探析电气控制线路的设计方法.doc

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1、探析电气控制线路的设计方法摘要电气控制线路设计的优劣直接关系到控制系统性能的好坏，电气工程技术人员必须要掌握电气控制线路的设计方法和设计原则，以便在设计的过程屮能及时调整设计方案，使设计出的控制线路达到最佳。电气控制线路的设计方法有经验设计法和逻辑设计法两种。关键词电气控制线路设计中图分类号：TM921.5文献标识码：A1经验设计法经验设计法是根据生产工艺要求，利用各种典型的线路环节，直接设计控制线路。这种设汁方法比较简单，但要求设计人员必须熟悉大量的典型控制线路，拥有多种控制线路的设计资料，同时具有丰富的设计经验。由于

2、靠经验进行设计，所以没有固定模式，通常采用一些典型控制线路环节组合起来实现某些基本要求，然后根据生产工艺要求逐步完善其控制功能，并加上适当的保护环节。采用经验设计法设计控制线路时，应注意以下几个原则：（1）应最大限度地了解生产机械和工艺对电气控制线路的要求。设计之前,电气设计人员耍调查清楚生产工艺耍求、每一道程序的工作情况和运动变化规律、所需要的保护措施，并对同类或接近产品进行调查、分析、综合，作为具体设计电气控制线路的依据。（2）在满足生产工艺要求前提下，控制线路力求简单、经济。(3)保证控制线路工作的可靠和安全。为了

3、保证控制线路工作的可靠性，应尽量选用机械和电器寿命长、结构坚实、动作可靠、抗干扰性能好的电器，同时在具体设计过程屮应注意以下儿点：①设计电路时，应正确连接电器的线圈。在设计控制电路时，电器线圈的一端应统一接在电源的同一端。使所有电器的触头在电源的另一端，这样当电器的触头发生短路故障时，不致引起电源短路，同时安装接线也方便。②在交流控制电路中不能串联接入两个电器的线圈。当两个交流线圈串联使用时，其中某一个至多只能得到一半的电源电压。由于电压与线圈阻抗成正比，两个电器动作总是有先有后，不可能同时吸合。假如交流接触器KM1先收

4、台，由于KM1的磁路闭合，线圈的电感显著增加，因而在该线圈上的电压降也相应增大，从而使另一个接触器KM2的线圈电压达不到工作电压。因此两个电器需要同时动作时，其线圈应该并联连接。③在线路中尽量避免许多电器依次动作才能接通另一个电器的控制电路。④设计的线路应能适应所在电网的情况。根据电网容量的大小、电压、频率的波动范围以及允许的冲击电流数值等决定电动机的启动方式是直接启动还是减压启动。⑤在线路中采用小容量继电器的触头来控制大容量接触器的线圈时，要计算继电器触头断开和接通容量是否足够。如果不够，必须增加小容量控触器或中间继电

5、器，否则工作不可靠。⑥在控制线路中充分考虑各种联锁关系以及各种必要的保护环节发生事故。(3)应具有必要的保护环节。①短路保护。在电器控制线路中，通常采用熔断器或断路器作短路保护。当电动机容量较小时，其控制线路不需另外设置熔断器作短路保护，因主电路的熔断器同时可作控制线路的短路保护，若电动机容量较大，则控制电路要单独设置熔断器作短路保护。②过流保护。不正确的启动方法和过人的负载转矩常引起电动机的过电流故障。过电流一般比短路电流要小。过电流保护常用于直流电动机和绕线转子电动机的控制线路中，采用过电流继电器和接触器配合使用。将

6、过电流继电器线圈串接于被保护的主电路中，其常闭触头串接于接触器控制电路屮，当电流达到整定值时，过电流继电器动作，其常闭触头断开，切断控制电路电源，接触器断开电动机的电源而起到保护作用。2逻辑设计法逻辑设计法是根据生产工艺的要求，利用逻辑代数的方法來分析、化简和设计线路这种设计方法能够确定实现一个开关量口动控制线路的逻辑功能所必需的、最少的屮间继电器的数目，然后有选择地进行添置。2.1基本思路（1）首先将控制系统的输入、输出电器元件的状态用状态变量进行表示。（2）然后根据控制要求列出状态变量的逻辑表达式。（3）简化逻辑表达

7、式。（4）最后根据逻辑表达式绘制控制线路。2.2预备知识输入量：触头A二T,表示触头动作（常开触头闭合、常闭触头断开）；触头Ap,示触头复位（常开触头断开、常闭触头闭合）。输出量：线圈K二1,表示线圈上有电；线圈Kp,表示线圈失电。2.3基木逻辑表达式与控制电路2.3.1“与”电路逻辑代数中运算符号“x”或”读作“与”。实现逻辑乘的器件叫做“与”门，图1显示出了继电控制线路中“与”运算的实例，它表示触头的串联。若规定触头接通为“1”，断开为“0”，线圈通电为“1”，断电为“0”，则可以写出KM二KA1XKA2,只有触头

8、KAI、KA2均接通，接触器线圈KM才能通电。它的逻辑符号如图2所示。2.3.2“或”电路逻辑代数中运算符号“十”读作“或”。实现逻辑加的器件叫做“或”门，图3显示出了继电控制线路中“或”运算的实例，它表示触头的并联,可写成KM二KA1XKA2,当触头KA1或KA2接通，或者KA1和K2都接通时，接触器线圈才可通电。