《電機(jī)與電氣控制》課程設(shè)計(jì)

教案

彬縣職業(yè)教育中心

第一講

一、章節(jié)：《電氣控制課程設(shè)計(jì)》

課程設(shè)計(jì)任務(wù)安排及設(shè)計(jì)方法

二、教學(xué)目標(biāo)

應(yīng)知：課程設(shè)計(jì)要求及任務(wù)

應(yīng)會：電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

難點(diǎn)：電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

三、教學(xué)方法：

結(jié)合實(shí)例講授

四、教學(xué)過程：

1、介紹任務(wù)安排，分組選題

2、講授電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)思路及設(shè)計(jì)步驟

五、問題與討論：

1、對所選課題的設(shè)計(jì)思路

六、考工必備

電氣安裝及布線原則

七、課后小結(jié)：

本次課讓學(xué)生對本周的課程設(shè)計(jì)建立一個具體的認(rèn)識，并組織自選題目和分工，便

于實(shí)訓(xùn)的正常進(jìn)行。

《電機(jī)與電氣控制》課程設(shè)計(jì)

第一講

一、課程設(shè)計(jì)的目的

電氣控制課程設(shè)計(jì)的主要目的是：通過電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐，掌握電氣控制系

統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、電器元件和電氣控制線路的安裝過程、設(shè)計(jì)資料整理和電氣繪圖軟件的

使用方法。在此過程中培養(yǎng)從事設(shè)計(jì)工作的整體觀念，通過較為完整的工程實(shí)踐基本訓(xùn)

練，為綜合素質(zhì)全面提高及增強(qiáng)工作適應(yīng)能力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、課程設(shè)計(jì)的要求

電氣控制課程設(shè)計(jì)的要求是：根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書中設(shè)備的工藝要求設(shè)計(jì)電氣控制線

路，計(jì)算并選擇電器元件。布置并安裝電器元件與控制線路。進(jìn)行電氣控制線路的通電

調(diào)試，排除故障。達(dá)到工藝要求，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。同時(shí)要求盡可能有創(chuàng)新設(shè)計(jì)，選用較

為先進(jìn)的電氣元件。嚴(yán)格按照國家電氣制圖標(biāo)準(zhǔn)繪制相關(guān)圖紙。選用合適的電氣CAD

制圖軟件，制作電氣設(shè)備的成套圖紙與文件，以滿足現(xiàn)代化電氣工程的需要。

三、課程設(shè)計(jì)的目標(biāo)

1．基礎(chǔ)知識目標(biāo)

（1）理解電氣線路的工作原理；

（2）掌握常用電器元件的選用；

（3）掌握根據(jù)工藝要求設(shè)計(jì)電氣控制線路；

（4）掌握電氣控制線路的安裝與調(diào)試；

（5）掌握電氣控制設(shè)備的圖紙資料整理；

（6）掌握計(jì)算機(jī)電氣繪圖軟件使用。

2．能力目標(biāo)

（1）掌握查閱圖書資料、產(chǎn)品手冊和工具書的能力；

（2）掌握綜合運(yùn)用專業(yè)及基礎(chǔ)知識，解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力；

（3）具有自學(xué)能力、獨(dú)立工作能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力。

四、課程設(shè)計(jì)任務(wù)

1．接受設(shè)計(jì)任務(wù)書，選定課程設(shè)計(jì)課題。

2．制訂工作進(jìn)度計(jì)劃，進(jìn)行人員分工，明確各階段各人應(yīng)完成的工作。

3．根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書分析電氣設(shè)備的工藝要求，討論最佳設(shè)計(jì)方案。

4．設(shè)計(jì)電氣控制線路，選擇電器元件。

5．繪制相關(guān)圖紙（如：電氣控制原理圖、電器板元件布置圖、電器板接線圖，控

3

制面板布置圖、控制面板接線圖、互連接線圖等）。制訂材料明細(xì)表（如：電氣元件明

細(xì)表、安裝材料明細(xì)表等）。

6．根據(jù)設(shè)計(jì)方案采購電器元件，并根據(jù)市場行情及時(shí)調(diào)整元器件型號和材料種類。

在滿足設(shè)計(jì)要求前提下，兼顧設(shè)計(jì)方案的可行性。

7．按照現(xiàn)有電控柜的尺寸，布置和安裝電器元件，連接控制線路。發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)

整改，作好更改記錄。

8．安全檢查無誤后通電調(diào)試控制線路，排除故障。

9．用電氣CAD軟件制作電氣設(shè)備的成套圖紙與文件，設(shè)計(jì)方案通過調(diào)試驗(yàn)收后，

輸出打印結(jié)果。

10．整理設(shè)計(jì)文件、圖紙、資料，寫出課程設(shè)計(jì)報(bào)告。報(bào)告內(nèi)容包含課程設(shè)計(jì)的目

的和要求、設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)過程說明、設(shè)備使用說明和設(shè)計(jì)小結(jié)，列出參考資料目錄。

另外打印裝訂一本設(shè)備使用說明書，作為課程設(shè)計(jì)報(bào)告的一個附件。

11．總結(jié)設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題，分析思考題，參加答辯，回答指導(dǎo)老師提出的問題。

