電氣控制設(shè)備設(shè)計(jì)所遵循的原則

一、電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容機(jī)械設(shè)備的控制系統(tǒng)絕大多數(shù)屬于電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)，因此生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：
１．確定電力拖動(dòng)方案。
２．設(shè)計(jì)生產(chǎn)機(jī)械電力拖動(dòng)自動(dòng)控制線路。
３．選擇拖動(dòng)電機(jī)及電氣元件，制定電器明細(xì)表。
４．進(jìn)行生產(chǎn)機(jī)械電力裝備施工設(shè)計(jì)
５．編寫生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的電氣說明書與設(shè)計(jì)文件

二、電力拖動(dòng)方案確定的原則對各類生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首要的是選擇和確定合適的拖動(dòng)方案。主要根據(jù)設(shè)備的工藝要求及結(jié)構(gòu)來選用電動(dòng)機(jī)的數(shù)量，然后根據(jù)各生產(chǎn)機(jī)械的調(diào)速要求來確定調(diào)速方案，同時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性與負(fù)載特性相適應(yīng)，以求得電動(dòng)機(jī)充分合理的應(yīng)用。
１．無電氣調(diào)速要求的生產(chǎn)機(jī)械在不需要電氣調(diào)速和起動(dòng)不頻繁的場合，應(yīng)首先考慮采用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。在負(fù)載靜轉(zhuǎn)矩很大的拖動(dòng)裝置中，可考慮采用繞線式異步電動(dòng)機(jī)。對于負(fù)載很平穩(wěn)、容量大、且起停次數(shù)很少時(shí)，則采用同步電動(dòng)機(jī)更為合理，不僅可以充分發(fā)揮同步電動(dòng)機(jī)效率高、功率因數(shù)高的優(yōu)點(diǎn)，還可以調(diào)節(jié)勵(lì)磁使它工作在過勵(lì)情況下，提高電網(wǎng)的功率因數(shù)。
２．要求電氣調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的調(diào)速要求（如調(diào)速范圍、調(diào)速平滑性、機(jī)械特性硬度、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)級數(shù)及工作可靠性等）來選擇拖動(dòng)方案，在滿足技術(shù)指標(biāo)的前提下，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較。最后確定最佳拖動(dòng)方案。調(diào)速范圍D＝2～3，調(diào)速級數(shù)≤2～4。一般采用改變磁極對數(shù)的雙速或多速籠式異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。調(diào)速范圍D＜3，且不要求平滑調(diào)速時(shí)，采用繞線式轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。但只適用于短時(shí)負(fù)載和重復(fù)短時(shí)負(fù)載的場合。調(diào)速范圍D＝3～10，且要求平滑調(diào)速時(shí)，在容量不大的情況下，可采用帶滑差離合器的異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)。若需長期運(yùn)轉(zhuǎn)在低速時(shí)，也可考慮采用晶閘管直流拖動(dòng)系統(tǒng)。調(diào)速范圍D＝10～100時(shí)，可采用直流拖動(dòng)系統(tǒng)或交流調(diào)速系統(tǒng)。三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速，以前主要依靠改變定子繞組的極數(shù)和改變轉(zhuǎn)子電路的電阻來實(shí)現(xiàn)。目前，變頻調(diào)速和串級調(diào)速已得到廣泛的應(yīng)用。
３．電動(dòng)機(jī)調(diào)速性質(zhì)的確定電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性質(zhì)應(yīng)與生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性相適應(yīng)。對于雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)當(dāng)定子繞組由Δ聯(lián)接改為YY接法時(shí)，轉(zhuǎn)速由低速轉(zhuǎn)為高速，功率卻變化不大，適用于恒功率傳動(dòng)；當(dāng)定子繞組由Y聯(lián)接改為YY接法時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩不變，適用于恒轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)。對于直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，改變電樞電壓調(diào)速為恒轉(zhuǎn)矩輸出；而改變勵(lì)磁調(diào)速為恒功率調(diào)速。若采用不對應(yīng)調(diào)速，即恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載采用恒功率調(diào)速或恒功率負(fù)載采用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，都講使電動(dòng)機(jī)額定功率增大D倍（D 為調(diào)速范圍），且部分轉(zhuǎn)矩未得到充分利用。所以電動(dòng)機(jī)調(diào)速性質(zhì)是指電動(dòng)機(jī)在整個(gè)調(diào)速范圍內(nèi)轉(zhuǎn)矩、功率與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。究竟是容許恒功率輸出還是恒轉(zhuǎn)矩輸出，在選擇條蘇方法是，應(yīng)盡可能使它與負(fù)載性質(zhì)相同。

三、控制方案的確定原則設(shè)備的電氣控制方法很多，由繼電器接觸器的有觸點(diǎn)控制，有無觸點(diǎn)邏輯控制，有可編程序控制器控制、計(jì)算機(jī)控制等?？傊?，合理地確定控制方案，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、簡便、可靠、經(jīng)濟(jì)、適用的電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)的重要前提?？刂品桨傅拇_定，應(yīng)遵循以下原則：
１．控制方式與拖動(dòng)需要相適應(yīng)?？刂品绞讲⒎窃较冗M(jìn)越好，而應(yīng)該以經(jīng)濟(jì)效益為標(biāo)準(zhǔn)?？刂七壿嫼唵巍⒓庸こ绦蚧竟潭ǖ纳a(chǎn)機(jī)械設(shè)備，采用繼電器接觸器控制方式比較合理；對于經(jīng)常改變加工程序或控制邏輯復(fù)雜的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，則采用可編程序控制器較為合理。
２．控制方式與通用化程度相適應(yīng)。通用化是指生產(chǎn)機(jī)械加工不同對象的通用化程度，它與自動(dòng)化是兩個(gè)概念。對于某些加工一種或幾種零件的專用機(jī)床，它的通用化程度很低，但它可以有較高的自動(dòng)化程度，這種機(jī)床宜采用固定的控制電路；對于單件、小批量且可以加工形狀復(fù)雜零件的通用機(jī)床，則采用數(shù)字程序控制，或采用可編程序控制器控制，因?yàn)樗麄兛梢愿鶕?jù)不同的加工對象而設(shè)定不同的加工程序，因而有較好的通用性和靈活性。
３．控制方式應(yīng)最大限度滿足工藝要求。根據(jù)加工哦年工藝要求，控制線路應(yīng)具有自動(dòng)循環(huán)、半自動(dòng)循環(huán)、手動(dòng)調(diào)整、緊急快退、保護(hù)性連鎖、信號指示和故障診斷等功能，以最大限度滿足工藝要求。4．控制電路的電源應(yīng)當(dāng)可靠。簡單的控制電路可直接用電網(wǎng)電源，元件較多、電路較復(fù)雜的控制裝置，可將電網(wǎng)電壓隔離降壓，以降低故障率。對于自動(dòng)化程度較高的生產(chǎn)設(shè)備可采用直流電源，這有助于節(jié)省安裝空間，便于同無觸點(diǎn)元件連接，元件動(dòng)作平穩(wěn)，操作維修也比較安全。影響方案確定的因素很多，最后選定方案的技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)水平，取決于設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)方案的靈活運(yùn)用。