机电传动课程设计书.docx

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机电传动课程设计书

前言

机电传动及其控制系统总是随着社会生产的发展而发展的，伴随着科学技术的不断进步，生产工艺的不断改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌。

但是目前，由于继电器—接触器控制的易用性、有效性及其价格优势，继电器-接触器控制仍然是最基本的电气控制形式之一。

机电传动控制课程设计是训练我们对电机的启动、停止、正反转控制电路的设计能力，以及实际的接线能力。

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从而提高工作效率，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，正是本次课程设计我们所需要去解决的问题。

课程设计以培养工程应用能力为主，理论联系实际，学会运用所学理论知识解决生活中所遇到的实际问题，培养独立思考的能力，为将来的学习与工作打下良好的基础。

目录

一、原理图设计

1.1电动机启动方法的选择3

1.2自耦变压器启动原理简述3

1.3星-三角降压启动原理简述5

1.4直接启动原理简述7

二、柜体设计及其说明

2.1柜体设计8

2.2柜体说明9

三、结束语10

参考文献11

附录1主电路电路图

附录2控制电路电路图

附录3元件清单

附录4安装平面图及柜体设计

一、原理图设计

1.1电动机启动方法的选择

本次课程设计我所要设计的三台电机的功率分别是132KW、22KW和1.5KW。

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以下采用直接启动，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（132KW），星-三角降压启动（22KW）及直接启动（1.5KW）。

1.2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。

图1

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。

1.3星-三角降压启动原理简述

图2

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。

1.4直接启动原理简述

图3

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）。

二、柜体设计及柜体说明

2.1柜体设计

柜体的三维视图

2.2柜体说明

该设备共有3个控制回路，分别是：

132KW、22KW、1.5KW电动机。

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。

三、结束语

任何生产机械电气控制系统的设计，都包括两个基本方面：

一个是满足生产机械和工艺的各种控制要求，另一个是满足电气控制系统本身的制造、使用以及维修的需要。

因此，电气控制系统设计包括原理设计和工艺设计两个方面。

前者决定一台设备使用效能和自动化程度，即决定着生产机械设备的先进性、合理性，而后者决定着电气控制设备生产可行性、经济性、外观和维修等方面的性能。

我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计。

讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。

多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。

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。

总之在本次设计中学习到了很多，将理论和实际很好的结合在了一起。

但由于水平有限，所以难免有不足之处。

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：

清华大学出版社，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1主电路电路图

附录2控制电路电路图

附录3元件清单

元

件

名

元件型号

电机种类

自耦变压器启动电机

（132KW）

星-三角降压启动电机

（22KW）

直接启动电机

（1.5KW）

断路器

NM1-400SP/33002

315AAC400V1台

NM1-63SP/33002

50AAC400V1台

DZ47-602PD10

1台

接触器

NC2-330AC380V50HZ2付

NC2-265AC380V50

HZ1付

NC2-115

AC380V50HZ3付

CJX2-1810AC380V50HZ1付

自耦减压变压器

QZB-J-190

370A

AC380V

时间继电器

JS14P-25

AC380V

50HZ

JS14P-99

AC380V

50HZ

电机综合保护护器

JD-5/400

AC380V

50HZ

热继电器

NR2-630250-400A1台

JR26-634063A1台

JR36-203.25.0A1台

熔断器

RT16-3/450A

RT28-63/50A

RT28N-32/3P

附录4安装平面图及柜体设计