五、電氣設(shè)計(jì)內(nèi)容

1．根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書制定控制方案。

2．設(shè)計(jì)電氣控制原理圖，說明工作原理。

3．計(jì)算選擇電器元件，列出元器件明細(xì)表。

4．設(shè)計(jì)安裝圖（布置圖、接線圖、互連圖等）。

5．安裝調(diào)試設(shè)備。

6．編寫設(shè)計(jì)說明書。

六、時(shí)間安排

序時(shí)間

內(nèi)容安排

號（天）

10.5講解設(shè)計(jì)目的、要求、方法，任務(wù)分工

20.5講解課題,制定設(shè)計(jì)方案、繪制草圖

30.5設(shè)計(jì)方案審核、繪制電氣原理圖

元器件選擇、測試，繪制安裝圖，控制柜拆

40.5

卸

50.5電控柜安裝

60.5電控柜安裝

70.5電控柜安裝

4

80.5檢查線路、通電調(diào)試、故障排除

90.5任務(wù)驗(yàn)收，答辯

100.5寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告，答辯

總

5

計(jì)

七、電氣設(shè)計(jì)一般原則

在電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，通常應(yīng)遵循以下幾個原則：

1．最大限度滿足生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)工藝對電氣控制的要求。生產(chǎn)機(jī)械和生產(chǎn)工藝對

電氣控制系統(tǒng)的要求是電氣設(shè)計(jì)的依據(jù)，這些要求常常以工作循環(huán)圖、執(zhí)行元件動作節(jié)

拍表、檢測元件狀態(tài)表等形式提供。對于有調(diào)速要求的場合，還應(yīng)給出調(diào)速技術(shù)指標(biāo)。

其他如起動、轉(zhuǎn)向、制動、照明、保護(hù)等要求，應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)需要充分考慮。

2．在滿足控制要求的前提下，設(shè)計(jì)方案應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟(jì)合理，不要盲目追求高

指標(biāo)，造成不必要的高投資。

3．妥善處理機(jī)械與電氣關(guān)系。很多生產(chǎn)機(jī)械是采用機(jī)電結(jié)合控制方式來實(shí)現(xiàn)控制

要求的，要從工藝要求、制造成本、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、使用和維護(hù)等方面協(xié)調(diào)處理好二者關(guān)

系。

4．正確合理地選用電器元件，以實(shí)用為原則。選用新型號電器可以提高可靠性，

減小體積，盡可能不要選用舊型號電器。

5．確保電氣設(shè)備安全性、可靠性高，兼顧設(shè)備使用和維護(hù)方便。

八、電氣原理設(shè)計(jì)

電氣設(shè)計(jì)分為原理設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)兩部分。首先進(jìn)行原理設(shè)計(jì)，畫出電氣控制原理

圖，滿足設(shè)備的控制要求。然后再從安裝工藝角度加以說明，即工藝設(shè)計(jì)，滿足設(shè)備的

制造和使用要求。

電氣原理設(shè)計(jì)又分為分析設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法：

1．分析設(shè)計(jì)法

分析設(shè)計(jì)法是根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，選擇適當(dāng)?shù)幕经h(huán)節(jié)（典型控制電路）或經(jīng)過考

驗(yàn)的成熟電路，按各部分的連鎖條件組合起來，加以補(bǔ)充和修改，綜合成滿足控制要求

的完整電路。由于這種設(shè)計(jì)方法是以熟練掌握各種電氣控制典型電路和具備一定的閱讀

分析各種電氣控制電路的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，所以又稱為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法。這種方法為一般工程技

術(shù)人員所常用。

2．邏輯設(shè)計(jì)法

邏輯設(shè)計(jì)法是利用邏輯代數(shù)這個數(shù)學(xué)工具來進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。根據(jù)設(shè)備的工藝要求，

將執(zhí)行元件需要的工作信號以及主令電器的接通與斷開看成邏輯變量，并根據(jù)控制要求

將它們之間的關(guān)系用邏輯函數(shù)來表達(dá)，然后再運(yùn)用邏輯函數(shù)基本公式和運(yùn)算規(guī)律進(jìn)行簡

化，使之成為需要的最簡“與、或”關(guān)系式。根據(jù)最簡關(guān)系式畫出相應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)圖，

5

最后再作進(jìn)一步的檢查和完善，獲得需要的控制電路。

原理設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾個問題：

1．控制電壓按控制要求選擇，符合標(biāo)準(zhǔn)等級。在控制線路簡單，不需經(jīng)常操作，

安全性要求不高時(shí)，可以直接采用電網(wǎng)電壓，即交流380V或220V。當(dāng)考慮安全要求

時(shí)，應(yīng)采用控制變壓器將控制電路與主電路電氣上隔離開。照明電路采用36V安全電

壓。帶指示燈的按鈕采用6.3V電壓。晶體管無觸點(diǎn)開關(guān)一般需要直流24V電壓。對于

微機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)注意弱電電源與強(qiáng)電電源之間的隔離，不能共用零線，以免引起電源干

