第四章

繼電器-接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計目的：明確電氣設(shè)計的主要內(nèi)容，重點掌握電動機的選擇依據(jù)，掌握電氣設(shè)計的一般規(guī)律和方法。要求：學會制定電力拖動和電氣控制方案，選擇電動機及其他電氣元器件，熟練繪制各種電氣圖紙，利用設(shè)計的一般方法設(shè)計控制電路。第四章繼電器-接觸器目的：11、確定電氣設(shè)計的技術(shù)條件和任務(wù)書2、選擇電力拖動和控制方案（電機工作方式；控制方式）3、選擇電動機4、設(shè)計電氣原理圖（主回路；控制回路……）5、設(shè)計機電設(shè)備的電氣裝配圖和電氣接線圖6、設(shè)計電氣柜、操縱臺等非標部件和專用安裝零件7、選用電氣元件，編制電氣元件清單8、編寫設(shè)計計算說明書和使用說明書第一節(jié)電氣設(shè)計主要內(nèi)容1、確定電氣設(shè)計的技術(shù)條件和任務(wù)書第一節(jié)電氣設(shè)計主要內(nèi)容2一、電氣設(shè)計的技術(shù)條件設(shè)備功能；運動部件數(shù)量；工藝流程；工作方式；使用環(huán)境和特殊要求。二、電力拖動形式的選擇電動機傳動方式；調(diào)速性能；起制動要求；負載特性。三、系統(tǒng)控制方案的確定1、控制方式：繼電器--接觸器；順序控制器；數(shù)控系統(tǒng)；微機控制。2、控制系統(tǒng)的工作方式：手動；自動；單頭半自動等3、自動工作循環(huán)簡圖，轉(zhuǎn)換條件，工作節(jié)拍，（電磁鐵接通表）4、聯(lián)鎖條件；保護要求一、電氣設(shè)計的技術(shù)條件3第二節(jié)電動機的選擇一、電動機容量（分析計算法；統(tǒng)計計算法）1、負載功率2、容許溫升3、過載能力二、電動機轉(zhuǎn)速對于相同功率電機，轉(zhuǎn)速越高，電機的尺寸越小，質(zhì)量越高，成本越低。1、不需調(diào)速的高、中速機械，選用相應(yīng)轉(zhuǎn)速電機。2、不需調(diào)速的低速機械，選稍高轉(zhuǎn)速電機，通過減速機構(gòu)傳動。3、需要調(diào)速的機械，電機最高轉(zhuǎn)速與機械最高轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。第二節(jié)電動機的選擇一、電動機容量（分析計算法；統(tǒng)計計算法）4三、電動機類型1、電壓級別、電流類型（與電源相匹配）2、轉(zhuǎn)速特性3、工作原理四、電動機結(jié)構(gòu)形式1、安裝形式：立式、臥式2、環(huán)境條件：防護式、封閉式、防爆型、防腐型三、電動機類型5第三節(jié)電氣控制線路的設(shè)計一、設(shè)計的一般要求1、最大限度滿足機電設(shè)備的控制要求，按照工藝流程可靠工作。2、控制線路力求簡單、經(jīng)濟。3、保證機械設(shè)備和控制線路安全可靠。4、便于操作和維護。二、電氣控制線路的設(shè)計方法：1、經(jīng)驗設(shè)計法2、邏輯代數(shù)設(shè)計法。第三節(jié)電氣控制線路的設(shè)計一、設(shè)計的一般要求61、經(jīng)驗設(shè)計法電氣控制設(shè)計的內(nèi)容包括主電路、控制電路和輔助電路的設(shè)計。①主電路：主要考慮電動機起動、點動、正反轉(zhuǎn)、制動及多速控制的要求。②控制電路：滿足設(shè)備和設(shè)計任務(wù)要求的各種自動、手動的電氣控制電路。③輔助電路：完善控制電路要求的設(shè)計，包括短路、過流、過載、零壓、連鎖（互鎖）、限位等電路保護措施，以及信號指示、照明等電路。④反復審核：根據(jù)設(shè)計原則審核電氣設(shè)計原理圖，有必要時可以進行模擬實驗，修改和完善電路設(shè)計，直至符合設(shè)計要求。1、經(jīng)驗設(shè)計法7常用的經(jīng)驗設(shè)計方法①根據(jù)生產(chǎn)機械的要求，選用典型環(huán)節(jié)，將它們有機的組合起來，并加以補充修改，綜合成所需的控制電路。②沒有典型環(huán)節(jié)，可以根據(jù)工藝要求自行設(shè)計，采用邊分析邊畫圖的方法，不斷增加電器元件和控制觸點，以滿足給定的工作條件和要求。經(jīng)驗設(shè)計的特點①設(shè)計方法簡單易于掌握，使用廣泛。②要求設(shè)計者有一定的設(shè)計經(jīng)驗，需要反復修改圖紙，設(shè)計速度較慢。③設(shè)計程序不固定，一般需要進行模擬實驗。④不宜獲得最佳設(shè)計方案。常用的經(jīng)驗設(shè)計方法82、邏輯設(shè)計法利用邏輯代數(shù)，從生產(chǎn)工藝出發(fā)，考慮控制電路中邏輯變量關(guān)系，在狀態(tài)波形圖的基礎(chǔ)上，按照一定的設(shè)計方法和步驟，設(shè)計出符合要求的控制電路。該方法設(shè)計出的電路較為合理、精練可靠，特別在復雜電路設(shè)計時，可以顯示出邏輯設(shè)計法的設(shè)計優(yōu)點。繼——接系統(tǒng)中，電氣元件都可用“通”、“斷”兩態(tài)來表示，控制線路的規(guī)律符合邏輯運算規(guī)律（“與”、“或”），因而可用邏輯代數(shù)加以分析、化簡，然后按照簡化的邏輯表達式畫出相應(yīng)線路圖。

