趙利忠

摘要：電氣控制電路設(shè)計(jì)是電氣控制的重要組成部分。健康、穩(wěn)定、安全是整個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分。電氣控制電路的設(shè)計(jì)將影響機(jī)電設(shè)備的后期使用和維護(hù)管理。因此，在電氣控制電路設(shè)計(jì)時(shí)，了解電氣控制線路的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是非常重要的?；诖?，本文圍繞電氣控制電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的中心點(diǎn)展開論述。首先分析了電氣控制電路的設(shè)計(jì)要求，然后分析了電氣控制電路的設(shè)計(jì)原則，從三個(gè)方面闡述了電氣控制線路的設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：電氣控制;線路設(shè)計(jì);應(yīng)用

1引言

從生產(chǎn)現(xiàn)狀看，機(jī)械自動(dòng)化和智能化得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。機(jī)電一體化已成為現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。電氣控制線路的設(shè)計(jì)對(duì)機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用有很大的影響。所謂電氣控制線就是通過電氣控制，從而發(fā)揮機(jī)械作用。從使用的角度看，控制線的質(zhì)量與機(jī)器的效率成正比。因此，控制電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)越高，機(jī)器的效率就越高。由此可見，電氣控制線路的設(shè)計(jì)是電氣控制和機(jī)械使用效率的關(guān)鍵。

電氣控制線路設(shè)計(jì)原則主要表現(xiàn)為：（1）穩(wěn)定原則。電氣控制線路保持穩(wěn)定運(yùn)行，才能對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行有效的控制，進(jìn)一步提高機(jī)電設(shè)備的安全性和可靠性。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)電氣控制線路時(shí)，可以通過盡可能地減少電器元件使用數(shù)量、做好電路的絕緣處理工作、盡可能地使用直流電源等措施來增強(qiáng)線路的穩(wěn)定性。（2）通用原則。主要是指電氣線路設(shè)計(jì)的總體方案能夠滿足生產(chǎn)設(shè)備加工不同性質(zhì)對(duì)象的要求。為此，在電氣控制線路設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)盡可能選擇符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求并經(jīng)過大量實(shí)踐驗(yàn)證的控制方案，以此來滿足企業(yè)生產(chǎn)設(shè)備和工藝對(duì)電氣控制線路提出的要求。

2電氣控制線路設(shè)計(jì)要求

2.1滿足電氣控制線路運(yùn)行的負(fù)荷

電氣控制電路設(shè)計(jì)滿足電氣控制線路工作負(fù)荷要求。通俗地說，如果電氣控制系統(tǒng)給出指令，就需要機(jī)電設(shè)備進(jìn)行大功率操作。同時(shí)，電氣控制電路不能滿足大功率負(fù)載，但會(huì)對(duì)線路造成損傷，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)機(jī)電設(shè)備的故障。因此，在電氣控制線路的設(shè)計(jì)中，必須考慮線路負(fù)荷問題，計(jì)算線路的負(fù)荷要求。需要注意的是，電氣控制電路的設(shè)計(jì)不能全部設(shè)計(jì)成具有強(qiáng)負(fù)載能力的線路。為了避免浪費(fèi)資源，需要考慮成本因素。

2.2滿足電氣控制線路運(yùn)行的方案

目前，大多數(shù)機(jī)電設(shè)備操作功能在操作時(shí)，向用戶提供各種運(yùn)行程序，根據(jù)自己的需要用戶，選擇合適的手術(shù)方案，不僅可以方便用戶操作的需要，而且可以提高機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率，提高運(yùn)營(yíng)效率。用戶在不同運(yùn)行方案下所設(shè)定的參數(shù)差異較大，這就要求在設(shè)計(jì)電氣控制線路時(shí)，必須考慮線路的相容性，滿足各種運(yùn)行計(jì)劃的要求。例如，異步電動(dòng)機(jī)可以在一種運(yùn)行方案中進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)，并在另一種運(yùn)行方案中實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩運(yùn)行。

