電氣工程設(shè)計報告

1、電氣工程設(shè)計 學(xué) 院：信息工程學(xué)院 班 級：電氣1204班 學(xué)生姓名： 小組成員 : 指導(dǎo)老師： 設(shè)計時間：2015年11月目錄一設(shè)計目的5二 .設(shè)計題目和要求51.題目：電機的手動與自動控制5三設(shè)計方案5四設(shè)計過程61.采用經(jīng)驗設(shè)計法61.1設(shè)計方法總要求61.1.1電氣控制原理應(yīng)滿足工藝的要求 61.1.2控制電路電源種類與電壓數(shù)值的要求61.1.3確保電氣控制電路工作的可靠性、安全性61.1.4應(yīng)具有必要的保護(hù)環(huán)節(jié)101.1.5操作、維修方便111.1.6控制電路力求簡單、經(jīng)濟(jì)112借鑒電路圖113. 選用電氣元件144.設(shè)計完成的電路圖205.接線柜實物圖21五 總結(jié)22六應(yīng)用文獻(xiàn)23

2、2一設(shè)計目的1、 掌握配電柜的接線原則。2、 熟悉各種電器元件的工作原理和使用方法。二 .設(shè)計題目和要求1.題目：電機的手動與自動控制2.要求：A.設(shè)計出4臺三相交流電動機的自動、手動繼電接觸控制系統(tǒng)并完成相應(yīng)的配電工作。B.手動要求每臺電機可單獨的進(jìn)行起動和停止操作； C.自動要求4臺三相交流電動機順序起動。具體可根據(jù)自己的設(shè)計進(jìn)行。三設(shè)計方案 開關(guān)一切換到自動位置，第一臺電機立刻啟動，間隔若干時間（如4秒），第二臺電機啟動，又隔一定時間第三臺電機起動。第三臺電機啟動后，隔一段時間，所有電機停轉(zhuǎn)。之后再進(jìn)行新一輪的順序起動。如此反復(fù)進(jìn)行。四設(shè)計過程1.采用經(jīng)驗設(shè)計法1.1設(shè)計方法總要求1.1

3、.1電氣控制原理應(yīng)滿足工藝的要求 在設(shè)計之前必須對生產(chǎn)機械的工作性能、結(jié)構(gòu)特點和實際加工情況有充分的了解，并在此基礎(chǔ)上來考慮控制方式，起動、反向、制動及調(diào)速的要求，設(shè)置各種聯(lián)鎖及保護(hù)裝置。1.1.2控制電路電源種類與電壓數(shù)值的要求對于比較簡單的控制電路，往往直接采用交流380V或220V電源，不用控制電源變壓器。對于比較復(fù)雜的控制電路，應(yīng)采用控制電源變壓器，將控制電壓降到110V或48V、24V。對于操作比較頻繁的直流電力傳動的控制電路，常用220V或110V直流電源供電。直流電磁鐵及電磁離合器的控制電路，常采用24V直流電源供電。1.1.3確保電氣控制電路工作的可靠性、安全性（1）電器元件的

4、工作要穩(wěn)定可靠，符合使用環(huán)境條件，并且動作時間的配合不致引起競爭。復(fù)雜控制電路中，在某一控制信號作用下，電路從一種穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種穩(wěn)定狀態(tài)，常有幾個電器元件的狀態(tài)同時變化，考慮到電器元件總有一定的動作時間，對時序電路來說，就會得到幾個不同的輸出狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱為電路的“競爭”。而對于開關(guān)電路，由于電器元件的釋放延時作用，也會出現(xiàn)開關(guān)元件不按要求的邏輯功能輸出的可能性，這種現(xiàn)象稱為“冒險”。“競爭”與“冒險”現(xiàn)象都將造成控制電路不能按照要求動作，當(dāng)電器元件的動作時間可能影響到控制電路的動作時，需要用能精確反映元件動作時間及其互相配合的方法（如時間圖法）來準(zhǔn)確分析動作時間，從而保證電路正常工作

5、。（2）電器元件的線圈和觸點的連接應(yīng)符合國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電器元件圖形符號應(yīng)符合GB4728中的規(guī)定，繪制時要合理安排版面。例如，主電路一般安排在左面或上面，控制電路或輔助電路排在右面或下面，元器件目錄表安排在標(biāo)題上方。在實際連接時，應(yīng)注意以下幾點：正確連接電器線圈。交流電壓線圈通常不能串聯(lián)使用，即使是兩個同型號電壓線圈也不能采用串聯(lián)后，接在兩倍線圈額定電壓的交流電源上，以免電壓分配不均引起工作不可靠。 在直流控制電路中，對于電感較大的電器線圈，如電磁閥、電磁鐵或直流電機勵磁線圈等，不宜與同電壓等級的接觸器或中間繼電器直接并聯(lián)使用。如圖，當(dāng)觸點KM斷開時，電磁鐵YA線圈兩端產(chǎn)生較大的感應(yīng)電動勢，

