动机负载时的选用 非电动机负载有电阻炉、电容器、变压器、照明安装等。选非电动机负载有电阻炉、电容器、变压器、照明安装等。选用接触器时，除思索接触器接通容量外，还要思索运用中能够出用接触器时，除思索接触器接通容量外，还要思索运用中能够出现的过电流

35、。现的过电流。二直流接触器的选用二直流接触器的选用 直流接触器主要用于控制直流电动机和电磁铁。直流接触器主要用于控制直流电动机和电磁铁。1、控制直流电动机时的选用、控制直流电动机时的选用 首先弄清电动机实践运转的主要技术参数。接触器的额定电首先弄清电动机实践运转的主要技术参数。接触器的额定电压、额定电流或额定控制功率均不得低于电动机的相应值。压、额定电流或额定控制功率均不得低于电动机的相应值。当用于反复短时任务制或短时任务制时，接触器的额定发热电流当用于反复短时任务制或短时任务制时，接触器的额定发热电流应不低于电动机实践运转的等效有效电流，接触器的额定操作频应不低于电动机实践运转的等效有效电流

36、，接触器的额定操作频率也不应低于电动机实践运转的操作频率。率也不应低于电动机实践运转的操作频率。然后根据电动机的运用类别，选择相应运用类别的接触器系然后根据电动机的运用类别，选择相应运用类别的接触器系列。列。2、控制直流电磁铁时的选用、控制直流电磁铁时的选用 控制直流电磁铁时，应根据额定电压、额定电流、通电继续控制直流电磁铁时，应根据额定电压、额定电流、通电继续率和时间常数等主要技术参数，选用适宜的直流接触器。率和时间常数等主要技术参数，选用适宜的直流接触器。29 第四章 电气控制系统的设计 1、类型的选用、类型的选用 继电器的类型及用途可查表。首先按被控制或继电器的类型及用途可查表。首先按被

37、控制或被维护对象的任务要求来选择继电器的种类，然后根据灵敏度或精被维护对象的任务要求来选择继电器的种类，然后根据灵敏度或精度要求来选择适当的系列。如时间继电器有直流电磁式、交流电磁度要求来选择适当的系列。如时间继电器有直流电磁式、交流电磁式气囊构造、电动式、晶体管式等，可根据系统对延时精度、式气囊构造、电动式、晶体管式等，可根据系统对延时精度、延时范围、操作电源要求等综合思索选用。延时范围、操作电源要求等综合思索选用。2、运用环境的选用、运用环境的选用 继电器选用时应思索继电器安装地点的周继电器选用时应思索继电器安装地点的周围环境温度、海拔高度、相对温度、污染等级及冲击、振动等条件围环境温度、

38、海拔高度、相对温度、污染等级及冲击、振动等条件，确定继电器的构造特征和防护类别。如继电器用于尘埃较多场所，确定继电器的构造特征和防护类别。如继电器用于尘埃较多场所时，应选用带罩壳的全封锁式继电器，如用于湿热带地域时，应选时，应选用带罩壳的全封锁式继电器，如用于湿热带地域时，应选用湿热带型用湿热带型TH，以保证继电器正常而可靠地任务。，以保证继电器正常而可靠地任务。3、运用类别的选用、运用类别的选用 继电器的典型用途是控制交、直流接触器继电器的典型用途是控制交、直流接触器的线圈等。对应的继电器应按运用类别选用。的线圈等。对应的继电器应按运用类别选用。五、电磁式控制继电器的选用五、电磁式控制继电器

39、的选用30 第四章 电气控制系统的设计 4、额定任务电压、额定任务电流的选用、额定任务电压、额定任务电流的选用 继电器在相应运用类继电器在相应运用类别下触点的额定任务电流和额定任务电压表征继电器触点所能切换电别下触点的额定任务电流和额定任务电压表征继电器触点所能切换电路的才干。选用时，继电器的最高任务电压可为该继电器的额定绝缘路的才干。选用时，继电器的最高任务电压可为该继电器的额定绝缘电压。继电器的最高任务电流普通应小于该继电器的额定发热电流。电压。继电器的最高任务电流普通应小于该继电器的额定发热电流。通常一个系列的继电器规定了几个额定任务电压，同时列出相应的额通常一个系列的继电器规定了几个额

