机电传动设计说明书.docx
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机电传动设计说明书
前言
对于我们这些机械设计制造及其自动化专业的学生,在大学这片蓝色的海洋之中,我们不仅要掌握与机械相关的知识同时也要掌握机电的知识为我们所用,更为以后的职业发展打下坚实的基础。
在实际生产过程中对电机的启动、停止、正反转等等有着严格的要求,所以对其进行研究也成了一项十分必要的任务。
本次课程设计正是训练我们这方面的能力。
如何选择不同的启动方法启动功率不同的电机,如何合理的安排各个电器元件之间的位置以保证施工的方便提高工作效率,如何在保证使用要求的情况之下选择成本较低的电器元件以降低花费,正是本次课程设计所要我们去解决的问题。
虽然本次课程设计时间紧任务重,对我们来说是一种很大的挑战。
但是它给予了我们一次全面运用自己所学知识解决实际生产问题的机会,给予了我们从工程环境、实现手段和操作方式的各个环节入手来设计控制系统,对于第一次接触这方面知识的人的确存在很大的难度。
不过我们总算是克服困难,迎头赶上,最终圆满完成任务。
设计永远没有最好只有更好,设计中存在的不足请老师批评指正!
桑俊飞
2013年1月7日
目录
第一章原理图设计
第一节电动机启动方法选择
第二节自耦变压器启动原理简述
第三节星-三角降压启动原理简述
第四节直接启动原理简述
柜体设计及柜体说明
第一节柜体设计
第二节柜体说明
第二章结束语
第一节结束语
附录A主电路电路图
附录B控制电路电路图
附录C元件清单
附录D安装平面图及柜体设计
第一章原理图设计
第一节电动机启动方法选择
本次课程设计我所设计的三台电机的功率分别是110KW、22KW和7.5KW。
通常来说是根据电机功率大小选择不同的启动方法。
通常电机功率在55KW以上采用自耦变压器降压启动,电机功率在11KW一下采用直接启动,而电机功率位于两者之间的采用星-三角降压启动。
故对于本次课程设计的三台电机分别采用自耦变压器降压启动(110KW),星-三角降压启动(22KW)及直接启动(7.5KW)。
第二节自耦变压器启动原理简述
自耦变压器二次绕组有多个抽头,能输出多种电源电压,启动时能产生多种转矩,一般比Y—Δ启动时的启动转矩大得多。
自耦变压器虽然价格较贵,而且不允许频繁启动,但仍是三相笼型异步电动机常用的一种降压启动装置。
图1为一种三相笼型异步电动机自耦变压器降压启动控制电路。
其工作过程是:
合上隔离开关QS,按下SB2,KM1线圈得电,自耦变压器作Y连接,同时KM2得电自保,电动机降压启动,KT线圈得电自保;当电机的转速接近正常工作转速时,到达KT的整定时间,KT的常闭延时触点先打开,KM1、KM2先后失电,自耦变压器T被切除,KT的常开延时触点后闭合,在KM1的常闭辅助触点复位的前提下,KM3得电自保,电机全压运转。
电路中KM1、KM3的常闭辅助触点的作用是:
防止KM1、KM2、KM3同时得电使自耦变压器T的绕组电流过大,从而导致其损坏。
第三节星-三角降压启动原理简述
图2三相异步电动机Y—Δ降压启动控制线路图
按下启动按钮SB2后,电源通过热继电器FR的动断接点、停止按钮SB1的动断接点、Δ形连接交流接触器KM2常闭辅助触头,接通时间继电器KT的线圈使其动作并延时开始。
此时时间继电器KT虽已动作,接点应断开,但其延时接点是瞬间闭合延时断开的(延时结束后断开),同时通过此KT延时接点去接通Y形连接的交流接触器KM3的线圈回路,则交流接触器KM3带电动作,其主触头去接通三相绕组,使电动机处于Y形连接的运行状态;KM3辅助常开触头闭合去接通主交流接触器KM1的线圈。
主交流接触器KM1带电启动后,其辅助触头进行自保持功能(自锁功能);而KM1的主触头闭合去接通三相交流电源,此时电动机启动过程开始。
c.当时间继电器KT延时断开接点(动断接点)KT的时间达到(或延时到)电动机启动过程结束时间后,时间继电器KT接点随即断开。
时间继电器KT接点断开后,则交流接触器KM3失电。
KM3主触头切断电动机绕组的Y形连接回路;同时接触器KM3的常闭辅助触头闭合,去接通Δ形连接交流接触器KM2的线圈电源。
当交流接触器KM2动作后,其主触头闭合,使电动机正常运行于Δ形连接状态;而KM2的常闭辅助触头断开使时间继电器KT线圈失电,并对交流接触器KM3联锁。
电动机处于正常运行状态。
启动过程结束后,电动机按Δ形连接正常运行。