2、邏輯設(shè)計法9例；某電機在繼電器KA1、KA2、KA3中任一個或任兩個繼電器動作時才能運轉(zhuǎn)。

例；某電機在繼電器KA1、KA2、KA3中任一個或任兩個繼電10三、設(shè)計規(guī)律1、常開觸點串聯(lián)--幾個條件同時具備，才能使電器線圈得電。"與"2、常開觸點并聯(lián)--幾個條件中，任一條件具備，就可使電器線圈得電。"或"3、常閉觸點串聯(lián)--幾個條件中，任一條件具備，就可使電器線圈失電。4、常閉觸點并聯(lián)--幾個條件同時具備，電器線圈才失電。5、正確選擇電氣線路和環(huán)節(jié)，盡量選用經(jīng)過實際考驗的完善的線路和環(huán)節(jié)（避免因某個電氣元件損壞而引起故障）。三、設(shè)計規(guī)律11四、線路設(shè)計的一般問題1、盡量避免許多電器依次動作后才能接通另一電器的現(xiàn)象。2、線路中，觸點、線圈的位置合理安排，控制回路中不允許出現(xiàn)線圈的串聯(lián)。四、線路設(shè)計的一般問題123、線路中應(yīng)盡量減少元件數(shù)、元件觸點數(shù)、導線數(shù)3、線路中應(yīng)盡量減少元件數(shù)、元件觸點數(shù)、導線數(shù)134、

盡量減少線路工作時的通電電器數(shù)量（下圖中，KM1，KT1在起動完畢即完成任務(wù)，可斷電）

4、

盡量減少線路工作時的通電電器數(shù)量145、

線路中避免出現(xiàn)竟爭現(xiàn)象圖中，若KM2常開觸點閉合時間t>KM2常閉觸點斷開時間t1+KT1常開觸點斷開時間t2，則發(fā)生竟爭現(xiàn)象。5、

線路中避免出現(xiàn)竟爭現(xiàn)象156、避免產(chǎn)生寄生回路①FR一旦脫開，出現(xiàn)寄生回路，使得KM3（或KM4）線圈上電壓下降，不能可靠釋放。 ②按SB4，實現(xiàn)點動向前，出現(xiàn)寄生回路，使得主軸電機旋轉(zhuǎn)。