擾。

2．盡可能減少電氣元件品種、規(guī)格與數(shù)量。便于維修和更換，降低成本。

3．正常情況下，盡可能減少通電電氣數(shù)量，以利于節(jié)約能源，延長電氣元件壽命，

減少故障。

4．合理使用電器觸點(diǎn)。接觸器、時(shí)間繼電器往往觸點(diǎn)不夠用，可以增加中間繼電

器來解決。

5．合理安排電器觸點(diǎn)。避免因電器動作時(shí)間有差別，造成“觸點(diǎn)競爭”。避免因操

作不當(dāng)，造成“誤動作”。避免因某個元器件損壞，造成“短路”。避免出現(xiàn)“寄生回路”。

6．設(shè)置必要的短路、過載保護(hù)，防止故障進(jìn)一步擴(kuò)大。

7．設(shè)置必須的急?；蚩偼０粹o，以防萬一出現(xiàn)故障時(shí)，切斷整個控制回路，進(jìn)而

切斷主電源。

8．設(shè)置必要的手動控制線路，方便設(shè)備調(diào)試和維修。

9．設(shè)置必要的指示燈、電壓表、電流表，隨時(shí)反映系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。

6

第二講

一、章節(jié)：《電氣控制課程設(shè)計(jì)》

電氣控制課程設(shè)計(jì)基本知識

二、教學(xué)目標(biāo)：

應(yīng)知：設(shè)計(jì)電路實(shí)施的工藝流程

應(yīng)會：常用低壓電器的原理、測試和使用方法及元器件的選用原則

難點(diǎn)：常用低壓電器的原理、測試和使用方法

提高：分析元器件故障點(diǎn)及原因

三、教學(xué)方法：

講授、實(shí)物演示、指導(dǎo)操作

四、教學(xué)過程：

1、結(jié)合實(shí)例介紹電路實(shí)施的工藝流程

2、結(jié)合實(shí)物講解元器件相關(guān)知識，學(xué)生動手測試元器件

五、問題與討論：

1、元器件故障的分析方法

2、設(shè)計(jì)電路實(shí)施的注意事項(xiàng)

六、考工必備

常用低壓電器元件的使用和測試

六、課后小結(jié)：

本次課作為元器件復(fù)習(xí)課，重在讓學(xué)生掌握元件的原理、測試和應(yīng)用。通過讓學(xué)生

自己動手測試，動腦分析，使學(xué)生對其有更深刻的認(rèn)識。

7

《電機(jī)與電氣控制》課程設(shè)計(jì)

第二講

一、常用低壓電器元件的原理及使用方法回顧

理論知識回顧：各常用元件的結(jié)構(gòu)、工作原理、作用及圖形

符號。

實(shí)踐測試：※1應(yīng)用萬用表、穩(wěn)壓電源等測試各元件的觸點(diǎn)

情況和工作特性。（基本要求）

※2檢測元件好壞，找出故障元件的故障點(diǎn)，

嘗試維修。（提高要求）

1、開關(guān)類電器

（1）刀開關(guān)（閘刀開關(guān)）

a、作用：不頻繁地接通和分?jǐn)嘈∪萘康牡蛪壕€路

b、安裝注意點(diǎn)：1、瓷底應(yīng)與地面垂直，閘刀的手柄一定要向上安裝。

2、它的上端接電源線，下端接負(fù)載。

C、符號

QSQSQS

或

（2）轉(zhuǎn)換開關(guān)（組合開關(guān)）

a、作用：控制小容量異步電動機(jī)的不頻繁起動和正反轉(zhuǎn)、星三角起動等。

b、符號

QSQS

（3）自動開關(guān)（自動空氣斷路器）

功能：（a）（b）

a、通斷電路。

8

b、多種保護(hù)功能，短路、過載、欠流保護(hù)。

符號：

QF

（4）漏電保護(hù)器（漏電保護(hù)自動開關(guān)）

功能：主要用于當(dāng)發(fā)生人身觸電或漏電時(shí)，能迅速切斷電源，還兼有過載、短路保

護(hù)，用于不頻繁起、停電動機(jī)。

原理：以電磁式電流型漏電保護(hù)器為例。

正常工作，流過零序電流互感器電流和為零。

漏電或觸電時(shí)，電流和不為零，該電流經(jīng)過人體、大地構(gòu)成回路。零序電流互感

器二次側(cè)感應(yīng)出電流，該電流達(dá)到一定值時(shí)，脫扣器動作。分?jǐn)嘀麟娐贰?/p>

2、主令電器

發(fā)出指令信號，并通過繼電器、接觸器，其他電器的動作通斷控制電路。

（1）按鈕

類型：是一種手動的可以自動復(fù)位的主令電器。

通斷5A以下小電流電路。

分類：停止按鈕，動斷，紅色。

起動按鈕，動合，綠色。

復(fù)式按鈕。

結(jié)構(gòu)：常閉（動斷）觸點(diǎn)、常開（動合）觸點(diǎn)、復(fù)位彈簧、按鈕帽。

符號：

SBSBSB

（2）行程開關(guān)（限位開關(guān)、位置開關(guān)）

9

原理：利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動部件的碰撞，使其內(nèi)部觸點(diǎn)動作，分?jǐn)嗪颓袚Q電路

