电气控制系统设计的一般原则、基本内容和设计程序.pdf

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电气控制系统设计的一般原则、基本内容和
设计程序

生产机械种类繁多，其电气控制方案各异，但电气控制系统
的设计原则和设计方法基本一样。设计工作的首要问题是树
立正确的设计思想和工程实践的观点，它是高质量完成设计
任务的基本保证。

一、电气控制系统设计的一般原则

1.最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制系统
的要求。电气控制系统设计的依据主要来源于生产机械和生
产工艺的要求。

2.设计方案要合理。在满足控制要求的前提下，设计方
案应力求简单、经济、便于操作和维修，不要盲目追求高指
标和自动化。

3.机械设计与电气设计应相互配合。许多生产机械采用
机电结合控制的方式来实现控制要求，因此要从工艺要求、
制造成本、构造复杂性、使用维护方便等方面协调处理好机
械和电气的关系。

4.确保控制系统安全可靠地工作。

二、电气控制系统设计的基本任务、内容

电气控制系统设计的基本任务是根据控制要求设计、编
制出设备制造和使用维修过程中所必须的图纸、资料等。图
纸包括电气原理图、电气系统的组件划分图、元器件布置图、
安装接线图、电气箱图、控制面板图、电器元件安装底板图

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和非标准件加工图等，另外还要编制外购件目录、单台材料
消耗清单、设备说明书等文字资料。

电气控制系统设计的内容主要包含原理设计与工艺设
计两个部分，以电力拖动控制设备为例，设计内容主要有：

1、原理设计内容

电气控制系统原理设计的主要内容包括：

（l）拟订电气设计任务书。

（2）确定电力拖动方案，选择电动机。

（3）设计电气控制原理图，计算主要技术参数。

（4）选择电器元件，制订元器件明细表。

（5）编写设计说明书。

电气原理图是整个设计的中心环节，它为工艺设计和制
订其他技术资料提供依据。

2、工艺设计内容

开展工艺设计主要是为了便于组织电气控制系统的制
造，从而实现原理设计提出的各项技术指标，并为设备的调
试、维护与使用提供相关的图纸资料。工艺设计的主要内容
有：

（l）设计电气总布置图、总安装图与总接线图。

（2）设计组件布置图、安装图和接线图。

（3）设计电气箱、操作台及非标准元件。

（4）列出元件清单。

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（5）编写使用维护说明书。

三、电气控制系统设计的一般步骤

1、拟订设计任务书

设计任务书是整个电气控制系统的设计依据，又是设备
竣工验收的依据。设计任务的拟定一般由技术领导部门、设
备使用部门和任务设计部门等几方面共同完成的。

电气控制系统的设计任务书中，主要包括以下内容：

（1）设备名称、用途、基本构造、动作要求及工艺过
程介绍。

（2）电力拖动的方式及控制要求等。

（3）联锁、保护要求。

（4）自动化程度、稳定性及抗干扰要求。

（5）操作台、照明、信号指示、报警方式等要求。

（6）设备验收标准。

（7）其它要求。

2、确定电力拖动方案

电力拖动方案选择是电气控制系统设计的主要内容之
一，也是以后各部分设计内容的根底和先决条件。

所谓电力拖动方案是指根据零件加工精度、加工效率要
求、生产机械的构造、运动部件的数量、运动要求、负载性
质、调速要求以及投资额等条件去确定电动机的类型、数量、
传动方式以及拟订电动机起动、运行、调速、转向、制动等

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控制要求。

电力拖动方案确实定要从以下几个方面考虑：

（1）拖动方式的选择

电力拖动方式分独立拖动和集中拖动。电气传动的趋势
是多电动机拖动，这不仅能缩短机械传动链，提高传动效率，
而且能简化总体构造，便于实现自动化。具体选择时，可根
据工艺与构造决定电动机的数量。

（2）调速方案的选择

大型、重型设备的主运动和进给运动，应尽可能采用无
级调速，有利于简化机械构造、降低成本；精细机械设备为
保证加工精度也应采用无级调速；对于一般中小型设备，在
没有特殊要求时，可选用经济、简单、可靠的三相笼型异步
电动机。

（3）电动机调速性质要与负载特性适应

对于恒功率负载和恒转矩负载，在选择电动机调速方案
时，要使电动机的调速特性与生产机械的负载特性相适应，
这样可以使电动机得到充分合理的应用。

3、拖动电动机的选择

电动机的选择主要有电动机的类型、构造型式、容量、
额定电压与额定转速。

电动机选择的基本原则是：

（1）根据生产机械调速的要求选择电动机的种类。

（2）工作过程中电动机容量要得到充分利用。

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（3）根据工作环境选择电动机的构造型式。

应该强调，在满足设计要求情况下优先考虑采用构造简
单，价格便宜，使用维护方便的三相交流