继电一接触器控制系统的设计.docVIP

第五章 继电一接触器控制系统的设计 常用的生产机械目前仍广泛应用继电接触器控制系统，在学习了继电接触器典型控制环 节和一些生产机械电气设备之后，应能对一般生产机械电气控制电路进行分析。更为重要的 是应能举一反三，对一些生产机械进行电力装备的设计并提供一套完整的技术资料。而生产 机械种类繁多，其电气控制设备备异，本章仅以机床电力装备设计为主线，叙述电力拖动方 案的选择，电动机容量的计算，电气控制电路的设计以及机床电力装备的施工设计等。以求 掌握继电接触器控制系统的设计方法和常用控制电器的选择；学会继电接触器控制系统的安 装和调试。 第一节 电气控制系统设计的基本原则和内容． 设计工作的首要问题是树立正确的设计思想，树立工程实践的观点，使设计的产品经济、 实用、可靠、先进、使用及维修方便等。任何一台机械设备的结构型式和馋用效能与其电气 自动化程度有着十分密切的关系，因此机床电气设计应与机械设计同时进行并密切配合。同 肘，对于电气设计人员来说，必须对机床机械结构、加工工艺有一定的了解。这样才能设计 出符合要求的电气控制设备。 在电气控制系统设计中，应最大限度地满足生产机械对电气控制的要求，在满足控制要 求前提下，力求电气控制系统简单、经济、便于操作和维修并确保控制系统安全可靠地工作· 机床电气控制设计的基本内容有： 1)确定电力拖动方案。 2)选择电动机容量、结构型式和容量。 3)设计机床电气控制电路图。 4)选择机床电器，制订电器元件一览表。 7 5)进行机床电力装备施工设计。 6)编写设计计算说明书和使用说明书。 ‘ 第二节 电力拖动方案的确定和电动机的选择 一、电力拖动方案的确定 ． 电力拖动方案选择是电气设计主要内容之一，也是以后各部分设计内容的基础和先决条 件。．”首先根据机床工艺要求及结构来选用电动机的数量，然后根据机床各运动机构要求的调 速范围来选择调速方案。在选择电动机调速方案时，应使电动机的调速特性与负载特性相适 应，以求得电动机充分合理的利用。 (一)拖动方式的选择 ． 电力拖动方式有单独拖动与分立拖动两种电气传动发展的趋向是电动机逐步接近工机构 形成多电动机的拖动方式。如有些机床，除必需的内在联系外，主轴、刀架、工作台 及其它辅助运动机构，都分别由单独电动机拖动。这样，不仅能缩短机械传动链，提高传动 效率，便于自动化，而且也能使总体结构得到简化。在具体选择时，应根据工艺及结构具体 情况决定电动机的数量。 (---)调速方案的选择 一般金属切削机床的主运动和进给运动，以及要求具有快速平稳的动态性能和准确定位 的设备如龙门刨床、镗床、数控机床等，都要求具有一定的调速范围。为此，可采用齿轮变 速箱、液压调速装置、双速或多速电动机及电气的无级调速方案。在选择调速方案时，可参 考以下几点： 1)重型或大型设备的主运动及进给运动，应尽可能采用无级调速。这有利于简化机械结 构，缩小齿轮箱体积，降低制造成本，提高机床利用率。 2)精密机械设备如坐标镗床、精密磨床、数控机床等，为了保证加工精度，便于自动 控制，也应采用电气无级调速方案。 电气无级调速，一般应用晶闸管一直流电动机调速系统。但直流电动机与交流电动机相 比，体积大、造价高、维护困难。因此，随着交流调速技术的发展，经全面经济技术指标分 析后，可考虑选用交流调速方案。 3)一般中小型设备如普通机床没有特殊要求时，可选用经济、简单、可靠的三相笼型 感应电动机，配以适当级数的齿轮变速箱。为简化结构，扩大调速范围，也可采用双速或多 速笼型感应电动机。 在选用笼型感应电动机的额定转速时，应满足工艺条件要求，选用二极、四极或更低的 同步转速，以便简化机械传动链，降低齿轮减速箱的制造成本o (三)电动机调速性质应与负载特性相适应 机械设备的各个工作机构，具有各自不同的负载特性，如机床的主运动为恒功率负载， 而进给运动为恒转矩负载。在选择电动机调速方案时，要使电动机的调速性质与生产机械的 负载特性相适应，以使电动机获得充分合理的使用。如：双速笼型感应电动机，当定子绕组 由三角形联结改成双星形联结时，转速增加一倍，功率却增加很少，它适用于恒功率传动； 对于低速为星形联结的双速电动机改成双星形联结后，转速和功率都增加一倍，而电动机所输 出的转矩保持不变，它适用于恒转矩传动。 二、拖动电动机的选择 电动机的选择包括电动机种类、结构型式、电动机额定转速和额定功率。 (一)根据生产机械调速要求选择电动机种类 感应电动机结构简单、价格便宜、维护工作量小，但起动及调速性能