第四节直接启动原理简述
图3三相异步电动机直接启动控制线路图
当按下启动按钮SB2后,电源U1相通过热继电器FR动断接点、停止按钮SB1的动断接点、启动按钮SB2动合接点及交流接触器KM的线圈接通电源V1相,使交流接触器线圈带电而动作,其主触头闭合使电动机转动。
同时,交流接触器KM的常开辅助触头短接了启动按钮SB2的动合接点,保持交流接触器线圈始终处于带电状态,这就是所谓的自锁(自保)。
与启动按钮SB2并联起自锁作用的常开辅助触头称为自锁触头(或自保触头)。
第2章柜体设计及柜体说明
第1节
柜体设计
第二节柜体说明
该设备共有3个控制回路,分别由110KW、22KW、7.5KW电动机所驱动
要求:
1.所有电器元件为正泰品牌。
所用电机均为380V,3相,50HZ。
喷塑喷漆;表面颜色为科技白,主电缆线必须压线鼻、沾锡锅,控制回路必须压线鼻,套打印线号。
2.控制要求:
A面板要求:
电源指示、控制电源开关、急停按钮、设备启停按钮。
B故障报警:
设备出现故障面板要有报警指示。
3.电控柜板厚:
A.2mm,门板大于1平方米内部应加筋板。
B.注意整个箱体防水性、防虫。
C.将控制面板直接安装在电柜上,并保证操控方便、安全;各个回路的接地线连接牢固可靠。
D.电控柜顶部装吊环,便于搬运安装。
4.控制面板保证操控方便、安全。
各个回路的接地线连接牢固可靠。
5.电控柜顶部装吊环,吊环固定于柜体的龙骨架上。
便于搬运安装。
第三章结束语
第一节结束语
本次课程设计时间较为紧张准备也不是很充分故在设计期间遇到很多问题一时无法提出较好的解决方案也未尝不是一种遗憾。
一直以来我所接触的电学只是用一堆电学符号所表示的图框而已,一直以来我也只是关心这些符号背后所蕴含的工作原理和其所组成的电路图所能完成的某项工作,我从未想过将这些符号转化为实物元件并将它们组合起来。
实际的工作往往要比原理的研究更为复杂些,在实际的工作中我们需要考虑这些元件的实际尺寸及其安装,在此次课程设计之前从未如此系统的接触过关于电学方面的从理论到实际全套的设计,故感到无从下手。
在元件的选择时,对于呈系列化的产品不知运用何种方法快速而准确的选出安全而花费最少的元件以保证使用和节约成本。
对于元件的安装和电柜的设计更是毫无头绪,所以对于电气设备的安装位置和电柜的外形及内部结构设计存在很多的不足需要在实际的工作工程中积累经验来弥补。
参考文献
[1]邓星钟,等.机电传动控制[M].4版.武汉:
华中科技大学出版社,2007
[2]张海根.机电传动控制[M].北京:
高等教育出版社,2001
[3]郝用兴,等.机电传动控制[M].武汉:
华中科技大学出版社,2009
[4]刘志刚.电力电子学[M].北京:
清欢大学出版社,2004
[5]黄家善.电力电子技术[M].北京:
机械工业出版,2007
[6]赵永成,等.机电传动控制[M].北京:
中国计量出版社,2003
[7]程宪平,等.机电传动控制[M].2版.武汉:
华中科技大学出版社,2003
[8]周宏普,等.机电传动控制[M].北京:
化学工业出版社,2008
[9]杨天明,等.电机与拖动[M].北京:
北京大学出版社,2009
[10]刘金琪.机床电器自动控制[M].哈尔滨:
哈尔滨工业出版社,2009
附录A
主电路电路图
附录B
控制电路电路图
附录C
元件清单
电机种类
自耦变压器启动电机
(110KW)
星-三角降压启动电机
(22KW)
直接启动电机
(7.5KW)
断路器
NM1-400H/33002
400A
NM1-100H/33002
80A
NM1-100H/33002
32A
接触器
2个NC2-400
1个NC2-265
10
3个NC2-115
AC220V
10
CJX2-32
AC-3
10
自耦减压变压器
QZB-J-190
370A
380V
时间继电器
JS14P-25
AC380V
50HZ
JSP14-99
AC380V
50HZ
电机综合保护护器
JD-5/400
AC380V
50HZ
JD-5/200
AC220V
50HZ
JD-5/80
AC220V
50HZ
热继电器
JR36-160
JR26-63
JR36-20
熔断器
RT28-63
RT28N-32/3P
中间继电器
JZC4-31
附录D
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