符號：

SQSQ

（a）（b）

（3）萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)

特點(diǎn)：擋位多，觸點(diǎn)多，可控制多個電路。有萬能之稱。

結(jié)構(gòu)：有多層凸輪及與之對應(yīng)的觸點(diǎn)底座疊裝而成。

使用：操作時(shí)，手柄帶動轉(zhuǎn)軸與凸輪同步轉(zhuǎn)動，凸輪的轉(zhuǎn)動即可驅(qū)動觸點(diǎn)系統(tǒng)的分

斷與閉合

符號：Ⅰ0Ⅱ

12

QS34

觸點(diǎn)下面虛線位置表示該檔位觸點(diǎn)閉合。56

注意：手柄位于同一位置時(shí)，有的觸點(diǎn)閉合，有的則處于分?jǐn)唷?8

3、接觸器

1．作用：用于遠(yuǎn)距離頻繁地接通與斷開交直流主電路及大容量控制電路的一種自

動切換電器。能低壓釋放，頻繁操作，遠(yuǎn)距離控制。

2．原理

同電磁機(jī)構(gòu)。線圈得電，銜鐵吸合，觸點(diǎn)動作。

線圈失電，銜鐵釋放，觸點(diǎn)復(fù)位。

3．結(jié)構(gòu)

線圈、鐵心、銜鐵、觸頭、滅弧裝置

4．觸頭數(shù)目：

常開主觸頭（三個）用來控制大電流的主電路的通斷；

一對常閉輔助觸頭和一對常開輔助觸頭用來控制小電流的控制電路的通斷

KMKMKM

10

（a）（b）（c）（d）（e）

5、符號

6、特點(diǎn)：1、以小控大

2、具有遠(yuǎn)距離控制

3、具有欠壓和失壓保護(hù)

7、接觸器的選擇

電壓、電流、線圈電壓，觸點(diǎn)數(shù)量。

4、繼電器

1．與KM區(qū)別

對電量、非電量進(jìn)行反映，容量較小，無滅弧裝置。

2、電磁式繼電器

工作原理：電磁原理（與交流接觸器相似）

類型：

（1）電流繼電器（KI）：反映電路中電流的變化，串聯(lián)在電路中，內(nèi)阻小。導(dǎo)線粗。

過電流繼電器：電路正常時(shí)銜鐵不動作，一旦電流超過整

定值時(shí)，銜鐵吸合。

欠電流繼電器：電路正常時(shí)銜鐵吸合，一旦電流小于整

定值時(shí)，銜鐵釋放（注意動作）。

（2）電壓繼電器（KV）：反映電路中電壓的變化，并聯(lián)在電路中，匝數(shù)多，導(dǎo)線

細(xì)，內(nèi)阻大。

過電壓繼電器：電路正常時(shí)銜鐵不動作，一旦電壓超過整

定值時(shí)，銜鐵吸合。

欠電電繼電器：電路正常時(shí)銜鐵吸合，一旦電壓小于整

定值時(shí)，銜鐵釋放（注意動作）。

零電壓繼電器：電壓降到5%~25%動作。

（3）中間繼電器

實(shí)質(zhì)：是電壓繼電器

作用：增加觸頭的數(shù)量和容量，起到中間信號的轉(zhuǎn)換和放大作用。

11

（4）符號

KA

KA

（a）（b）（c）

3、時(shí)間繼電器（KT）

（1）功能

利用電磁式或機(jī)械原理實(shí)現(xiàn)延時(shí)閉合或斷開。

有電磁式、空氣阻尼式、電動式、晶體管式。

空氣式時(shí)間繼電器：利用空氣阻尼的作用達(dá)到延時(shí)效果。

（2）類型：

通電延時(shí)

斷電延時(shí)

4、熱繼電器（FR）

作用：過載保護(hù)。

結(jié)構(gòu)：三個熱元件（由雙金屬片作成）、常閉、常開觸頭。

原理：利用電流熱效應(yīng)。當(dāng)電動機(jī)過載時(shí)，電路中電流過大，電流通過熱繼電器的

熱元件，雙金屬片發(fā)熱彎曲，推動推竿使常閉觸頭動作，切斷控制電路。

連接：三個熱元件接入主電路中，將常閉觸頭接入控制電路中。

符號：FR

5、熔斷器

（a）（b）

作用：短路保護(hù)

原理：電流的熱效應(yīng)。當(dāng)電流達(dá)到額定電流的1.3—2倍，熔體開始熔斷，電路短路

時(shí)，電流很大，熔體迅速熔斷。具有反時(shí)限特性。

符號：

FU

12

二、電氣設(shè)計(jì)中的工藝設(shè)計(jì)

工藝設(shè)計(jì)是為了達(dá)到制造安裝和使用要求。除了必須繪制的安裝圖、元器件明細(xì)表

外，還有一些必要的文字說明。

1．元器件選擇

要進(jìn)行必要的計(jì)算，選擇元件的型號、規(guī)格等參數(shù)。為了提高可靠性和減小體積，

應(yīng)盡可能選用新型器件。為了降低成本，應(yīng)盡可能選用最通用的器件。當(dāng)材料供應(yīng)環(huán)節(jié)

