2.1.2 切割机技术参数

切割机技术参数如下：

表2.1 切割机技术参数 切割机性能： 切割机切割速度 切割最大厚度 切割最小厚度 切割循环次数 整机质量 数值 50 199.9 0.1 5-50 2 表2.2 切割机电气系统参数 单位 mm/s mm mm 次 T 电气系统参数： 动力系统工作电压 控制系统工作电压 台面电机功率 带锯电机功率 刀架电机功率 磨刀电机功率 总装机功率 数值 380 220 1.5 4.0 1.1 0.25×2 7.1 单位 V V kW kW kW kW kW 2.2 切割机主电路设计

2.2.1 主电路设计

根据控制要求，设计出切割机的主电路图如图所示。

图中共有5台电机。带锯电机驱动刀片旋转，切割泡沫塑料，由交流接触器KM1控制；两个磨刀电机带动砂轮对刀片研磨，使刀片保持锋利，由于功率比较小，可以用一个交流接触器KM2控制；台面电机为直流电机，驱动台面前移和后移；刀架电机通过蜗轮/蜗杆传动机构减速，驱动左、右丝杆正转或反转，刀架随滑套上移或下移，由于刀架停车必须准确，所以其制动采用电磁刹车。

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基于PLC的静态切割机控制系统设计

图2.2 切割机主电路图

2.2.2 电气元件的选择

1. 主电路的电机选择

电动机是主要的动力机械，它的应用是非常广泛的，所以就其全国电动机的总耗电量来说，它是极为可观的。因此，合理选择电动机是相当重要的，它直接关系到生产机械的运行安全和投资效益。电动机的选择内容包括电动机种类、外壳型式、额定电压、额定转速、额定功率、各项性能等

电力拖动系统中拖动生产机械运行的原动机即驱动电机，包括直流电动机和交流电动机两大种，交流电动机又有异步电动机和同步电动机两种。电动机主要种类如下表所示。

表2.3 电动机的种类

交流电动机 异步电动机 三相异步电动机 单相异步电动机 同步电动机（三相、单相） 凸极式 隐极式 他励直流电动机 直流电机 并励直流电动机 串励直流电动机 复励直流电动机 各种电动机具有的特点包括性能方面、所需电源、维修方便与否、价格高低等各项，

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这是选择电动机种类的基本知识。当然生产机械工艺特点是选择电动机的先决条件。这两方面都了解了，便可以为特定的生产机械选择到合适的电动机。电机主要特性如下表所示。

表2.4 电机的特性 电机种类 直流 电动机 三相 异步 他励、并励 串 励 复 励 普通鼠笼 绕 线 式 最主要的性能特点 机械特性硬，起动转矩大，调速性能好 机械特性软，起动转矩大，调速方便 机械特性软硬适中，起动转矩大，调速方便 机械特性硬，起初转矩不太大，可以调速 机械特性硬，起动转矩大，调速方法多，调速性能 转速不随负载变化，功率因数可调 功率小，机械特性硬 功率小、转速恒定 三相同步电动机 单相异步电动机 单相同步电动机 由于电机分直流电机和交流电机，两种不同的电机工作的电压也不同，同步电机容量在3-320KW所工作电压是380V，在250-1000KW所工作电压是600V。鼠笼式异步电机容量在0.73-320KW所工作电压是380V，在250-5000KW所工作电压是6000V，绕线式异步电动机0.6-200KW所工作电压是380V，在250-5000KW所工作电压是6000V。而直流电机的工作电压分为110V、220V、440V、600-870V，其工作电压越大，容量越高。

电动机额定功率的选择是一个很重要的问题。选择电动机功率的原则，是在电动机能够满足生产机械负载要求的前提下，最经济最合理地确定电动机的功率大小。如果功率选的过大，使设备投资费用增加，而且因电机经常轻载运行，其运行功率因素降低；反之，功率选的过小，电机经常过载运行，使电机温升高，绝缘易老化，缩短电机寿命；同时还可能出现启动困难、经受不住冲击性负载等情况。

电动机额定功率的选择一般分成三步：首先计算负载功率PL；再者根据负载功率，预选电动机的额定功率及其它；最后校核预选电动机。一般先校核发热温升，再校核过载能力，必要时校核起动能力。都通过了，预选的电动机便选定了；通不过，从第二步开始重新进行，直到通过为止。在满足生产机械要求的前提下，额定功率越小越经济。

对电动机本身而言，额定功率相同的电动机额定转速较高，体积越小，造价越低，一般说电动机转子越细长，转动惯量越小，起、制动时间短。当生产机械所需额定转速一定的前提下，一般来讲若还需要传动机构减速，则电动机额定转速越高，传动结构速比越大，机构越复杂，而且传动损耗也越大。通常电动机额定转速不低于500r/min。因

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基于PLC的静态切割机控制系统设计 此正确选择电动机的额定转速需要根据具体生产机械的要求，综合考虑上面诸因素后才能决定。

根据主电路的要求和控制方式结合以上对电机的各项标准和参数的介绍可确定主电路所用的元件的型号和参数。带锯电机的是用来带动电锯并切割材料，所选的电机功率要大，转速要高。刀架电机用来控制刀片的上下移动，而刀片的移动并不能很快，所以所选的电机转速要稍微低，虽有蜗轮减速，带在经济角度考虑下，可以用转速小、功率低的电机以节约成本，两个磨刀电机的功率是不能太大，所以用小功率电机。台面电机控制材料的进给，定位须准确，采用直流电机。所以可以列出电机的型号参数如下。

表2.5 带锯电机型号参数 型号 额定电压 V 额定 功率 额定电流 转速 效率 功率因素 最大转矩 额定转矩 最小转矩 额定转矩 倍 1.4 堵转转矩 额定转矩 倍 2.2 堵转电流 额定电流 倍 7.5 kW 4 A 8.1 r/min 2890 % 85.0 cosΦ 0.88 倍 2.3 Y2-112M-2 380 表2.6 刀架电机型号参数

型号 额定电压 额定 功率 额定电流 转速 效率 功率因素 最大转矩 额定转矩 最小转矩 额定转矩 倍 1.2 堵转转矩 额定转矩 倍 1.8 堵转电流 额定电流 倍 5.0 V Y2-100L2-8 380 kW 1.1 A 3.4 r/min 700 % 73.0 cosΦ 0.69 倍 2.0

表2.7 磨刀电机型号参数 型号 额定电压 额定功率 额定电流 转速 效率 功率因素 最大转矩 额定转矩 堵转转矩 额定转矩 倍 3 堵转电流 额定电流 倍 6.5 V JY09B-2

220 kW 0.25 A 2.15 r/min 2800 % 77.0 cosΦ 0.64 倍 1.8

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