6、避免產(chǎn)生寄生回路167、應(yīng)具有完善的保護環(huán)節(jié)：設(shè)計線路應(yīng)考慮各種聯(lián)鎖保護、油壓保護、限位保護，以及電氣系統(tǒng)應(yīng)有過載、短路、過流、過壓、失壓、弱磁和熱保護等。還應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的合閘、斷開、事故、安全等指示燈。8、設(shè)計線路應(yīng)能適應(yīng)所在電網(wǎng)情況，根據(jù)現(xiàn)場的電網(wǎng)容量、電壓、頻率，以及允許的沖擊電流值等，決定電動機是采取直接或降壓起動。7、應(yīng)具有完善的保護環(huán)節(jié)：17五、線路設(shè)計的應(yīng)用舉例二、設(shè)計深孔鉆三次進給的控制電路?？刂埔笕缦拢喊碨B1滑臺第一次進給→SQ2滑臺快退回原位SQ1滑臺第二次進給→SQ3滑臺快退回原位SQ1滑臺第三次進給→SQ4滑臺快退回原位SQ1原位停。（YA得電進給，失電后退）

五、線路設(shè)計的應(yīng)用舉例二、設(shè)計深孔鉆三次進給的控制電路?？刂?8思考題：用按鈕、繼電器、燈泡等設(shè)計一個三位搶答器控制電路。課堂作業(yè)2：設(shè)計一個工作臺前進后退控制線路。工作臺由電動機M帶動，行程開關(guān)ST1、ST2、分別裝在終點和原點。要求：前進到終點后停頓一下再后退到原點停止；前進過程中能立即后退到原點。（畫出主、控制電路，并用文字簡單說明）思考題：課堂作業(yè)2：19第4章繼電器-接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計課件20第4章繼電器-接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計課件21SB0SB1KA1KA2KA3HL1SB2KA2KA1KA3HL2SB3KA3KA1KA2HL3KA1KA2KA3SB0SB1KA1KA2KA3HL1SB2KA2KA1KA322例1：圖2-11（b）為電機能耗制動控制電路，若用斷電延時時間繼電器控制，設(shè)計控制電路。例1：圖2-11（b）為電機能耗制動控制電路，若用斷電延時時23第4章繼電器-接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計課件24第4章繼電器-接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計課件25例2：設(shè)計一控制電路、要求第一臺電動機啟動10S后，第二臺電機自行啟動，運行10S后，第一臺電機停止，同時第三臺電機自行啟動，再運行15S后，全部停止。例2：設(shè)計一控制電路、要求第一臺電動機啟動10S后，第二臺電26思考題1：用繼電接觸器設(shè)計三臺交流電機相隔3秒順序起動同時停止的控制線路。2：某生產(chǎn)機械要求由M1、M2兩臺電動機拖動，M2能在M1啟動一段時間后自行起動，但M1、M2可單獨控制起動和停止。