40、定任务电压，同时列出相应的额定任务电流或控制功率。定任务电流或控制功率。选用电压线圈的电流种类和额定电压值时，应留意与系统要求选用电压线圈的电流种类和额定电压值时，应留意与系统要求一致。一致。5、任务制的选用、任务制的选用 继电器普通适用于继电器普通适用于8h任务制延续长期任务任务制延续长期任务制、反复短时任务制和短时任务制。任务制不同对继电器的过载才制、反复短时任务制和短时任务制。任务制不同对继电器的过载才干要求也不同。干要求也不同。当交流电压或中间继电器用于反复短时任务制时，由于吸当交流电压或中间继电器用于反复短时任务制时，由于吸合时有较大的起动电流，因此其负担比长期任务制时重，选用时应充

41、合时有较大的起动电流，因此其负担比长期任务制时重，选用时应充分思索此类情况，运用中实践操作频率应低于额定操作频率。分思索此类情况，运用中实践操作频率应低于额定操作频率。31 第四章 电气控制系统的设计 1、原那么上按被维护电动机的额定电流选取热继电器。根据电、原那么上按被维护电动机的额定电流选取热继电器。根据电动机实践负载选取热继电器的整定电流值为电动机额定电流的动机实践负载选取热继电器的整定电流值为电动机额定电流的0.951.05倍。对于过载才干较差的电动机，选取热继电器的额定电流倍。对于过载才干较差的电动机，选取热继电器的额定电流为电动机额定电流的为电动机额定电流的60%80%。2、对于长

42、期任务或延续长期任务制的电动机，必需保证热继电、对于长期任务或延续长期任务制的电动机，必需保证热继电器在电动机的起动过程中不致误动作。以在器在电动机的起动过程中不致误动作。以在6倍额定电流下，起动时倍额定电流下，起动时间不超越间不超越6秒的电动机所需的热继电器按电动机的额定电流来选取。秒的电动机所需的热继电器按电动机的额定电流来选取。3、用热继电器作断相维护时的选用。对于星型接法的电动机，、用热继电器作断相维护时的选用。对于星型接法的电动机，只需选用正确、调整合理，运用普通不带断相维护的三相热继电器也只需选用正确、调整合理，运用普通不带断相维护的三相热继电器也能反映一相断线后的过载情况。对于三

43、角形接法的电动机，一相断线能反映一相断线后的过载情况。对于三角形接法的电动机，一相断线后，流过热继电器的电流与流过电动机绕组的电流其添加比例是不同后，流过热继电器的电流与流过电动机绕组的电流其添加比例是不同的，这时应选用带有断相维护安装的热继电器。的，这时应选用带有断相维护安装的热继电器。4、三相与两相热继电器的选用。普通缺点情况下，两相热继电、三相与两相热继电器的选用。普通缺点情况下，两相热继电器与三相热继电器具有一样的维护效果。但在电动机定子绕组一相断器与三相热继电器具有一样的维护效果。但在电动机定子绕组一相断线、多台电动机的功率差别比较显著、电源电压不平衡等情况下不宜线、多台电动机的功率

44、差别比较显著、电源电压不平衡等情况下不宜选用两相热继。选用两相热继。六、热继电器的选用六、热继电器的选用32 第四章 电气控制系统的设计 1、熔断器类型与额定电压的选择、熔断器类型与额定电压的选择 根据负载维护特性和短路电流大小、各类熔断器的适用范围来根据负载维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类型。根据被维护电路的电压来选择额定电压。选用熔断器的类型。根据被维护电路的电压来选择额定电压。2、熔体与熔断器额定电流确实定、熔体与熔断器额定电流确实定 熔体额定电流大小与负载大小、负载性质亲密相关。对于负载熔体额定电流大小与负载大小、负载性质亲密相关。对于负载平稳、无冲击电流，

