机床电气控制电路设计--课件

第五章机床电气控制电路设计机床电气设计的基本原则机床电气设计的基本原则机床电气控制电路的机床电气控制电路的设计内容设计内容机床电气控制电路的经验设计法机床电气控制电路的经验设计法常用电器元件选择常用电器元件选择1ppt课件机床电气设计的基本原则机床机床电气气设计的基本要求的基本要求机床机床电气气设计的内容及的内容及设计步步骤电气气设计的技的技术条件条件机床机床电力力传动方案的确定方案的确定机床机床电气控制方案的确定气控制方案的确定控制方式的控制方式的选择确定确定电动机容量机容量机床机床电气气电路的原理路的原理图设计原原则2ppt课件机床电气设计的基本要求熟熟悉悉所所设计机机床床（设备）的的总体体技技术要要求求及及工工作作过程程，弄弄清清其其它它系系统对电气气控控制制系系统的的技技术要求。要求。了了解解机机床床的的现场工工作作条条件件，供供电情情况况及及测量量仪表的种表的种类。通通过技技术经济分分析析，选择性性能能价价格格比比最最佳佳的的传动方案和控制方案。方案和控制方案。设计简单合合理理、技技术先先进、工工作作可可靠靠。维修修方方便便的的电气气控控制制电路路。进行行模模拟试验，验证控控制制电路能否路能否满足机床的工足机床的工艺要求。要求。保保证使用安全性，使用安全性，贯彻最新国家最新国家标准。准。3ppt课件机床电气设计的内容及设计步骤拟定定电气气设计的技的技术条件条件确定确定电力力传动方案和控制方案方案和控制方案确定确定 电动机容量机容量设计电气控制原理气控制原理图选择电气气元元器器件件及及装装置置；制制定定电气气设备装装置置、元元件、器件的清件、器件的清单及及备件，易件，易损件的清件的清单绘制制电气安装气安装图、位置、位置图、互、互连图设计电气柜、操作台、配气柜、操作台、配电板及非板及非标准器件准器件编写写设计计算算说明明书及使用及使用说明明书4ppt课件电气设计的技术条件用用户供供电电网的种网的种类、电压、频率及容量。率及容量。有关有关电气气传动的基本特性的基本特性有关有关电气控制的特性气控制的特性有关操作方面的要求有关操作方面的要求机床主要机床主要电气气设备的参数及布置框的参数及布置框图5ppt课件机床电力传动方案的确定确定机床确定机床传动的的调速方式速方式传动方式与其方式与其负载特性相适特性相适应电动机的起制机的起制动和正反和正反转的要求的要求6ppt课件机床电气控制方案的确定机床机床电气控制方案的可靠性气控制方案的可靠性电气控制方案的确定气控制方案的确定7ppt课件控制方式的选择控控制制方方式式主主要要有有时间控控制制、速速度度控控制制、电流流控控制制及及行行程程控控制。制。应根据根据实际工作情况决定工作情况决定还必必须注意因注意因负载变化而出化而出现的的问题。8ppt课件确定电动机容量节能能查表法表法当当电动机机的的机机械械特特性性硬硬，电动机机的的转速速在在整整个个工工作作过程程中中可可以以近近似似不不变时，电动机机的的功功率率近近似似与与转矩矩成成正正比，此比，此时，等效，等效负载P为：9ppt课件原理图设计的一般原则 控制系控制系统应满足生足生产机械的工机械的工艺要求要求力求控制力求控制电路安全可靠，路安全可靠，简单经济合理合理选择各种各种电器元件器元件符合人机关系，便于符合人机关系，便于维修修其其设计包括包括主主电路路、控制控制电路路和和辅助助电路。路。10ppt课件主电路设计对于于异异步步电动机机：选择电路路电动机机的的起起动方方式式，正反正反转 控制及主控制及主电路的保路的保护环节。确定确定电动机是机是全全压起起动还是降是降压起起动。对于于正正反反转控控制制方方式式，应防防止止误操操作作而而引引起起的的电源相源相间短路，在控制短路，在控制电路中有互路中有互锁保保护。注注意意主主电路路的的熔熔断断保保护、过载保保护及及其其它它安安全全保保护元件的元件的选择与与设置。置。主主电路与控制路与控制电路路应保持保持严格的格的对应关系。关系。