思考題1：用繼電接觸器設(shè)計三臺交流電機相隔3秒順序起動同時停27第四章

繼電器-接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計目的：明確電氣設(shè)計的主要內(nèi)容，重點掌握電動機的選擇依據(jù)，掌握電氣設(shè)計的一般規(guī)律和方法。要求：學會制定電力拖動和電氣控制方案，選擇電動機及其他電氣元器件，熟練繪制各種電氣圖紙，利用設(shè)計的一般方法設(shè)計控制電路。第四章繼電器-接觸器目的：281、確定電氣設(shè)計的技術(shù)條件和任務(wù)書2、選擇電力拖動和控制方案（電機工作方式；控制方式）3、選擇電動機4、設(shè)計電氣原理圖（主回路；控制回路……）5、設(shè)計機電設(shè)備的電氣裝配圖和電氣接線圖6、設(shè)計電氣柜、操縱臺等非標部件和專用安裝零件7、選用電氣元件，編制電氣元件清單8、編寫設(shè)計計算說明書和使用說明書第一節(jié)電氣設(shè)計主要內(nèi)容1、確定電氣設(shè)計的技術(shù)條件和任務(wù)書第一節(jié)電氣設(shè)計主要內(nèi)容29一、電氣設(shè)計的技術(shù)條件設(shè)備功能；運動部件數(shù)量；工藝流程；工作方式；使用環(huán)境和特殊要求。二、電力拖動形式的選擇電動機傳動方式；調(diào)速性能；起制動要求；負載特性。三、系統(tǒng)控制方案的確定1、控制方式：繼電器--接觸器；順序控制器；數(shù)控系統(tǒng)；微機控制。2、控制系統(tǒng)的工作方式：手動；自動；單頭半自動等3、自動工作循環(huán)簡圖，轉(zhuǎn)換條件，工作節(jié)拍，（電磁鐵接通表）4、聯(lián)鎖條件；保護要求一、電氣設(shè)計的技術(shù)條件30第二節(jié)電動機的選擇一、電動機容量（分析計算法；統(tǒng)計計算法）1、負載功率2、容許溫升3、過載能力二、電動機轉(zhuǎn)速對于相同功率電機，轉(zhuǎn)速越高，電機的尺寸越小，質(zhì)量越高，成本越低。1、不需調(diào)速的高、中速機械，選用相應(yīng)轉(zhuǎn)速電機。2、不需調(diào)速的低速機械，選稍高轉(zhuǎn)速電機，通過減速機構(gòu)傳動。3、需要調(diào)速的機械，電機最高轉(zhuǎn)速與機械最高轉(zhuǎn)速相適應(yīng)。第二節(jié)電動機的選擇一、電動機容量（分析計算法；統(tǒng)計計算法）31三、電動機類型1、電壓級別、電流類型（與電源相匹配）2、轉(zhuǎn)速特性3、工作原理四、電動機結(jié)構(gòu)形式1、安裝形式：立式、臥式2、環(huán)境條件：防護式、封閉式、防爆型、防腐型三、電動機類型32第三節(jié)電氣控制線路的設(shè)計一、設(shè)計的一般要求1、最大限度滿足機電設(shè)備的控制要求，按照工藝流程可靠工作。2、控制線路力求簡單、經(jīng)濟。3、保證機械設(shè)備和控制線路安全可靠。4、便于操作和維護。二、電氣控制線路的設(shè)計方法：1、經(jīng)驗設(shè)計法2、邏輯代數(shù)設(shè)計法。第三節(jié)電氣控制線路的設(shè)計一、設(shè)計的一般要求331、經(jīng)驗設(shè)計法電氣控制設(shè)計的內(nèi)容包括主電路、控制電路和輔助電路的設(shè)計。①主電路：主要考慮電動機起動、點動、正反轉(zhuǎn)、制動及多速控制的要求。②控制電路：滿足設(shè)備和設(shè)計任務(wù)要求的各種自動、手動的電氣控制電路。③輔助電路：完善控制電路要求的設(shè)計，包括短路、過流、過載、零壓、連鎖（互鎖）、限位等電路保護措施，以及信號指示、照明等電路。④反復審核：根據(jù)設(shè)計原則審核電氣設(shè)計原理圖，有必要時可以進行模擬實驗，修改和完善電路設(shè)計，直至符合設(shè)計要求。1、經(jīng)驗設(shè)計法34常用的經(jīng)驗設(shè)計方法①根據(jù)生產(chǎn)機械的要求，選用典型環(huán)節(jié)，將它們有機的組合起來，并加以補充修改，綜合成所需的控制電路。②沒有典型環(huán)節(jié)，可以根據(jù)工藝要求自行設(shè)計，采用邊分析邊畫圖的方法，不斷增加電器元件和控制觸點，以滿足給定的工作條件和要求。經(jīng)驗設(shè)計的特點①設(shè)計方法簡單易于掌握，使用廣泛。②要求設(shè)計者有一定的設(shè)計經(jīng)驗，需要反復修改圖紙，設(shè)計速度較慢。③設(shè)計程序不固定，一般需要進行模擬實驗。④不宜獲得最佳設(shè)計方案。常用的經(jīng)驗設(shè)計方法352、邏輯設(shè)計法利用邏輯代數(shù)，從生產(chǎn)工藝出發(fā)，考慮控制電路中邏輯變量關(guān)系，在狀態(tài)波形圖的基礎(chǔ)上，按照一定的設(shè)計方法和步驟，設(shè)計出符合要求的控制電路。該方法設(shè)計出的電路較為合理、精練可靠，特別在復雜電路設(shè)計時，可以顯示出邏輯設(shè)計法的設(shè)計優(yōu)點。繼——接系統(tǒng)中，電氣元件都可用“通”、“斷”兩態(tài)來表示，控制線路的規(guī)律符合邏輯運算規(guī)律（“與”、“或”），因而可用邏輯代數(shù)加以分析、化簡，然后按照簡化的邏輯表達式畫出相應(yīng)線路圖。

