机械设备电气控制 南通工学院机械工程系
机械设备电气控制 7 南通工学院机械工程系
3继电接触器控制系统设计 31电气设计的主要内容 1)确定电气设计的技术条件和任务书; 2)选择电力拖动与控制方案; 3)选择电动机及其它电器元件,制定电器 元件明细表; 4)设计电气控制原理图 5)绘制机电设备的电气装配图和接线图 6)设计电气柜、操作台、电气安装板以及 非标准电器和专用安装零件; 刀)编写设计计算说明书和使用说明书
3 继电接触器控制系统设计 3.1 电气设计的主要内容 1) 确定电气设计的技术条件和任务书； 2) 选择电力拖动与控制方案； 3) 选择电动机及其它电器元件，制定电器 元件明细表； 4) 设计电气控制原理图； 5) 绘制机电设备的电气装配图和接线图； 6) 设计电气柜、操作台、电气安装板以及 非标准电器和专用安装零件； 7) 编写设计计算说明书和使用说明书
电气设计的技术条件 任务书中,除简要说明所设计的机电设备名称、 型号、用途、工艺过程、技术性能、传动参数以 及现场工作条件外,还须说明 1)用户供电电网的种类、电压、频卒及容 2)有关电力拖动的基本特性; 3)有关电气控制的特性; 4)有关操作方面的要求; 5)机电设备主要电器元件的布置草图
一、电气设计的技术条件 任务书中，除简要说明所设计的机电设备名称、 型号、用途、工艺过程、技术性能、传动参数以 及现场工作条件外，还须说明： 1) 用户供电电网的种类、电压、频率及容 量； 2) 有关电力拖动的基本特性； 3) 有关电气控制的特性； 4) 有关操作方面的要求； 5) 机电设备主要电器元件的布置草图
电力拖动形式的选择 1、传动方式 单电机拖动(单独拖动) 多电机拖动(分立拖动) 2、调速性能 重型或大型设备:电气无级调速 精密机械设备:电气无级调速 一般中小型设备:①三相笼型异步电动机+ 齿轮变速箱;②双速或多速笼型异步电动 机
二、电力拖动形式的选择 1、传动方式 • 单电机拖动（单独拖动） • 多电机拖动（分立拖动） 2、调速性能 • 重型或大型设备：电气无级调速 • 精密机械设备：电气无级调速 • 一般中小型设备：①三相笼型异步电动机+ 齿轮变速箱；②双速或多速笼型异步电动 机
电力拖动形式的选择 3、负载特性 机床主运动为恒功率负载,进给运动为 恒转矩负载; 电动机的调速特性应与负载特性相适应 双速异步电动机:4→YY为恒功率调速 Y→YY为恒转矩调速 >他励直流电动机:改变励磁为恒功率调速 改变电压为恒转矩调速 4、起动、制动和反向要求
二、电力拖动形式的选择 3、负载特性 • 机床主运动为恒功率负载，进给运动为 恒转矩负载； • 电动机的调速特性应与负载特性相适应。 ➢ 双速异步电动机：△→YY为恒功率调速 Y→YY为恒转矩调速 ➢ 他励直流电动机：改变励磁为恒功率调速 改变电压为恒转矩调速 4、起动、制动和反向要求
、电气控制方式的选择 1、可靠性 系统应尽可能简化 方案 继电接触器 可编程控制器(PLC 数控 微机控制 3、方式 时间控制 速度控制 程控制 电流控制
三、电气控制方式的选择 1、可靠性 • 系统应尽可能简化 2、方案 • 继电接触器 • 可编程控制器（PLC） • 数控 • 微机控制 3、方式 • 时间控制 • 速度控制 • 行程控制 • 电流控制
3.2电动机的选择 、电动机容量的选择 今电动机的额定容量由允许温升决定,选择电动机功率的 依据是负载功率 1、主拖动电动机容量的选择 统计类比法 分析计算法 2、进给拖动电动机容量的选择 进给拖动与主拖动共用一台电动机时,计算主拖动 电动机功率即可 进给拖动采用单独电动机时,按快速移动所须功率 选择