11ppt课件全压起动的条件全全压起起动的条件的条件为：nSeb-电源变压器额定容量（电源变压器额定容量（kvA）nIg -电动机全电压起动电流（电动机全电压起动电流（A）nIe -电动机额定电流（电动机额定电流（A）nPe -电动机额定功率（电动机额定功率（kW)12ppt课件控制电路的经验设计法设计过程是逐步完善，不易得到最佳方案程是逐步完善，不易得到最佳方案需反复修改草需反复修改草图，会影响，会影响设计速度速度需需要要一一定定的的经验才才能能进行行设计，可可能能影影响响到到系系统的的可可靠性。靠性。设计中中应注意的注意的问题设计举例例13ppt课件设计中应注意的问题控制控制电路的路的电源源选择简化化电路、减少触路、减少触头，提高可靠性，提高可靠性正确正确联接接电器的器的线圈圈避免在控制避免在控制电路中出路中出现寄生回路寄生回路根据根据实际情况合理安排原理情况合理安排原理图中元件位置。中元件位置。14ppt课件控制电路电源选择15ppt课件简化电路、减少触头的方法其主要方法有：其主要方法有：合并同合并同类触触头利用利用转换触触头在在直直流流电路路中中利利用用半半导体体二二极极管管的的单向向导电性性来来有有效效减少触减少触头数和利用数和利用逻辑电数数进行行电路化路化简。16ppt课件合并同类触头17ppt课件利用转换触头18ppt课件利用二极管19ppt课件正确联接电器的线圈20ppt课件避免在控制电路中出现寄生回路21ppt课件合理安排元件位置22ppt课件设计举例（M7120平面磨床为例）机床机床传动的的总体方案体方案确定确定电动机型号及参数机型号及参数主主电路的路的设计控制控制电路的路的设计电磁吸磁吸盘控制控制电路路设计辅助助电路路设计控制控制电源的确定及源的确定及总体体电路的完善路的完善23ppt课件机床传动的总体方案 工工作作台台的的往往复复运运动由由液液压泵电动机机M1M1拖拖动，M1M1电机机单向向运运转，往往复复运运动由由液液压传动装装置置实现。砂砂轮的旋的旋转磨削工作由磨削工作由电动机机M2M2拖拖动。冷却冷却泵电动机机M3M3提供磨削提供磨削时你磨削液你磨削液砂砂轮架升降由架升降由电动机机M4M4拖拖动，M4M4双向运双向运转。工工作作台台吸吸盘电路路中中应具具有有欠欠电压保保护及及去去磁控制，以确保工件吸牢及取下方便。磁控制，以确保工件吸牢及取下方便。24ppt课件电动机的确定 M1 M2 M3 M425ppt课件主电路的设计26ppt课件控制电路的设计27ppt课件电磁吸盘控制电路设计28ppt课件辅助电路的设计29ppt课件控制电源的确定及总体电路的完善选用用380V作作为控制控制电路路电压。电磁吸磁吸盘采用采用110V直流供直流供电。照明用照明用24V安全安全电压，信号指示，信号指示为6.3V30ppt课件常用电器元件选择电器元件的可靠性器元件的可靠性电器元件器元件选择的基本原的基本原则电器元件的器元件的选择31ppt课件电器元件选择的基本原则根据根据对控制元件功能的要求，确定控制元件功能的要求，确定电器元件器元件类型；型；确定元器件承确定元器件承载能力的能力的临界界值及使用寿命。及使用寿命。确定元器确定元器预期的工作期的工作环境及供境及供应情况；情况；确定元器件在确定元器件在应用用时所需的可靠性等。所需的可靠性等。32ppt课件电器元件选择按按钮、开关、开关选择接触器接触器选用用中中间继电器的器的选用用时间继电器的器的选用用热继电器的器的选用用熔断器熔断器选用用控制控制变压器的器的选用用电磁磁铁的的选用用控制控制电路中某些路中某些电阻的阻的计算。算。33ppt课件按钮、开关选择按按钮刀开关刀开关组合开关合开关行程开关行程开关自自动开关开关34ppt课件按钮按按钮是是短短时切切换小小电流流控控制制电路路的的开开关关，根根据控制功能据控制功能选择按按钮的的结构型式及构型式及颜色。色。按按钮的的额定定电压：交交流流500V,直直流流440V,额定定电流流5A.机机床床上上常常选用用：LA2、LA10、LA18、LA19、LA20等。等。LA-L-主主令令电器器,A-按按钮,-设计序序号号,-常常开开触触头数数,-常常闭触触头数数,-结构构型型式式代代号号(K、S、J、X、H、F、Y和和D)35ppt课件按钮K-开启式S-防水式J-紧急式X-旋转式H-保护式F-防腐式Y-钥匙式D-带灯按钮36ppt课件刀开关刀开关主要用于接通和切断刀开关主要用于接通和切断长期工作期工作设备的的电源。