机床电气控制系统设计步骤机床电气控制系统是机床不可缺少的重要组成部分，它对机床能否正确、可靠的工作起着决定性的作用。近代机床高效率的生产方式使得机床的构造与电气控制密切相关，因此机床电气控制系统的设计应与机械部分的设计同步开展、严密配合，拟订出最正确的控制方案。机床控制系统绝大多数属于电力拖动控制系统，电气设计内容一般包括：L拟定电气设计任务书（技术条件）2.确定电气传动控制方案，选择电动机。3.设计电气控制原理图。4.选择电气元、器件，制订电气设备、元件、器件清单及备件、易损件清单。5.设计电气柜、操作台、配电板及非标准电气元件。6.设计电气设备布置总图、电气安装图以及电气接线图。7.编写电气说明书和使用操作说明书，包括操作顺序、调试方法、维护保养等说明。根据实际情况，以上内容步骤可作适当调整。1、拟定电气设计任务书依据机械设备设计总体技术方案拟定的电气设计任务书是整个电气设计的依据。在任务书中，除了简要说明所设计的机械设备的型号、用途、工艺过程、技术性能、传动参数及现场工作条件外，还必须说明：1）用户供电电网的种类（AC或DC）、电压、频率及容量。2）有关传动的基本特性：如运动部件的数量及用途；负载特性，调速指标；电动机的起动、制动、反向要求等。3）有关电气控制的特性：如电气控制的基本方式，自开工作循环的组成，自动控制的动作程序，电气保护及联锁条件等。4）有关操作方面的要求：如操作台的布置、测量显示、故障报警及照明等要求。5）主要电气设备（电动机、执行电器及行程开关等）的参数及布置框图。2、电力拖动方案确实定设计电气控制系统，首先要做的是：根据生产机械的调速要求，选择和确定合适的拖动方案。在勿需电气调速和启动不频繁的场合，应首先考虑采用笼形异步电动机，仅在负载静转矩很大的拖动装置中，才考虑采用绕线式异步电动机。当负载很平稳、功率大且启制动次数很少时，采用同步电动机更为合理，这样可充分发挥同步电动机效率高、功率因数高的优点，若通过调节激磁使它工作在过激情况下，还能提高电网的功率因数。L确定调速方式机械设备的调速方式一般可分为机械调速和电气调速。前者是通过电动机驱动变速机构或液压装置，对机床的主运动和进给运动开展调速。后者是采用直流电动机、交流电动机及步进电机的调速系统，以到达机床无级和自动调速的目的。对一般无特殊调速指标要求的机床，应优先采用三相笼形异步电动机作电力拖动。因为这类电动机构造简单、运行可靠、价格经济、维修方便，若配以适当级数的齿轮变速箱或液压调速系统，便能满足一般机床的调速要求。当调速范围D=2〜3、调速级数＜2〜4时，可采用双速或多速鼠笼式异步电动机，从而简化传动机构，提高传动效率，扩大调速范围；DV3且不要求平滑调速时，可采用绕线转子感应电动机拖动，但只适用于短时负载和重复短时加载的场合；D=3-10,且要求平滑调速时，在容量不大情况下，可采用带滑差离合器的异步电动机拖动系统，若需长期运转在低速，也可考虑采用晶闸管电源的直流拖动系统；D=IO〜100时，可采用发电机一电动机组系统或晶闸管电源的直流拖动系统。2.传动方式与负载特性相适应电动机调速性质是指电动机在整个调速范围内转矩、功率与转速的关系：电动机的调速性质应与生产机械的负载特性相适应。以车床为例，其主轴运动需恒功率传动，进给运动则要求恒转矩传动。对于电动机，若采用双速鼠笼式异步电动机拖动,当定子绕组由△联接改为YY接法时，转速由低速升为高速，功率变化不大，适用于恒功率传动；由Y联接改为双YY接法时，电动机输出转矩不变，适用于恒转矩传动。对于直流他激电动机，改变电枢电压调速为恒转矩调速，而改变激磁调速为恒功率调速。若采用不对应调速，即恒转矩负载采用恒功率调速或恒功率负载采用恒转矩调速。都将使电动机额定功率增大D倍（D为调速范围），且使部分转矩不能得到充分利用。为此,在选择调速方法时，应尽可能使它与负载性质一样。3.电机启动、制动和正、反转的要求在机床的传动控制中，采用电气控制电动机起动、制动和正反转是较为简单的一种控制方式。对于一般较小容量的电动机，其容量不超过供电变压器容量的20%时，一般可采用直接起动。对于超过电网允许压降的电动机起动或对机床运动部件产生过大的动态应力的电动机起动，必须采取限制起动电流或起动转矩的措施（参见）。常用的方法有：在定子电路中串入电阻或电抗，自耦变压器降压，Y一△起动和***三角形起动等。若在电网允许的压降内，为提高电动机的起动转矩，有时可采取某些措施，如对绕线式异步电机转子串接对称电阻的起动。