45、如照明电路、电热电路可按负载电流大小来确平稳、无冲击电流，如照明电路、电热电路可按负载电流大小来确定熔体的额定电流。对于笼型异步电动机，其熔断器熔体额定电流定熔体的额定电流。对于笼型异步电动机，其熔断器熔体额定电流如第一章所述，为：如第一章所述，为：单台电动机单台电动机 )5.25.1(NfuII七、熔断器选择七、熔断器选择 如多台电动机共用一个熔断器维护如多台电动机共用一个熔断器维护 轻载起动及起动时间较短时，式中系数取轻载起动及起动时间较短时，式中系数取l.5l.5，重载起动及起动，重载起动及起动时间较长时，式中系数取时间较长时，式中系数取2.52.5。熔断器的额定电流按大于或等于熔体额定

46、电流来选择。熔断器的额定电流按大于或等于熔体额定电流来选择。NNfuIII)5.25.1(33 第四章 电气控制系统的设计 3、校核维护特性、校核维护特性 对上述选定的熔断器类型及熔体额定电流，还必需校核熔断器对上述选定的熔断器类型及熔体额定电流，还必需校核熔断器的维护特性曲线能否与维护对象的过载特性有良好的配合，使在整的维护特性曲线能否与维护对象的过载特性有良好的配合，使在整个范围内获得可靠的维护。同时，熔断器的极限分段才干应大于或个范围内获得可靠的维护。同时，熔断器的极限分段才干应大于或等于所维护电路能够出现的短路电流值，这样才干得到可靠的短路等于所维护电路能够出现的短路电流值，这样才干得

47、到可靠的短路维护。维护。4、熔断器的上下级的配合、熔断器的上下级的配合 为满足选择性维护的要求，应留意熔断器上下级之间的配合，为满足选择性维护的要求，应留意熔断器上下级之间的配合，普通要求上一级熔断器的熔断时间至少是下一级的普通要求上一级熔断器的熔断时间至少是下一级的3倍，不然将会倍，不然将会发生越级动作，扩展停电范围。为此，当上下级采用同一型号的熔发生越级动作，扩展停电范围。为此，当上下级采用同一型号的熔断器时，其电流等级以相差两级为宜，假设上下级所用的熔断器型断器时，其电流等级以相差两级为宜，假设上下级所用的熔断器型号不同，那么根据维护特性上给出的熔断时间选取。号不同，那么根据维护特性上给

48、出的熔断时间选取。34 第四章 电气控制系统的设计 1、控制按钮的选用、控制按钮的选用 1根据运用场所，选择控制按钮的种类，如开启式、维护式、根据运用场所，选择控制按钮的种类，如开启式、维护式、防水式、防腐式等。防水式、防腐式等。2根据用途，选用适宜的型式，对手把旋钮式、钥匙式、紧急根据用途，选用适宜的型式，对手把旋钮式、钥匙式、紧急式、带灯式等。式、带灯式等。3按控制回路的需求，确定不同的按钮数，如单钮、双钮、三按控制回路的需求，确定不同的按钮数，如单钮、双钮、三钮、多钮等。钮、多钮等。4按任务情况的要求，选择按钮的颜色。根据按任务情况的要求，选择按钮的颜色。根据GB5226-85的规的规定

49、，按钮的颜色的含义与典型用途见表定，按钮的颜色的含义与典型用途见表4-4。2、行程开关的选用、行程开关的选用 1根据运用场所及控制对象选择。有普通用途行程开关和起重根据运用场所及控制对象选择。有普通用途行程开关和起重设备用行程开关。设备用行程开关。2根据安装环境选择防护型式，如开启式或维护式。根据安装环境选择防护型式，如开启式或维护式。3根据控制回路的电压和电流选择行程开关系列。根据控制回路的电压和电流选择行程开关系列。4根据机械与行程开关的压力与位移关系选择适宜的头部型式根据机械与行程开关的压力与位移关系选择适宜的头部型式。八、其它控制电器的选用八、其它控制电器的选用35 第四章 电气控制系