不能保證時(shí)，應(yīng)提供備選器件。（鼓勵使用新型元件）

2．元器件安裝位置

拖動、執(zhí)行、檢測器件等應(yīng)安裝在生產(chǎn)機(jī)械的相應(yīng)工作部位?？刂齐娖?、保護(hù)電器

等安裝在電器箱（柜）內(nèi)?？刂瓢粹o、操作開關(guān)、經(jīng)常調(diào)節(jié)的電位器、指示燈、指示儀

表等安裝在控制臺面板上。

3．元器件布置

（1）功能相似的元件組合在一起，外形尺寸或重量相近的元件組合在一起，經(jīng)常

調(diào)節(jié)的元件組合在一起，經(jīng)常更換的易損元件組合在一起。

（2）強(qiáng)電與弱電要分開。有必要時(shí)，將弱電部分屏蔽起來。

（3）體積大、重量重的元件安裝在下面，發(fā)熱量較大的元件安裝在上面。

（4）盡可能減少連線數(shù)量和長度，將接線關(guān)系密切的元件按順序組合在一起。

（5）電器板、控制板的進(jìn)出線一般采用接線端子。接線端子接線時(shí)，主電路與控

制電路要分開，電源進(jìn)線位于最邊上。接線端子按電路電流大小選用不同規(guī)格，按規(guī)格

大小排列在一起，非必要時(shí)不要分開布置。當(dāng)電器箱小、進(jìn)出線少時(shí)，可以采用標(biāo)準(zhǔn)接

插件，便于拆裝和搬運(yùn)。

4．線路連接

（1）導(dǎo)線截面必須根據(jù)負(fù)載核算。一般主電路導(dǎo)線截面不小于1.5mm2，控制電路

導(dǎo)線截面不小于0.75mm2。

（2）導(dǎo)線種類根據(jù)需要選擇。不同電器箱之間或電控柜與負(fù)載之間用軟電線。信

號線用屏蔽線。電控柜內(nèi)部連線用硬電線，但是若元器件數(shù)量多、控制復(fù)雜時(shí)，宜采用

軟電線，并考慮板后走線。現(xiàn)代化電控柜講究美觀和接線方便，除了截面大的粗電線，

均采用軟電線板前走線，多余長度電線收入走線槽內(nèi)。

（3）導(dǎo)線接線前要在兩端套上標(biāo)號相同的絕緣號碼套管。套管標(biāo)號應(yīng)與原理圖一

致，若沒有字母標(biāo)號時(shí)，在不致誤解或與其他號碼重復(fù)條件下，可適當(dāng)處理，如：用0

代替或省略，然后在圖紙上加以說明?，F(xiàn)在普遍使用的異型絕緣號碼套管事先打上0~9

號，預(yù)加工了人字型缺口。使用時(shí)要注意方向，箭頭方向指向剝?nèi)ソ^緣層的裸露端，從

裸露端開始讀數(shù)。示例如下：

60號6009

13

9號9

6號9

（4）導(dǎo)線安裝接線按照電工基本技能操作。如：剝?nèi)ソ^緣層使用剝線鉗，若用電

工刀或尖嘴鉗應(yīng)注意不要損傷導(dǎo)電線芯；“羊眼圈”應(yīng)順時(shí)針方向彎；接線后裸露長度

不超過2mm；硬電線彎曲應(yīng)成900，不得在接線處彎曲；軟電線接線前要將多股線絞起

來，接線后不得露出散線。

第三講

一、章節(jié)：《電氣控制課程設(shè)計(jì)》

電氣控制課程設(shè)計(jì)基本電路

二、教學(xué)目標(biāo)

應(yīng)知：電氣設(shè)計(jì)基本電路的原理及設(shè)計(jì)

應(yīng)會：電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)思路及設(shè)計(jì)步驟；

難點(diǎn)：電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

提高：設(shè)計(jì)電路調(diào)試及排除故障方法

三、教學(xué)方法：

引導(dǎo)分析設(shè)計(jì)

四、教學(xué)過程：

1、分析基本控制電路原理及設(shè)計(jì)

2、對照學(xué)生所學(xué)選課題引導(dǎo)分析

五、問題與討論：

1、所選課題可能用到那些基本電路環(huán)節(jié)？

2、設(shè)計(jì)電路還有那些可以改進(jìn)的地方？

14

六、考工必備

對于基本設(shè)計(jì)電路的理解分析和應(yīng)用

七、課后小結(jié)：

本次課讓學(xué)生熟悉基本控制電路，進(jìn)而分析所選課題，以確立一個設(shè)計(jì)思路，。然后

依據(jù)分析畫出設(shè)計(jì)電路圖。

15

《電機(jī)與電氣控制》課程設(shè)計(jì)

第三講

一、常用電氣控制線路設(shè)計(jì)