2.3滿足電氣控制線路運(yùn)行的調(diào)速

機(jī)電設(shè)備內(nèi)電機(jī)運(yùn)行速度不恒定。當(dāng)汽車運(yùn)輸站的速度發(fā)生變化時(shí)，對(duì)線路的要求也隨之改變。在設(shè)計(jì)電氣控制電路時(shí)，設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)電氣控制線路運(yùn)行的速度進(jìn)行具體設(shè)計(jì)工作，保證機(jī)電設(shè)備在不同運(yùn)行速度下的穩(wěn)定運(yùn)行。

3電氣控制線路設(shè)計(jì)原則

在電氣控制線路的設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循以下三個(gè)原則：（1）規(guī)范化原則。如果設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)線非常獨(dú)特，可能導(dǎo)致線路與設(shè)備不兼容，造成設(shè)備不可預(yù)知的故障，給以后的維修和管理帶來困難。一般來說，電氣控制線路應(yīng)根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化要求設(shè)計(jì)，以提高電氣控制線路的兼容性，便于機(jī)電設(shè)備的后期檢測(cè)和維修管理。（2）穩(wěn)定原則。為了提高機(jī)電設(shè)備的安全性和可靠性，可以使電氣控制線路保持穩(wěn)定，有效地控制機(jī)電設(shè)備。在設(shè)計(jì)電氣控制電路時(shí)，設(shè)計(jì)者可以通過盡量減少電氣元件的數(shù)量，使電路的絕緣處理，盡可能地使用直流電源來提高電路的穩(wěn)定性。（3）簡(jiǎn)化原則。電氣控制線路的設(shè)計(jì)人員應(yīng)該在設(shè)計(jì)過程中遵循簡(jiǎn)化原則，避免復(fù)雜的或不切實(shí)際的設(shè)計(jì)盡可能的情況。設(shè)計(jì)人員使用的設(shè)計(jì)方案越簡(jiǎn)單，在以后的維修保養(yǎng)中就越方便。設(shè)備維修人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)線路故障并進(jìn)行維修，確保機(jī)電設(shè)備盡快恢復(fù)正常安全。

4電氣控制線路設(shè)計(jì)方法

4.1設(shè)計(jì)思路

根據(jù)電氣控制電路的設(shè)計(jì)原則，我們可以總結(jié)其設(shè)計(jì)思想：（1）盡可能減少電線在電氣控制線路設(shè)計(jì)規(guī)范和要求范圍內(nèi)的連接。如果電氣控制線路中的導(dǎo)線數(shù)量太大，則控制線會(huì)比較復(fù)雜。盡量減少電線的交叉。如果導(dǎo)線截面過大，可能導(dǎo)致線路間不可控因素增多，增加線路故障發(fā)生率。三.避免寄生線。如果線路中存在寄生線，可能會(huì)增加線路判斷的復(fù)雜性，這使得調(diào)試變得困難。4。盡量減少使用的電線數(shù)量。如果電力線路有多種輸出方式，當(dāng)線路出現(xiàn)問題時(shí)，會(huì)影響其他線路，線路輸入的質(zhì)量也難以控制。

4.2設(shè)計(jì)方法

在電氣控制線路的實(shí)際設(shè)計(jì)中，通常采用作圖法或直觀設(shè)計(jì)法。電路圖法是根據(jù)設(shè)計(jì)的基本原理和對(duì)設(shè)計(jì)的基本要求，設(shè)計(jì)者可以更直觀地修改和判斷設(shè)計(jì)方案，這是一種更為細(xì)致的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)者可以應(yīng)用于電氣控制電路的設(shè)計(jì)中。直觀的設(shè)計(jì)方法主要是基于設(shè)計(jì)師的工作經(jīng)驗(yàn)。在設(shè)計(jì)相關(guān)任務(wù)時(shí)，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)和直覺快速設(shè)計(jì)計(jì)劃。然而，這種設(shè)計(jì)方法存在一些問題：（1）對(duì)設(shè)計(jì)師工作經(jīng)驗(yàn)的高要求。設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化不一定是最簡(jiǎn)單和最好的。設(shè)計(jì)故障的預(yù)測(cè)和判斷是比較困難的。

