從目前的生產(chǎn)狀況來看,機械自動化和智能化已經(jīng)得到了廣泛的發(fā)展與應用。機電一體化,已經(jīng)成為現(xiàn)代機械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢,電氣控制線路的設計對機電設備的應用影響巨大。所謂電氣控制線路就是通過電氣操控,從而發(fā)揮機械的功能。從使用情況來看,控制線路的質(zhì)量與機械使用的效率成正比,因此,控制線路的優(yōu)化設計越高,機械的使用效率就越高。由此可見,電氣控制線路的設計是電氣控制以及機械使用效率的關鍵。
1 確定電力拖動方案
電氣控制系統(tǒng)在設計中,首先要做的工作就是確定電力的拖動方案,經(jīng)過選擇到終確定電力拖動方案,主要應該從三個方面進行考慮:首先,電動機的數(shù)量,也就是電氣控制線路的動力來源。其次,確定調(diào)速方案,根據(jù)機型設備的調(diào)速要求,選擇為合理的調(diào)速方案。后,電動機應用的有效性,也就是電動機的轉(zhuǎn)速與機械設備的負載能力相協(xié)調(diào)。
?。?/span>1)確定電動機調(diào)速的性質(zhì)。電氣控制線路設計的關鍵是電動機調(diào)速,也就是說電動機以何種運轉(zhuǎn)速度進行電氣控制線路設計。電動機調(diào)速性質(zhì)與負載特性相協(xié)調(diào),才可以確保電動機性能的正常發(fā)揮,從而保證電氣轉(zhuǎn)動的有效性。下面以雙速籠形異步電動機舉例,如果把釘子繞組法從三角形連接法改變?yōu)?/span>YY 連接法,同時,還要注意進行轉(zhuǎn)速的調(diào)整,只要根據(jù)相關的技術(shù)指標進行增加,都會對設備的運行功率產(chǎn)生影響,因此,這種方式得到了廣泛的應用。實踐表明,YY連接的新方法,與傳統(tǒng)的Y 型連接法相比,新的連接方法的轉(zhuǎn)矩在電動機輸出過程中始終保持著不變的狀態(tài)。通過連接方法的改變,能夠有效地提高設備的運行效率。
(2)要求電氣調(diào)速的生產(chǎn)機械。在線路設計的過程中,需要根據(jù)調(diào)速平滑性、機械特性硬度、調(diào)速范圍、工作可靠性、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)級數(shù)等確定相關的拖動方案。通常情況下,如果調(diào)速級數(shù)小于或等于 2-4,調(diào)速范圍介于 2-3 之間,在這種情況下,可以采用雙速籠式異步電動機拖動,能夠有效地滿足機械運轉(zhuǎn)要求。在調(diào)速范圍低于3 時,不存在平滑調(diào)速問題,比如調(diào)速在 10-100 范圍之間,即可采用交流調(diào)速系統(tǒng),也可采用直流拖動系統(tǒng),根據(jù)實際情況的分析,應用范圍廣的是串級調(diào)速與變頻調(diào)速。
?。?/span>3)無電氣調(diào)速要求的生產(chǎn)機械。如果是沒有調(diào)速要求的機械設備,一般使用鼠籠式異步電動機,因為這種設備不需要調(diào)節(jié)機械的運轉(zhuǎn)速度,其特點是減壓啟動的方式,適用于恒速運轉(zhuǎn)的工作場合。在拖動裝置設備的運行過程中,如果是在負載靜轉(zhuǎn)矩的距離比較大的情況下,就可以使用繞線式異步電動機。要是設備負載運行平穩(wěn)的話,這種裝置就不會頻繁啟動,在實際工作應用中,可以大幅度地增加電網(wǎng)的功率因數(shù)。
2 控制方案的確定原則
電氣控制方法頗多,可選擇的控制方案也是形式多樣的,一切設計終的目的都是為了在生產(chǎn)中,操作的安全、簡便和實用,以及由此帶來的經(jīng)濟效益,也就是降低投資成本,以求更高的經(jīng)濟回報。根據(jù)設計目的進行選擇控制方案,設計人員必須遵循的原則有:
?。?/span>1)控制方式與拖動需要相適應??刂品绞降膬?yōu)劣的評價標準是經(jīng)濟效益的高低,并非進的科學技術(shù)對控制方式就是的。如果在生產(chǎn)設備中,控制邏輯比較簡單,并且加工程序比較穩(wěn)定,符合這種控制要求并且為恰當?shù)姆绞綉抢^電接觸控制方式。反之,控制邏輯比較復雜,加工程序不穩(wěn)定需要不斷改變,那么使用可編程序控制器的方式更符合控制要求。
?。?/span>2)控制方式與通用化程度相適應。通用化程度的高低與能否實現(xiàn)自動化有著直接的影響的作用,對于設備來說,它的通用化程度很低,一般這種設備只適合少數(shù)或單一的零件進行加工,不需要經(jīng)常改變控制線路,控制電路基本是固定的無需變化。雖然這種機械設備生產(chǎn)的通用化程度極低,但是它的自動化程度非常高。而通用機床,采用的是數(shù)字程序或者可編程控制器控制,因為它需要靈活改變控制線路,從而達到通過改變加工程序,實現(xiàn)對不同產(chǎn)品規(guī)格的要求。由此可知,通用機械設備生產(chǎn)具有控制的靈活性和生產(chǎn)的通用性。
(3)控制電路電源的可靠性。電網(wǎng)電源,適用于相對簡單的控制線路。要是元件較多并且電路又很復雜,要是安裝方法不合理的話,就會很容易引起故障的發(fā)生,所以對電網(wǎng)的電壓采取隔離和降壓的方式是為有效的方法,從而對控制電路電源的可靠性起到了重要的作用。
3 電氣控制線路的設計方法
(1)電氣控制線路的設計要求。電氣控制線路的設計必須根據(jù)控制線路用途的要求,進行合理的設計。它的設計要求需要首先必須滿足機械設備有效運行的技術(shù)要求,經(jīng)過優(yōu)化合理的設計確保控制線路在機械設備中的效用大化,同時安全性也必須考慮到線路的設計之中。盡量選擇經(jīng)過實踐證明的典型線路,線路設計以結(jié)構(gòu)的簡單有效為原則,避免簡單事情復雜化。在線路的設計中為了保證安全順暢的生產(chǎn),必須采取各種行之有效保護裝置和措施,從而避免事故的發(fā)生。
?。?/span>2)電氣控制線路的設計方法。電氣控制線路的設計方法主要有經(jīng)驗設計法和邏輯設計法,經(jīng)驗設計法也就是簡單線路的設計方法,是指參照以往的典型案例再根據(jù)機械設備的工藝要求,從而進行優(yōu)化組合直接進行設計。而對于復雜線路的設計,要求從業(yè)人員具有較高的專業(yè)素養(yǎng)和經(jīng)驗,經(jīng)過對線路圖的反復研究終確定。邏輯設計法的理論基礎是邏輯代數(shù),運用邏輯代數(shù)進行設計能夠使線路結(jié)構(gòu)合理優(yōu)化,從而減少設備元件的數(shù)量。
4 結(jié)語
綜上所述 ,電氣控制線路的設計是電氣控制以及機械使用效率的關鍵,控制線路的質(zhì)量與機械使用的效率成正比,因此,控制線路的優(yōu)化設計越高,機械的使用效率就越高。所以,必須從工程的現(xiàn)實狀況出發(fā) ,根據(jù)不同的設備要求選擇確定設計方案,經(jīng)過優(yōu)化重組、科學運用,從而達到電氣控制線路設計的合理性和有效性。
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