50、统的设计 3 3、自动开关的选用、自动开关的选用 l l根据要求确定自动开关的类型，如框架式、塑料外壳式、根据要求确定自动开关的类型，如框架式、塑料外壳式、限流式等。限流式等。2 2根据维护特性要求，确定几段维护。根据维护特性要求，确定几段维护。3 3根据线路中能够出现的最大短路电流来选择自动开关的极根据线路中能够出现的最大短路电流来选择自动开关的极限分断才干。限分断才干。4 4根据电网额定电压、额定电流确定开关的容量等级。根据电网额定电压、额定电流确定开关的容量等级。5 5初步确定自动开关的类型和等级后，要和其上、下级开关初步确定自动开关的类型和等级后，要和其上、下级开关维护特性进展协调配合

51、，从而在总体上满足维护的要求。维护特性进展协调配合，从而在总体上满足维护的要求。36 第四章 电气控制系统的设计 电气控制系统在完成原理设计和电器元件选择之后，下一步就是进电气控制系统在完成原理设计和电器元件选择之后，下一步就是进展电气工艺设计并付之实施。主要有电气控制设备总体布置，总接线图展电气工艺设计并付之实施。主要有电气控制设备总体布置，总接线图设计，各部分的电器装配图与接线图，各部分的元件目录、进出线号、设计，各部分的电器装配图与接线图，各部分的元件目录、进出线号、主要资料清单及运用阐明书等。主要资料清单及运用阐明书等。一、电气设备的总体布置设计一、电气设备的总体布置设计 电气设备总体

52、布置设计的义务是根据电气控制原理图，将控制系统电气设备总体布置设计的义务是根据电气控制原理图，将控制系统按照一定要求划分为假设干个部件，再根据电气设备的复杂程度，将每按照一定要求划分为假设干个部件，再根据电气设备的复杂程度，将每一部件划分成假设干单元，并根据接线关系整理出各部分的进线和出线一部件划分成假设干单元，并根据接线关系整理出各部分的进线和出线号，调整它们之间的衔接方式。号，调整它们之间的衔接方式。单元划分的原那么：单元划分的原那么：1功能类似的元件组合在一同。如按钮、控制开关、指示灯、指功能类似的元件组合在一同。如按钮、控制开关、指示灯、指示仪表可以集中在操作台上；接触器、继电器、熔断

53、器、控制变压器等示仪表可以集中在操作台上；接触器、继电器、熔断器、控制变压器等控制电器可以安装在控制柜中。控制电器可以安装在控制柜中。2接线关系亲密的控制电器划为同一单元，减少单元间的连线。接线关系亲密的控制电器划为同一单元，减少单元间的连线。3强弱电分开，以防干扰。强弱电分开，以防干扰。4需经常调理、维护和易损元件组合在一同以便于检查与调试。需经常调理、维护和易损元件组合在一同以便于检查与调试。第四节第四节 电气控制安装的工艺设计电气控制安装的工艺设计37 第四章 电气控制系统的设计 电气控制设备的不同单元之间的接线方式通常有以下几种：l控制板、电器板、机床电器的进出线普通采用接线端子，可根

54、据电流大小和进出线数选择不同规格的接线端子。2被控制设备与电气箱之间采用多孔接插件，便于拆装、搬运。3印制电路板及弱电控制组件之间的衔接采用各种类型的规范接插件。二、绘制电器元件布置图二、绘制电器元件布置图 同一部件或单元中电器元件按下述原那么布置：同一部件或单元中电器元件按下述原那么布置：l普通监视器件布置在仪表板上。普通监视器件布置在仪表板上。2体积大和较重的电器元件应安装在电器板的下方，体积大和较重的电器元件应安装在电器板的下方，发热元件安装在电器板的上方。发热元件安装在电器板的上方。3强电弱电应分开，弱电部分应加装屏蔽和隔离，以强电弱电应分开，弱电部分应加装屏蔽和隔离，以防干扰。防干扰

55、。4需求经常维护、检修、调整的电器元件安装不宜过需求经常维护、检修、调整的电器元件安装不宜过高或低。高或低。5电器布置应思索整齐、美观、对称。尽量使外形与电器布置应思索整齐、美观、对称。尽量使外形与构造尺寸类似的电器安装在一同，便于加工、安装和配线。构造尺寸类似的电器安装在一同，便于加工、安装和配线。6布置电器元件时，应预留布线、接线、和调整操作布置电器元件时，应预留布线、接线、和调整操作的空间。的空间。38 第四章 电气控制系统的设计 电气控制安装的接线图表示整套安装的衔接关系，绘制原那么电气控制安装的接线图表示整套安装的衔接关系，绘制原那么：l l接线图的绘制应符合接线图的绘制应符合GB6