6、加在中間繼電器KA的線圈上，造成KA的誤動作。為此在YA線圈兩端并聯(lián)放電電阻R，并在KA支路串入KM常開觸點，如圖b）就能可靠工作。合理安排電器元件和觸點的位置。對于某些回路，電器元件或觸點位置互換時，并不影響其工作原理，但在實際運行中，影響電路安全并關(guān)系到導(dǎo)線長短，如圖a）接法既不安全又浪費導(dǎo)線。圖b）所示的接法較為合理。防止出現(xiàn)寄生電路。寄生電路是指在控制電路的動作過程中，意外出現(xiàn)不是由于誤操作而產(chǎn)生的接通電路。圖是一個具有指示燈和過載保護(hù)的電動機正反轉(zhuǎn)控制電路。正常工作時，能完成正反向起動、停止與信號指示。但當(dāng)FR動作斷開后，電路出現(xiàn)了如圖中虛線所示的寄生電路，使接觸器KM1不能可靠釋放

7、而得不到過載保護(hù)。如果將FR觸點位置移到SB1上端就可避免產(chǎn)生寄生電路。盡量減少連接導(dǎo)線的數(shù)量，縮短連接導(dǎo)線的長度?？刂齐娐饭ぷ鲿r，應(yīng)盡量減少通電電器的數(shù)量，以降低故障的可能性并節(jié)約電能。在電路中采用小容量的繼電器觸點來斷開或接通大容量接觸器線圈時，要分析觸點容量的大小，若不夠時，必須加大繼電器容量或增加中間繼電器，否則工作不可靠。1.1.4應(yīng)具有必要的保護(hù)環(huán)節(jié) 控制電路在事故情況下，應(yīng)能保證操作人員、電氣設(shè)備、生產(chǎn)機械的安全，并能有效地制止事故的擴(kuò)大。為此，在控制電路中應(yīng)采取一定的保護(hù)措施，必要時還可設(shè)置相應(yīng)的指示信號。1.1.5操作、維修方便 控制電路應(yīng)從操作與維修人員的工作出發(fā)，力求操作

8、簡單、維修方便 1.1.6控制電路力求簡單、經(jīng)濟(jì) 在滿足工藝要求的前提下，控制電路應(yīng)力求簡單、經(jīng)濟(jì)。盡量選用標(biāo)準(zhǔn)電氣控制環(huán)節(jié)和電路，縮減電器的數(shù)量，采用標(biāo)準(zhǔn)件和盡可能選用相同型號的電器。2借鑒電路圖3. 選用電氣元件萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)、中間繼電器、時間繼電器、交流接觸器、空氣開關(guān)、熔斷器等。繼電器 1.繼電器線圈在電路中用一個長方框符號表示，如果繼電器有兩個線圈，就畫兩個并列的長方框。同時在長方框內(nèi)或長方框旁標(biāo)上繼電器的文字符號“J”。繼電器的觸點有兩種表示方法：一種是把它們直接畫在長方框一側(cè)，這種表示法較為直觀。另一種是按照電路連接的需要，把各個觸點分別畫到各自的控制電路中，通常在同一繼電器的觸點

9、與線圈旁分別標(biāo)注上相同的文字符號，并將觸點組編上號碼，以示區(qū)別。繼電器的觸點有三種基本形式： 、動合型（常開）（H型）線圈不通電時兩觸點是斷開的，通電后，兩個觸點就閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。 、動斷型（常閉）（D型）線圈不通電時兩觸點是閉合的，通電后兩個觸點就斷開。用斷字的拼音字頭“D”表示。 、轉(zhuǎn)換型（Z型）這是觸點組型。這種觸點組共有三個觸點，即中間是動觸點，上下各一個靜觸點。線圈不通電時，動觸點和其中一個靜觸點斷開和另一個閉合，線圈通電后，動觸點就移動，使原來斷開的成閉合，原來閉合的成斷開狀態(tài)，達(dá)到轉(zhuǎn)換的目的。這樣的觸點組稱為轉(zhuǎn)換觸點。用“轉(zhuǎn)”字的拼音字頭“z”表示。電磁繼電器一

10、般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片組成的。 電磁繼電器工作原理圖只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路高壓工作電路。