源。刀刀开开关关的的种种类很很多多，按按级数数分分单级、双双级、和和三三极极；按按刀刀的的转换方方向向可可分分单掷和和双双掷等等。常常用用的的刀开关有开启式刀开关有开启式负荷开关和封荷开关和封闭式式负荷开关。荷开关。根根据据电源源种种类、电压等等级、用用电设备容容量量、所所需需极数及使用极数及使用场合来合来选用。用。开开启启式式，主主要要控控制制5.5kw以以下下的的电机机（一一般般）型型号号HKI-含含义：HK-开开启启式式负荷荷开开关关，I-设计序序号；号；-额定定电流。流。封封闭式式（铁壳壳开开关关），型型号号HH4-/含含义：HH-封封闭式式负荷荷开开关关，4-设计序序号号，-额定定电流流，-极数。极数。37ppt课件组合开关组合开关主要用于合开关主要用于电源引入与隔离，源引入与隔离，可可根根据据电源源种种类、电压等等级、所所需需极极数数及及电气气设备额定容量定容量选取。取。额定定电压500V的的开开关关适适用用于于交交流流380V，额定定电压250V的开关适用于交流的开关适用于交流220V控制。控制。开开关关的的额定定电流流一一般般取取设备额定定电流流的的1.5倍倍3倍。倍。常用的型号有常用的型号有HZ系列：系列：HZ1、HZ2、HZ1038ppt课件组合开关技术参数39ppt课件行程开关用于控制运用于控制运动机构的行程、机构的行程、讯号号转换、联锁等。等。根根据据控控制制功功能能、安安装装位位置置、电压电流流等等级、触触头种种类及数量来及数量来选择结构和型号。构和型号。机机床床上上常常用用的的有有LX2、LX19、JLXK1型型行行程程开开关关及及JXW-11、JLXK1-11型型微微动开开关关等等。（LXK3系列新系列新产品，品，LXW5系列微系列微动开关）开关）JLXK1-的的含含义：J-机机床床电器器；L-主主令令电器器；X-行行程程开开关关；K-快快速速；1-设计序序号号；-滚轮数目；数目；-常开触常开触头数；数；-常常闭触触头数。数。对于于要要求求动作作快快、灵灵敏敏度度高高的的行行程程控控制制，可可采采用无触点接近开关。用无触点接近开关。40ppt课件LXK3系列行程开关主要技术数据41ppt课件自动开关（自动空气开关）自自动开开关关又又称称低低压断断路路器器。常常作作为机机床床电路路的的电源源引引入入开开关关，并并且且对电源源设备有有过载、短短路路、欠欠压保保护作作用。用。选用用时考考虑额定定电流流和和额定定电压以以及及短短路路保保护的的电磁磁瞬瞬时脱扣器脱扣器电流整定流整定值应略大于略大于电路最大短路路最大短路电流。流。常常用用的的有有DZ10系系列列(额定定电流流分分10、100、200、600A)。小小容容量量的的有有DZ4、DZ5（额定定电流流25A、50A两两级）引引 进 西西 门 子子 公公 司司 的的 新新 产 品品 3VE1、3VE3系系 列列。（0.163A)42ppt课件接触器选用主主要要考考虑主主触触头的的额定定电流流、额定定电压、吸吸引引线圈圈的的电压等等级，其其次次考考虑辅助助触触头的的数数量量和和种种类、操作、操作频率等。率等。吸引吸引线圈的圈的电压等等级应等于控制等于控制电路的路的电压。交交流流接接触触器器多多用用CJ10系系列列，直直流流接接触触器器多多用用CZD系列。系列。CJ-型型号号的的含含义：C-接接触触器器；J-交交流流；-设计序号；序号；-主触主触头额定定电流。流。还有有LC1-D,可可与与西西门子子公公司司3TB系系列列互互换使使用用的的CJX1、CJX2系列。系列。43ppt课件CJ10系列交流接触器技术数据44ppt课件CZD系列直流接触器基本技术数据45ppt课件接触器的选择选择类型选择触头的额定电压选择主触头的额定电流：主触头的额定电流应大于或等于负载的额定电流。