1、第三章 電氣控制系統的設計第一節 設計的基本原則 1熟悉控制對象的總體技術要求及工作過程，弄清對電氣控制系統的技術要求。2了解設備的現場工作條件、供電情況及測量儀表的種類等。3通過技術經濟分析，選擇最佳傳動方案和控制方案。4設計出簡單合理、工作可靠、維護方便的電器控制電路。5保證使用的安全性。 一、設計的要求二、設計步驟 1擬定電氣設計任務書及技術條件。2確定電氣傳動方案和控制方案。3選擇傳動電動機。4設計控制電路原理圖。5選擇電器元件或裝置，制定電器元件或裝置易損壞件及備用件的清單。6繪制電氣控制系統位置圖及接線圖。7設置操作臺、電器柜及非標準電氣元件。8編寫設計計算書和使用說明書，包括操作

2、順序說明、維修說明及調整方法等。根據實際情況，對上述步驟可作適當的調整。 三、控制方式的選擇 控制方式時間控制速度控制電流控制行程控制四、控制電路的電壓或電流 1對于比較簡單的控制電路： AC220V/380V 2對于比較復雜的控制電路 將控制電壓降壓： 110V/36V 3 對于操作比較頻繁直流拖動的控制 電路：DC220V/110V五、保護環節 短路保護 - 熔斷器和低壓斷路器 過熱保護 - 熱繼電器和低壓斷路器的熱脫扣器 過流保護 - 過電流繼電器和低壓斷路器的過電流脫扣器 零壓、欠壓保護 - 接觸器或電磁式電壓繼電器 失磁保護 - 欠電流繼電器 第二節 電氣控制系統電路設計 經驗設計法

3、 （一）設計依據 電動機等用電設備的起停由接觸器主觸點的閉合和斷開來實現；接觸器主觸點的動作，由控制回路中該接觸器的線圈通電和斷電所決定；且滿足組成控制電流基本規律的要求接觸器線圈的通電和斷電取決于所在回路中的動合觸點和動斷觸點的動作情況；接觸器線圈所在回路中的動合觸點和動斷觸點的組合關系（串并聯）及其動作情況由控制對象對控制過程的要求所決定，且滿足組成控制電路基本規律的要求。 （二）基本步驟 1收集分析現有同類設備的電器控制電路，以便設計時的揚長避短。2根據控制對象電器控制電路的要求，首先設計各個獨立環節的控制電路，然后由各個環節之間的關系進一步擬定聯鎖控制電路及輔助電路的設計。 主電路設計

4、主要考慮電動機的起動、正反轉、制動、點動及多速電動機的調速要求。 控制電路設計主要考慮如何滿足電動機的各種運轉功能以及控制對象的控制過程要求。 輔助電路設計主要考慮如何完善整個控制電路的設計，包括短路、過載、超程、零壓、聯鎖、光電測試、信號及照明等等各種保護或輔助環節。 3全面檢查所設計的控制電路，在條件允許的情況下，進行模擬試驗，克服在工作過程中因誤動作而產生的事故因素，逐步完善整個電器控制電路的設計。 （三）基本特點1設計過程是逐步完善的過程，一般不易獲得最佳設計方案。但經驗設計法簡單易行，使用很廣。2需反復修改草圖，故會影響設計進度。3需要一定的經驗才能進行設計，在設計中往往會因考慮不周

5、而影響電路的可靠性。4一般需要進行模擬試驗。 （四）提高經驗設計的電路可靠性的要點 1在滿足功能要求的前提下盡量簡化電路，減少觸點，避免不必要的聯鎖動作現象。 （1）合并同類觸點 如圖3-1所示（2）利用轉換觸點 如圖3-2所示（3）在直流電路中，利用半導體二極管的單向導電性來有效地減少觸點數目，如圖3-3所示。 （4）線路中應盡量減少多個電器元件依次動作后才能接通另一個電器元件，如圖3-4所示。（5）應考慮電器觸點的接通和分斷能力 （6）應考慮電器元件觸點“競爭”問題，同一繼電器的常開觸點和常閉觸點有“先斷后合”型和“先合后斷”型。如下圖所示。 2要保證控制線路工作的安全和可靠性 （1）線圈

6、的連接 （2）電器觸點的連接 3控制線路力求簡單、經濟 （1）盡量減少連接導線 將電器元件觸點的位置合理安排，可減少導線根數和縮短導線的長度，以簡化接線。如圖3-8（2）控制線路在工作時，除必要的電器元件必須長期通電外，其余電器應盡量不長期通電，以延長電器元件的使用壽命和節約電能。 4防止寄生電路 控制線路在工作中出現意外接通的電路叫寄生電路。 舉例-鉆削加工 1)自動循環 即刀架由位置1移動到位置2進行鉆削加工后自動退回位置1，實現自動循環。2)無進給切削 即鉆頭到達位置2時不再進給，但鉆頭繼續旋轉進行無進給切削以提高工件加工精度。3)快速停車 停車時，要求快速停車以減少輔助工時。 圖3-10 開始設計1設計主電路因要求刀架自動循環，故電動機實現正、反向運轉，故采用兩個接觸器以改變電源相序。 2確定控制電路的基本部分，設置由起動、停止按鈕、正反向接觸器組成的控制電動機正反轉的基本控制環節，以及必要的自鎖環節和互鎖環節，圖3-11所示基本控制線路 3設計控制電路的特殊部分 1)工藝要求刀架能自動循環 2)實現無進給切削 圖3-12 3)快速停車 圖3-134）設置必要的保護環節 圖3-1 合并同類觸點 圖3-2 觸點轉換 圖3-3 利用二極管有效地減少觸點數