56、988GB6988中中5-865-86 的规定。的规定。2 2在接线图中，各电器元件的外形和相对位置要与实践安装在接线图中，各电器元件的外形和相对位置要与实践安装的相对位置一致。的相对位置一致。3 3电器元件及其接线座的标注与电气原理图中标注应一致，电器元件及其接线座的标注与电气原理图中标注应一致，采用同样的文字符号和线号。工程代号、端子号及导线号的编制分采用同样的文字符号和线号。工程代号、端子号及导线号的编制分别应符合别应符合GB5904-85GB5904-85、GB4026-83GB4026-83 及及GB4884-85GB4884-85 等规定。等规定。4 4接线图应将同一电器元件的各带

57、电部分如线圈、触点等接线图应将同一电器元件的各带电部分如线圈、触点等画在一同，并用细实线框住。画在一同，并用细实线框住。5 5接线图采用细线条绘制，应清楚地表示出各电器元件的接接线图采用细线条绘制，应清楚地表示出各电器元件的接线关系和接线去向。线关系和接线去向。接线图的接线关系有两种画法：接线图的接线关系有两种画法：直接接线法。直接接线法。符号标注接线法。符号标注接线法。三、绘制电气控制安装的接线图三、绘制电气控制安装的接线图39 第四章 电气控制系统的设计 6接线图中要标注出各种导线的型号、规格、截面积和颜色。7接线端子板上各接线点按线号顺序陈列，并将动力线、交流控制线、直流控制线分类排开。

58、元件的进出线除大截面导线外，都应经过接线板，不得直接进出。四、电控柜和非规范零件图的设计 电气控制系统比较简单时，控制电器可以安装在消费机械内部，控制系统比较复杂或操作需求时，都要有单独的电气控制柜。电气控制柜设计要思索以下几方面问题：1根据控制面板和控制柜内各电器元件的数量确定电控柜总体尺寸。2电控柜构造要紧凑、便于安装、调整及维修、外形美观，并与消费机械相匹配。3在柜体的适当部位设计通风孔或通风槽，便于柜内散热。4应设计起吊钩或柜体底部带活动轮，便于电控柜的挪动。电控柜构造常设计成立式或任务台式，小型控制设备那么设计成台式或悬挂式。电控柜的种类繁多，构造各异。设计中要汲取各种型式的优点，设

59、计出适宜的电控柜。40 第四章 电气控制系统的设计 非规范的电器安装零件，如开关支架、电气安装底板、控制柜的有机非规范的电器安装零件，如开关支架、电气安装底板、控制柜的有机玻璃面板、扶手等，应根据机械零件设计要求，绘制其零件图。玻璃面板、扶手等，应根据机械零件设计要求，绘制其零件图。五、清单汇总五、清单汇总 在电气控制系统原理设计及工艺设计终了后，应根据各种图纸，对本在电气控制系统原理设计及工艺设计终了后，应根据各种图纸，对本设备需求的各种零件及资料进展综合统计，列出元件清单、规范件清单、设备需求的各种零件及资料进展综合统计，列出元件清单、规范件清单、资料耗费定额表，以便消费管理部门做好消费预备任务。资料耗费定额表，以便消费管理部门做好消费预备任务。六、编写设计阐明书和运用阐明书六、编写设计阐明书和运用阐明书 设计阐明和运用阐明是设计审定、调试、运用、维护过程中必不可少设计阐明和运用阐明是设计审定、调试、运用、维护过程中必不可少的技术资料。设计和运用阐明书应包含拖动方案的选择根据，本系统的主的技术资料。设计和运用阐明书应包含拖动方案的选择根据，本系统的主要原理与特点，主要参数的计算过程，各项技术目的的实现，设备调试的要原理与特点，主要参数的计算过程，各项技术目的的实现，设备调试的要求和方法，设备运用、维护要求，运用本卷须知等。要求和方法，设备运用、维护要求，运用本卷须知等。