如负载是电动机，其额定电流按下式推算：选择线圈电压选择触头数量和种类46ppt课件中间继电器的选用中中间继电器器用用于于控控制制电路路中中传递与与转换信信号号，扩大大控控制制路路数数，将将小小功功率率控控制制信信号号转换为大大容容量量的的触触头控控制制，扩充充交交流流接接触触器器及及其其它它电器器的的控控制制作作用。用。中中间继电器器主主要要根根据据触触点点的的数数量量及及种种类确确定定型型号号，吸引吸引线圈的圈的额定定电压等于控制等于控制电路的路的电压等等级。机机床床上上常常用用JZ7系系列列，新新产品品有有JDZ1系系列列、CA2-DN1系列及仿西系列及仿西门子子3TH的的JZC1系列系列等。等。47ppt课件三种系列中间继电器技术参数48ppt课件时间继电器的选用时间继电器器的的类型型有有：电磁磁式式、空空气气阻阻尼尼式式、晶晶体体管管式和式和电动机式等。机式等。选用用时考考虑延延时方方式式、延延时范范围、延延时精精度度要要求求、瞬瞬时触触头数数目目等等。另另外外，线圈圈电压等等级应满足足控控制制电路路的要求。的要求。对延延时精精度度不不高高的的可可选 用用空空气气阻阻尼尼式式；对直直流流断断电延延时，宜宜选用用价价格格较低低的的电磁磁式式；当当延延时范范围大大，延延时精精度度要要求求高高时，可可选 用用晶晶体体管管式式或或电动机机式式时间继电器。器。常常用用机机床床时间继电器器主主要要有有JS7系系列列（空空气气式式时间继电器新器新产品品JSKI）49ppt课件热继电器的选用热继电器主要器主要对异步异步电动机机进行行过载保保护。热继电器有双金属片式和器有双金属片式和电子式两种。子式两种。电子式子式热继电器保器保护性能好，适用于重要性能好，适用于重要电动机。机。选择热继电器器主主要要根根据据电动机机的的额定定电流流来来确确定定热继电器器的的额定定电流及流及热元件的元件的电流等流等级。对星星形形接接线的的电动机机可可选两两相相或或三三相相结构构式式的的，对三三角角形形接接线的的电动机机，应选择带断断相相保保护的的热继电器器。热元元件件的的额定定电流流值，一般按，一般按电动机机额定定电流的流的0.951.05倍倍选用。用。常常用用的的热继电器器为JR0系系列列，新新产品品JRS1系系列列、LR1-D系系列以及西列以及西门子的子的3UA系列。系列。50ppt课件熔断器选用熔断器主要熔断器主要对电气气设备起短路瞬起短路瞬时保保护作用。作用。主要主要类型有：插入式、螺旋式、填料封型有：插入式、螺旋式、填料封闭客式等。客式等。机床上常用螺旋式机床上常用螺旋式RL1系列系列熔熔断断器器的的选择方方法法为：根根据据电路路的的特特点点及及参参数数求求出出熔熔体体电流流，再再根根据据熔熔体体电流流大大小小选择熔熔断断器器的的额定定电流流来确定其来确定其规格型号。格型号。对负载电流流较平平稳的的电气气设备，如如照照明明，按按额定定电流流进行行选用。用。对具具有有冲冲击电流流的的电气气设备，则应采采用用经验计算算方方法法选用。用。51ppt课件RL1系列熔断器的技术参数52ppt课件控制变压器的选择当当机机床床的的控控制制电器器较多多，线路路又又比比较复复杂时，最最好好采采用控制用控制变压器降器降压的控制的控制电源，以提高工作的可靠性。源，以提高工作的可靠性。控制控制变压器的容量，可根据两个条件来器的容量，可根据两个条件来选择根根据据控控制制电路路在在最最大大工工作作负载时所所需需要要的的功功率率进行行选择，以保，以保证变压器在器在长期工作期工作时不致超不致超过允允许温升，温升，变压器器的的容容量量应能能食食品品店店部部分分已已吸吸合合的的电器器在在启启动其其它它电器器时，仍仍能能可可靠靠的的保保持持吸吸合合，同同时又又能能保保证将将要要启启动的的电器也能启器也能启动吸合。吸合。53ppt课件电磁铁的选择电磁磁铁是是实现机械、液机械、液压、气、气动自自动控制的控制的动力元件。力元件。按功能分按功能分类有：有：牵引引电磁磁铁、阀用用电磁磁铁；按按电分有交流和直流两分有交流和直流两 大大类。机床常用机床常用牵引引电磁磁铁有有MQ1和和MQ2系列。系列。交交流流有有MFB1-YC、MFJ3-yc、MFJ1型型及及引引进美美国国威威格格尔公司的公司的MFZ系列。系列。54ppt课件