3.2 电动机的选择 一、电动机容量的选择 ❖电动机的额定容量由允许温升决定，选择电动机功率的 依据是负载功率 1、主拖动电动机容量的选择 • 统计类比法 • 分析计算法 2、进给拖动电动机容量的选择 • 进给拖动与主拖动共用一台电动机时，计算主拖动 电动机功率即可； • 进给拖动采用单独电动机时，按快速移动所须功率 选择
、电动机额定电压的选择 1、直流电动机(与电源电压相一致) 直流发电机供电:常用220V或110V,大功 率电动机可提高到600~800V,甚至1000V 晶闸管整流装置供电:Z3型电动机增加160V、 440V电压等级,Z2型电动机增加180V、 340V、440V电压等级 2、交流电动机(与供电电网电压相一致) 般车间电网电压为380V,因此,中小型异 步电动机额定电压为220/380(^/Y联结)及 380/600(^/Y联结)两种
二、电动机额定电压的选择 1、直流电动机（与电源电压相一致） • 直流发电机供电：常用220V或110V，大功 率电动机可提高到600～800V，甚至1000V • 晶闸管整流装置供电：Z3型电动机增加160V、 440V电压等级， Z2型电动机增加180V、 340V、440V电压等级 2、交流电动机（与供电电网电压相一致） • 一般车间电网电压为380V，因此，中小型异 步电动机额定电压为220/380（△/Y联结）及 380/600（△/Y联结）两种
、电动机额定转速的选择 额定功率相同的电动机,额定转速愈高,其体积愈小 重量愈轻,价格愈低。因此,选用高速电动机较为经 济。但机械传动机构复杂。 对于工作于长期工作制(即连续工作时很少起、制动) 的工作机械:原则上应选用额定转速较高的电动机, 但应考虑初始投资、占地面积和维护费用。 对于工作丁短时工作制(即经常起、制动及反转)的 乍机械:应考虑额定转速对起、制动时间和起、制 动过程中能量损耗的影响,以过渡过程能量损耗最小 为选择依据。 异步电动机常用额定转速:3000,1500,1000 750,600r/min 同步电动机常用额定转速:1500r/min
三、电动机额定转速的选择 ❖ 额定功率相同的电动机，额定转速愈高，其体积愈小， 重量愈轻，价格愈低。因此，选用高速电动机较为经 济。但机械传动机构复杂。 • 对于工作于长期工作制（即连续工作时很少起、制动） 的工作机械：原则上应选用额定转速较高的电动机， 但应考虑初始投资、占地面积和维护费用。 • 对于工作于短时工作制（即经常起、制动及反转）的 工作机械：应考虑额定转速对起、制动时间和起、制 动过程中能量损耗的影响，以过渡过程能量损耗最小 为选择依据。 • 异步电动机常用额定转速：3000，1500，1000， 750，600 r/min • 同步电动机常用额定转速：1500 r/min
四、电动机结构型式的选择 按安装位置分:卧式、立式 按工作环境分:开启式、防护式、封闭式、防爆 机床电气设备通用技术条件中规定:机床应采用 全封闭扇冷式电动机。机床上推荐使用防护等级 最低为IP44的交流电动机。某些场合必须采用强 迫通风。 常用Y系列三相异步电动机为封闭自扇冷式笼型异 步电动机,安装尺寸和功率等级完全符合正C标准 和DN42673标准。 YD系列三相异步电动机的功率等级和安装尺寸与 国外同类先进产品相当,供配套出口及引进设备 替换
四、电动机结构型式的选择 • 按安装位置分：卧式、立式 • 按工作环境分：开启式、防护式、封闭式、防爆 式 • 机床电气设备通用技术条件中规定：机床应采用 全封闭扇冷式电动机。机床上推荐使用防护等级 最低为IP44的交流电动机。某些场合必须采用强 迫通风。 • 常用Y系列三相异步电动机为封闭自扇冷式笼型异 步电动机，安装尺寸和功率等级完全符合IEC标准 和DIN42673标准。 • YD系列三相异步电动机的功率等级和安装尺寸与 国外同类先进产品相当，供配套出口及引进设备 替换