1、點(diǎn)動控制電路與單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)控制電路

2、電動機(jī)正、反轉(zhuǎn)控制電路

16

3、位置開關(guān)的行程控制電路

17

位置開關(guān)的自動往復(fù)運(yùn)動控制

4、多地控制線路

18

5、順序啟動控制

6、星—三角降壓啟動

19

二、

設(shè)備調(diào)試

1．?dāng)M定調(diào)試步驟。

這項(xiàng)工作在施工圖紙確定后開始，電控柜安裝工作完成前結(jié)束。根據(jù)工作原理寫出調(diào)試步驟，

包括通電前檢查和通電后調(diào)試兩部分。通電前檢查部分建議設(shè)計(jì)一個通電之前檢查項(xiàng)目表，檢查一

項(xiàng)，打勾確認(rèn)一項(xiàng)。通電后調(diào)試部分要說明開關(guān)或按鈕的名稱、操作順序，以及相應(yīng)點(diǎn)亮的指示燈

名稱。最后預(yù)計(jì)幾種可能的故障現(xiàn)象和對應(yīng)的解決措施，提高調(diào)試時(shí)故障排除效率。

要求：步驟合理，項(xiàng)目齊全，書寫工整。

2．通電前檢查。

按調(diào)試步驟進(jìn)行通電前檢查，重點(diǎn)檢查是否短路。線路工作情況可以按下相應(yīng)的按

鈕或接觸器觸點(diǎn)，在接線端子上測量各點(diǎn)通斷情況。

要求：短路檢查項(xiàng)目不可缺少，其他檢查項(xiàng)目要求合理。

3．通電調(diào)試。

按調(diào)試步驟進(jìn)行通電調(diào)試，進(jìn)行起動、停止操作，觀察指示燈、電壓表、電流表指

示情況。

20

要求：符合設(shè)計(jì)任務(wù)書規(guī)定的各項(xiàng)要求。若有不符之處，能說明原因，并及時(shí)整改。

做好調(diào)試記錄，尤其是記錄故障現(xiàn)象和排除方法。

三、故障處理

1、對出現(xiàn)的故障對照設(shè)計(jì)圖及安裝圖查找檢測故障。（基

本要求）

2、針對工作故障的情況，從原理上分析可能的故障原因，

列出可能故障點(diǎn)，逐步測試查找并排除故障。（提高要求）

四、電氣CAD繪圖簡介

1、雙擊“PCschematic”圖標(biāo)進(jìn)入繪圖畫面；

2、打開“文件”+“新建”；

3、選擇“DEMOSTART”；

4、添加“設(shè)計(jì)名稱、用戶名、設(shè)計(jì)者”等；

5、單擊界面左側(cè)的“頁面菜單”，在設(shè)計(jì)圖中插入新的一頁，選擇“DPSA4H”，改

頁面標(biāo)題，如：把頁碼改為2；

6、再插入一個裝配圖，選擇“DPSA3MECH”，改頁面標(biāo)題，把頁碼改為3；

7、點(diǎn)頁面菜單+選擇所需要改的頁面+左擊頁面菜單的右下角的“頁面數(shù)據(jù)”+“瀏

覽”+“MISC+A4VDPS.SYM”；

8、點(diǎn)頁面菜單+選擇所需要改的頁面+左擊頁面菜單的右下角的“頁面數(shù)據(jù)”+“參

考”把主電路的參考系統(tǒng)可見分區(qū)號激活然后再點(diǎn)擊縱坐標(biāo)，使其分區(qū)號放在上側(cè)，同

樣有控制電路圖的分區(qū)號放在下側(cè)；

9、選擇“設(shè)置”+“數(shù)據(jù)庫”+“eldemo…..”；

10、畫線：選擇畫線圖標(biāo)+（導(dǎo)線）+鉛筆+開始畫線，畫線終了時(shí)雙擊左鍵或單擊

左鍵再點(diǎn)一下繪圖筆（或ESC），并確認(rèn)即可；

11、畫線時(shí)請選擇畫面左下角的參考（page）；

12、添加符號：選擇符號圖標(biāo)+鉛筆+選定的符號（按快捷鍵|D|，此時(shí)輸入必須為英

文輸入法狀態(tài)，選擇數(shù)據(jù)庫中的符號放到預(yù)定位置，點(diǎn)右鍵選擇還可使用的符號）；

13、添加符號時(shí)如需查找就在類型中TYPE開始于的空格中輸入那類型的“第一個

字母”+“選擇”+“確定”；

14、放入符號時(shí)，如需旋轉(zhuǎn)可以在符號選中的情況下按“空格鍵”或按工作界面中

的第四行的旋轉(zhuǎn)按鈕；

21

15、此時(shí)要想放此元件的其他部件時(shí)可選擇該元件再點(diǎn)右鍵選擇“顯示可用的”再

選擇所需要的部件并放入到相應(yīng)的頁面上；

16、畫主電路、控制電路和輔助電路；

17、布線分兩種，一是手動布線：在手動布線時(shí)請放大布線區(qū)域，選好精確捕捉尺

寸再進(jìn)行連線，因?yàn)檫@樣才能準(zhǔn)確地連接，兩條線連上時(shí)，會出現(xiàn)繪圖筆+字鼠標(biāo)狀態(tài)，

這樣以便進(jìn)行連接下一條線；若沒連上再顯示的是隨鼠標(biāo)移動的連接線；二是自動布線：