11、接觸器接觸器的工作原理是：當(dāng)接觸器線圈通電后，線圈電流會產(chǎn)生磁場， 產(chǎn)生的磁場使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引動鐵心，并帶動交流接觸器點動作，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，兩者是聯(lián)動的。當(dāng)線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸點復(fù)原，常開觸點斷開，常閉觸點閉合。接觸器與繼電器的區(qū)別接觸器原理與電壓繼電器相同，只是接觸器控制的負(fù)載功率較大，故體積也較大。 交流接觸器廣泛用作電力的開斷和控制電路。 繼電器是一種小信號控制電器，它用于電機保護(hù)或各種生產(chǎn)機械自動控制。時間繼電器 當(dāng)加入(或去掉)輸入的動作信號后，其輸出電路需經(jīng)過規(guī)定的準(zhǔn)確時間才產(chǎn)生跳躍式變化(或觸頭動作)的一種繼電器。萬能轉(zhuǎn)

12、換開關(guān)是用手柄帶動轉(zhuǎn)軸和凸輪推動出頭接通或斷開。由于凸輪的形狀不同，當(dāng)手柄處在不同位置時，觸頭的粉和情況不同，從而達(dá)到轉(zhuǎn)換電路的目的。 常用產(chǎn)品有LW5和LW6系列。LW5系列可控制5.5kW及以下的小容量電動機；LW6系列只能控制2.2kW及以下的小容量電動機。用于可逆運行控制時，只有在電動機停車后才允許反向起動。LW5系列萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)按手柄的操作方式可分為自復(fù)式和自定位式兩種。所謂自復(fù)式是指用手撥動手柄于某一檔位時，手松開后，手柄自動返回原位；定位式則是指手柄被置于某檔位時，不能自動返回原位而停在該檔位。 某LW5萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的使用說明萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的手柄操作位置是以角度表示的。不同型號的萬

13、能轉(zhuǎn)換開關(guān)的手柄有不同萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的觸點，電路圖中的圖形符號如圖2所示。但由于其觸點的分合狀態(tài)與操作手柄的位置有關(guān)，所以，除在電路圖中畫出觸點圖形符號外，還應(yīng)畫出操作手柄與觸點分合狀態(tài)的關(guān)系。圖中當(dāng)萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)打向左45時，觸點1-2、3-4、5-6閉合，觸點7-8打開；打向0時，只有觸點5-6閉合，右45時，觸點7-8閉合，其余打開。 注意：不同的萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)，旋轉(zhuǎn)一定的角度后，接通的觸點組合有所不同，可根據(jù)自己的要求選擇合適的型號，本次課程設(shè)計選型一定，在連線時可根據(jù)其接通觸點組合適當(dāng)調(diào)整設(shè)計方案。1、 控制面盤的設(shè)計如下圖：上圖為電控柜的控制面板，其中三相線電壓切換開關(guān)和自動手動切換開關(guān)

14、為萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)。4.設(shè)計完成的電路圖5.接線柜實物圖5 總結(jié) 通過這次課程設(shè)計，讓我更加深刻了解課本知識，和以往對知識的疏忽得以補充，為我以后工作打下了嚴(yán)實的基礎(chǔ)。 雖然這次課程是那么短暫的一周時間，我感覺到這些天我的所學(xué)勝過我這一學(xué)期所學(xué)，這次任務(wù)原則上是設(shè)計，其實就是一次大的作業(yè)，是讓我對課本知識的鞏固和對基本公式的熟悉和應(yīng)用，課程設(shè)計是培訓(xùn)學(xué)生運用本專業(yè)所學(xué)的理論知識和專業(yè)知識來分析解決實際問題的重要教學(xué)環(huán)節(jié)，是對三年所學(xué)知識的復(fù)習(xí)和鞏固。同樣，也促使了同學(xué)們的相互探討，相互學(xué)習(xí)。因此，我們必須認(rèn)真、謹(jǐn)慎、踏實、一步一步的完成設(shè)計。如果時間可以重來，我可能會認(rèn)真的去學(xué)習(xí)和研究，也可能會自己獨立的完成一個項目，我相信無論是誰看到自己做出的成果時心里一定會很興奮。此次設(shè)計讓我明白了一個很深刻的道理：團(tuán)隊精神固然很重要，但人往往還是要靠自己的努力，自己親身去經(jīng)歷，這樣自己的心里才會踏實，學(xué)到的東西才會更多。 課程設(shè)計是一個重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計使我們了解到一些實際與理論之間的差異。通過課程設(shè)計不僅可以鞏固專業(yè)知識，為以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)，而其還可以培養(yǎng)和熟練使用資料，運用工具書的能力，把我們所學(xué)的課本知識與實踐結(jié)合起來，起到溫故而知新的作用。課程設(shè)計誠然是一門專業(yè)課，給我很多專業(yè)知識以及專業(yè)技能上的提升，同時又是一門講道課，一門設(shè)計課，給了我許多道，給了我很多思，