2、邏輯設(shè)計法36例；某電機在繼電器KA1、KA2、KA3中任一個或任兩個繼電器動作時才能運轉(zhuǎn)。

例；某電機在繼電器KA1、KA2、KA3中任一個或任兩個繼電37三、設(shè)計規(guī)律1、常開觸點串聯(lián)--幾個條件同時具備，才能使電器線圈得電。"與"2、常開觸點并聯(lián)--幾個條件中，任一條件具備，就可使電器線圈得電。"或"3、常閉觸點串聯(lián)--幾個條件中，任一條件具備，就可使電器線圈失電。4、常閉觸點并聯(lián)--幾個條件同時具備，電器線圈才失電。5、正確選擇電氣線路和環(huán)節(jié)，盡量選用經(jīng)過實際考驗的完善的線路和環(huán)節(jié)（避免因某個電氣元件損壞而引起故障）。三、設(shè)計規(guī)律38四、線路設(shè)計的一般問題1、盡量避免許多電器依次動作后才能接通另一電器的現(xiàn)象。2、線路中，觸點、線圈的位置合理安排，控制回路中不允許出現(xiàn)線圈的串聯(lián)。四、線路設(shè)計的一般問題393、線路中應(yīng)盡量減少元件數(shù)、元件觸點數(shù)、導線數(shù)3、線路中應(yīng)盡量減少元件數(shù)、元件觸點數(shù)、導線數(shù)404、

盡量減少線路工作時的通電電器數(shù)量（下圖中，KM1，KT1在起動完畢即完成任務(wù)，可斷電）

4、

盡量減少線路工作時的通電電器數(shù)量415、

線路中避免出現(xiàn)竟爭現(xiàn)象圖中，若KM2常開觸點閉合時間t>KM2常閉觸點斷開時間t1+KT1常開觸點斷開時間t2，則發(fā)生竟爭現(xiàn)象。5、

線路中避免出現(xiàn)竟爭現(xiàn)象426、避免產(chǎn)生寄生回路①FR一旦脫開，出現(xiàn)寄生回路，使得KM3（或KM4）線圈上電壓下降，不能可靠釋放。 ②按SB4，實現(xiàn)點動向前，出現(xiàn)寄生回路，使得主軸電機旋轉(zhuǎn)。

6、避免產(chǎn)生寄生回路437、應(yīng)具有完善的保護環(huán)節(jié)：設(shè)計線路應(yīng)考慮各種聯(lián)鎖保護、油壓保護、限位保護，以及電氣系統(tǒng)應(yīng)有過載、短路、過流、過壓、失壓、弱磁和熱保護等。還應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的合閘、斷開、事故、安全等指示燈。8、設(shè)計線路應(yīng)能適應(yīng)所在電網(wǎng)情況，根據(jù)現(xiàn)場的電網(wǎng)容量、電壓、頻率，以及允許的沖擊電流值等，決定電動機是采取直接或降壓起動。7、應(yīng)具有完善的保護環(huán)節(jié)：44五、線路設(shè)計的應(yīng)用舉例二、設(shè)計深孔鉆三次進給的控制電路?？刂埔笕缦拢喊碨B1滑臺第一次進給→SQ2滑臺快退回原位SQ1滑臺第二次進給→SQ3滑臺快退回原位SQ1滑臺第三次進給→SQ4滑臺快退回原位SQ1原位停。（YA得電進給，失電后退）

五、線路設(shè)計的應(yīng)用舉例二、