選擇“布線器”+“激活的”，這樣就可以自動布線了；畫好后可按ESC退出畫線狀態(tài)；

18、選擇“清單”+“更新所有清單”，此時(shí)所有的其他圖就自動生成了；

19、刪除符號或連線時(shí)，會出現(xiàn)亂點(diǎn)，此時(shí)只要點(diǎn)“Ctrl+G”進(jìn)行刷新；

20、畫好圖后，選擇“清單”+“更新所有清單”，系統(tǒng)會自動生成其它圖形；

21、檢查完所繪制圖并確認(rèn)無誤后上傳主機(jī)并進(jìn)行打印。

六、參考課題

課題分兩類，基本課題（基礎(chǔ)）和提高（較難）課題，根

據(jù)學(xué)生掌握情況選題。

對學(xué)有余力學(xué)生可適當(dāng)增加要求。

基礎(chǔ)課題

課題一全自動增壓給水設(shè)備控制

一、設(shè)備簡介

全自動增壓給水設(shè)備通過水壓罐壓力表檢測水箱壓力。當(dāng)水壓不足時(shí)，自動向水箱

加水。當(dāng)水壓足夠時(shí)，自動停止加水，確保水壓滿足用戶需要。不當(dāng)水泵啟動加水一段

時(shí)間后，水壓仍不正常時(shí)，發(fā)出故障報(bào)警信號。該設(shè)備用于住宅小區(qū)樓房供水時(shí)，可以

放在樓下隱蔽處，既安全又不影響美觀，取代了傳統(tǒng)的專用水塔給水設(shè)備和放在樓頂?shù)?/p>

水箱式給水設(shè)備。

二、設(shè)備工藝要求

1、水泵電機(jī)為三相異步電動機(jī)，功率11kw；

2、全壓直接起動，單方向旋轉(zhuǎn)；

3、水壓罐壓力表為具有上限與下限的電接點(diǎn)壓力表；

4、水壓不足時(shí)，自動加水，水壓達(dá)到要求后，自動停止加水；

5、加水3分鐘后，水壓仍未達(dá)標(biāo)時(shí)，點(diǎn)亮故障報(bào)警指示燈；

22

6、壓上、下限均有指示顯示，加水時(shí)有水泵運(yùn)行指示顯示，有電源電壓、電流指

示；

7、有全自動和手動兩種控制方式；

8、總?？刂坪捅匾亩搪?、過載保護(hù)。

課題二C630普通車床控制的改進(jìn)

一、設(shè)備簡介

普通車床是一種應(yīng)用極為廣泛的金屬切削機(jī)床，它能車外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋和

定型表面，并可用鉆頭、鉸刀、鏜刀進(jìn)行加工。普通車床一般有三種運(yùn)動形式：主軸帶

動工件旋轉(zhuǎn)的主運(yùn)動，溜板帶著刀架直線移動地進(jìn)給運(yùn)動、使刀架快速直線移動的輔助

運(yùn)動。C630普通車床主電機(jī)起動后，由操作手柄控制主軸的起動、停止、旋轉(zhuǎn)方向，

由變速箱控制主軸轉(zhuǎn)速。主電機(jī)拖動主軸旋轉(zhuǎn)，并通過進(jìn)給機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動，冷卻泵

電機(jī)拖動冷卻泵供給冷卻液

二、設(shè)備工藝要求

1、主電機(jī)為三相異步電動機(jī)，功率10kw；

2、冷卻泵電機(jī)型號為DB-12，0.12kw；

3、兩臺電機(jī)均為全壓起動，單方向旋轉(zhuǎn)；

4、冷卻泵電機(jī)由轉(zhuǎn)換開關(guān)控制，有主電機(jī)起動后才允許起動，可單獨(dú)停止運(yùn)動；

5、有總?？刂坪捅匾亩搪?，過載保護(hù)；

6、36V安全電壓照明。

三、設(shè)備改進(jìn)要求

1、控制回路用控制變壓器隔離，提高安全性；

2、有電源指示，主電機(jī)指示燈，冷卻泵指示燈，電源電壓表、電流表，便于及時(shí)

發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障；

3、當(dāng)操作手柄回到零位，主電機(jī)空轉(zhuǎn)數(shù)分鐘后，主電機(jī)自動停止運(yùn)動，達(dá)到空載

節(jié)能控制目的。

課題三輾煤粉機(jī)控制的改進(jìn)

一、設(shè)備簡介

輾煤粉機(jī)用于鑄造行業(yè)沖天爐設(shè)備原料的配制，由電動機(jī)帶動輾輪旋轉(zhuǎn)，將原料輾碎。

由于控制簡單，一般用QX－13型Y－△降壓起動器來控制。

二、設(shè)備工藝要求

1、電動機(jī)為三相異步電動機(jī)，功率為30kw；

2、要求Y－△降壓起動，單方向旋轉(zhuǎn)；

23

3、有總停控制和必要的短路、過載保護(hù)；

三、設(shè)備改進(jìn)要求

1、解決因交流接觸器故障，使電動機(jī)再次起動時(shí)直接全壓起動問題；

允許手動進(jìn)行Y－△切換；

2、有電源指示燈，Y形接法指示燈，△接法指示燈、電源電壓和電流的指示儀表。

課題四分送物品控制系統(tǒng)

