电气控制电路设计方法解析

前言：设计电气控制线路时，首先要了解生产工艺对控制线路提出的要求，其次要了解生产机械的结构、工作环境和操作人员的要求等。

　　在进行具体线路的设计时，一般先设计主电路，然后设计控制电路、信号电路及局部照明电路等。初步设计完成后，应仔细检查，看线路是否符合设计要求，并尽可能使之完善和简化，最后进行电器型号和规格的选择。

　　1.控制系统设计的一般要求

　　对于不同用途的控制系统，往往有其特殊的要求，这里所介绍的是设计控制系统的一般要求。

　　1）控制系统应满足生产机械的工艺要求，能按照工艺的顺序准确而可靠地工作；

　　2）控制电路应安全可靠（尽量选用标准的常用的且经过实际考验过的电路）、简单经济；

　　3）符合人机关系，操作、调整和检修要方便；

　　4）具有各种必要的保护装置和联锁环节，即使在误操作时也不会发生重大有故。

　　2. 控制线路的设计方法

　　电器控制线路的设计方法有两种，一种是经验设计法，本文主要讲解经验设计法。即根据生产工艺的要求，按照电动机的控制方法与典型环节线路直接进行设计。这种方法比较简单，但对比较复杂的线路，设计人员必须具有丰富的工作经验，需绘制大量的线路图并经多次修改后才能得到符合要求的线路，而所得到的方案往往还不是最佳方案。

　　分析已介绍过的各种控制线路，可发现有—个共同的规律，即电动机的启动与停止是由接触器主触头来控制的，而主触头的动作是由控制回路中接触器线圈的“得电”与“失电”来决定的。线圈的“得电”与“失电”则是由线圈所在控制回路中一些常开、常闭触点组成的“与”、“或”、“非”等条件来控制。分析、总结可得出以下结论：

　　1）当几个条件同时满足才使线圈得电动作时，可用几个常开触点串联。

　　2）几个条件中只要具备其中任一条件，线圈就能得电动作时，可用几个常开触点并联。

　　3）几个条件中只要具备其中任一条件，线圈就能失电复位时，可用几个常闭触点串联。

　　4）要求几个条件同时满足才使线圈失电复位时，可用几个常闭触点并联。

　　下面给出一个经验设计法设计的例。

　　某机床有左右两个动力头，用以铣削加工，它们各由一台交流电动机拖动。另外有一滑台，可以安装被加工的工件，它由另一台交流电动机拖动。

　　加工工艺要求：开始工作时，滑台先快速移动到加工位置，然后自动变为慢速进给，进给到指定位置自动停止，再由操作者发出指令使滑台快速返回，当回到原位时自动停车。两动力头电动机在滑台电动机正向启动后才能启动，而在滑台电动机正向停车时亦停车。要求具有各种必要的保护装置和联锁环节，即使在误操作时也不会发生重大有故。试设计该机床的控制电路。

　　1、主电路设计

　　动力头驱动电机只要求单方向旋转，为使两台电动机同步启动，可用一台接触器KM3控制。滑台拖动电动机需正、反转，因而用两台接触器KM1、KM2控制。滑台的快速移动由电磁铁YA改变机械传动链来实现，由接触器KM4来控制。主电路如图4.1所示。

　　2、控制电路设计

　　滑台电动机的正、反转分别用两个按钮SB1与SB2控制，停车则分别用SB3与SB4控制。由于动力头电动机在滑台电动机正转后启动，停车时也停车，故可用接触器KM1的常开辅助触点控制KM3的线圈，如图4.2a）所示。　　滑台的快速移动采用电磁铁YA通电时，改变齿轮的变速比来实现。滑台在开始前进和返回时都需要快速，所以分别用KM1与KM2的辅助触点控制KM4，再由KM4去通断电磁铁YA。由于滑台快速前进到加工位置时，要求慢速进给，因而在 KM1触点控制KM4的支路上，设置行程开关SQ3的常闭触点。这部分的辅助电路如图4.2b）所示。

　　3、联锁与保护环节设计

　　用行程开关SQ1的常闭触点控制滑台慢速进给终了时的停车；用行程开关SQ2的常闭触点控制滑台快速返回至原位时的自动停车；接触器KM1、KM2互串在对方线圈回路中以实现互锁；三台电动机均用热继电器作过载保护。完整电路如图4.3所示。

　　4、线路的完善

　　线路初步设计完毕后，可能还有不合理的地方，因此须仔细校核。如在图4.3中，一共用了三个KM1的常开辅助触点，而一般的接触器只有两个常开辅助触点。因此，必须进行修改。从线路的工作情况可以看出，KM3的常开辅助触点完全可以代替KM1的常开辅助触点去控制电磁铁YA，修改后的辅助电路如图4.4所示。