4.3設(shè)計(jì)順序

電氣控制電路的設(shè)計(jì)順序通常是先設(shè)計(jì)電氣控制電路的整體思想，然后設(shè)計(jì)電氣控制電路的原器件，最后設(shè)計(jì)電氣控制電路的輔助設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)總體思路時(shí)，應(yīng)注重功能的總體概念、線路負(fù)荷要求、運(yùn)行速度控制技術(shù)和安全保障措施。在使用組件的設(shè)計(jì)中，選擇適當(dāng)?shù)慕M件，例如在特定的行中應(yīng)該使用哪些控制元素，以及需要選擇哪些組件技術(shù)。在輔助設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)中，主要考慮的是信號(hào)判斷設(shè)計(jì)和局部照明設(shè)計(jì)。

5確定電力拖動(dòng)方案

5.1確定電動(dòng)機(jī)調(diào)速的本質(zhì)

電氣控制電路設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是電機(jī)的速度控制，即電機(jī)控制線的電機(jī)轉(zhuǎn)速是多少。為了保證電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的有效性，可以通過協(xié)調(diào)電動(dòng)機(jī)調(diào)速和負(fù)載特性來保證電機(jī)的性能。雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)為例，如果釘子繞組三角形連接改變YY的連接方法，同時(shí)，也要注意調(diào)整的速度，只要增加根據(jù)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，將對(duì)電力設(shè)備的運(yùn)行產(chǎn)生影響，因此，它已被廣泛應(yīng)用。實(shí)踐表明，YY連接的新方法與傳統(tǒng)的Y連接方式是一致的。新連接方法的轉(zhuǎn)矩在電機(jī)輸出時(shí)保持不變。通過連接方式的改變，可以有效地提高設(shè)備的運(yùn)行效率。

5.2需要電動(dòng)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械

在線路設(shè)計(jì)過程中，需要根據(jù)調(diào)速平穩(wěn)性、機(jī)械特性、硬度、速度范圍、可靠性和速度調(diào)節(jié)等系列來確定相應(yīng)的拖動(dòng)方案。在正常情況下，如果速度范圍小于或等于2-4，則速度范圍介于2-3之間。在這種情況下，可以拖動(dòng)雙速籠型異步電動(dòng)機(jī)，能有效地滿足機(jī)械運(yùn)行的要求。當(dāng)轉(zhuǎn)速范圍小于3時(shí)，沒有平滑的調(diào)速問題。例如，在10-100的調(diào)速范圍可由交流調(diào)速系統(tǒng)、直流調(diào)速系統(tǒng)所做的。根據(jù)實(shí)際情況分析，最廣泛的應(yīng)用是串級(jí)調(diào)速和變頻調(diào)速。

5.3無電速要求的生產(chǎn)機(jī)械

如果不需要機(jī)械設(shè)備進(jìn)行調(diào)速，一般采用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樵撗b置不需要調(diào)節(jié)機(jī)械運(yùn)行速度，具有減壓?jiǎn)?dòng)的特點(diǎn)，適用于恒速工作場(chǎng)合。在裝置運(yùn)行過程中，如果負(fù)載與靜轉(zhuǎn)矩之間的距離較大，則可以使用繞線式異步電動(dòng)機(jī)。如果設(shè)備負(fù)載平穩(wěn)運(yùn)行，設(shè)備將不會(huì)頻繁啟動(dòng)。在實(shí)際應(yīng)用中，可大大提高電網(wǎng)的功率因數(shù)。

6結(jié)束語

綜上所述，設(shè)計(jì)在進(jìn)行電氣控制線路設(shè)計(jì)時(shí)，要對(duì)電氣控制線路的設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)原則、設(shè)計(jì)方法等基礎(chǔ)情況有一個(gè)全面的把握，并結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)科學(xué)、合理、有效的電氣控制線路。

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