一、設(shè)備簡介

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，生產(chǎn)設(shè)備越來越機(jī)械化、自動化。在很多企業(yè)生產(chǎn)線都采用

了輸送機(jī)進(jìn)行自動分揀物品，并傳輸?shù)较鄳?yīng)的生產(chǎn)工位。輸送機(jī)的工作臺上由人工或機(jī)

械裝置載入貨物，當(dāng)檢測裝置檢測到此貨物為成品時(shí)，則輸送機(jī)把此物品傳到相應(yīng)的裝

配工位，此貨物在卸完后輸送機(jī)應(yīng)自動返回原點(diǎn)，等待傳送下一貨物；當(dāng)檢測裝置檢測

到此貨物為原料時(shí)，則輸送機(jī)把此物品傳到相應(yīng)的加工工位，如此往復(fù)。

二、設(shè)備設(shè)計(jì)要求

1、輸送機(jī)由電動機(jī)帶動皮帶鏈進(jìn)行傳動工作，此電動機(jī)功率為7.5kw；并為全壓

起動，單向運(yùn)行；

2、控制系統(tǒng)分手動和自動兩種方式，自動方式時(shí)輸送機(jī)必須在原點(diǎn)方可進(jìn)行傳送

貨物；

3、電機(jī)在輸送貨物和返回時(shí)有相應(yīng)指示；

4、電機(jī)應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)措施及總?？刂疲?/p>

5、系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有超行程保護(hù)，若超行程時(shí)應(yīng)有報(bào)警指示；

6、系統(tǒng)要求有電源指示，電流指示及電壓指示。

課題五通風(fēng)機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

一、設(shè)備簡介

某一生產(chǎn)設(shè)備（如油漆涂裝生產(chǎn)線），在進(jìn)行運(yùn)行時(shí)要求有送風(fēng)系統(tǒng)，通過風(fēng)力把

未噴到零件表面上的漆霧從空中帶走或壓入循環(huán)流動的水中而帶走。此送風(fēng)系統(tǒng)由三臺

電動機(jī)控制，每臺電動機(jī)可單獨(dú)工作也可同時(shí)工作。

二、設(shè)備設(shè)計(jì)要求

1、每臺電機(jī)均為10kw，要求全壓起動，單方向旋轉(zhuǎn)；

2、每臺電機(jī)應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù)措施和總?？刂?；

3、電動機(jī)工作時(shí)要求有運(yùn)行指示。若只有一臺電機(jī)在運(yùn)行，則綠燈亮；若有兩臺電

機(jī)在運(yùn)行，則黃燈亮；若三臺同時(shí)運(yùn)行，則白燈亮；若三臺電機(jī)均不工作，則紅燈以亮

24

一秒停一秒的方式不停地閃爍；

4、系統(tǒng)要求有電源指示，電流指示及電壓指示。

提高課題

課題六鍋爐上煤機(jī)自動控制

一、設(shè)備簡介

工業(yè)鍋爐通過燃燒加熱，鍋爐上煤機(jī)是專門將煤運(yùn)送到鍋爐加熱器中的設(shè)備，也可

以設(shè)計(jì)成為鍋爐設(shè)備的一部分。工作過程如下：下煤時(shí)，空煤斗下降，到達(dá)下煤預(yù)定位

置時(shí)，煤斗壓迫行程開關(guān)而停止運(yùn)行，由人工或裝煤機(jī)械往煤斗中裝煤，裝煤完成后等

待上煤。上煤時(shí)，煤斗上升，到達(dá)預(yù)定位置時(shí)自動停止運(yùn)行。煤斗通過機(jī)械作用自動翻

斗。將煤卸入鍋爐加熱器中。

二、設(shè)備工藝要求

1、電機(jī)為三相異步電動機(jī)，功率4kw；

2、手動上煤和下煤，到達(dá)預(yù)定位置自動停止運(yùn)行；

3、下煤停車時(shí)要求制動停車，減輕下煤行程開關(guān)的沖擊力；

4、上煤途中煤斗始終壓迫下煤行程開關(guān)，一旦離開立即自動停車，當(dāng)煤斗途中翻

倒時(shí)，能及時(shí)降下煤斗檢修；

5、有電源指示燈和上煤、下煤指示燈，有電源電壓、電流指示；

6、有總?？刂频谋匾亩搪?、過載保護(hù)。

課題七水冷系統(tǒng)自動投切控制

一、設(shè)備簡介

水冷系統(tǒng)用于大功率元器件如晶閘管的散熱，其工作的可靠性非常重要。一旦出現(xiàn)

故障停止運(yùn)行，需散熱的大功率元器件將很快燒毀，對生產(chǎn)影響極大，一般采用兩面三

刀臺水泵一臺運(yùn)行，另一臺備用，實(shí)現(xiàn)自動投切，工作