水冷系統(tǒng)自動(dòng)投切控制

1、課題E 水冷系統(tǒng)自動(dòng)投切控制一、課程設(shè)計(jì)目的： 通過(guò)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，掌握電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、電器元件和電氣控制線(xiàn)路的安裝過(guò)程、設(shè)計(jì)資料整理和電氣繪圖。在此過(guò)程中培養(yǎng)從事設(shè)計(jì)工作的整體觀(guān)念，通過(guò)較為完整的工程實(shí)踐基本訓(xùn)練，為綜合素質(zhì)全面提高及增強(qiáng)工作適應(yīng)能力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、課題背景：1、水冷系統(tǒng)冷水機(jī)又稱(chēng)冷凍機(jī)、制冷機(jī)、冰水機(jī)、凍水機(jī)、冷卻機(jī)等。其性質(zhì)原理是一個(gè)多功能的機(jī)器，除去了液體蒸氣通過(guò)壓縮或熱吸收式制冷循環(huán)。蒸汽壓縮冷水機(jī)組包括四個(gè)主要組成部分的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)壓縮機(jī)，蒸發(fā)器，冷凝器，部分計(jì)量裝置的形式從而實(shí)現(xiàn)了不同的制冷劑。吸收式冷水機(jī)利用水作為制冷劑，并依靠之間的水和溴

2、化鋰溶液，以達(dá)到制冷效果很強(qiáng)的目的。2、水冷系統(tǒng)的自動(dòng)投切控制水冷系統(tǒng)用于大功率元器件如晶閘管的散熱，其工作的可靠性非常重要。一旦出現(xiàn)故障停止運(yùn)行，需散熱的大功率元器件將很快燒毀，對(duì)生產(chǎn)影響極大，一般采用兩面三刀臺(tái)水泵一臺(tái)運(yùn)行，另一臺(tái)備用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)投切，工作過(guò)程如下：起動(dòng)一臺(tái)水泵電機(jī)，該水泵運(yùn)行信號(hào)指示燈亮，另一臺(tái)水泵備用信號(hào)指示燈亮，表示可以隨時(shí)投入運(yùn)行，當(dāng)正在運(yùn)轉(zhuǎn)的水泵電機(jī)因過(guò)載、缺相、短路等原因停止運(yùn)行時(shí)，備用水泵電機(jī)立即起動(dòng)，自動(dòng)投入運(yùn)行（即自動(dòng)投切）。3、水冷系統(tǒng)自動(dòng)投切控制研究的意義。在通風(fēng)、吸塵、水泵、油泵、氣泵等設(shè)備中，一旦電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障停止運(yùn)轉(zhuǎn)，就會(huì)影響到生產(chǎn)、生活秩序的正常

3、進(jìn)行，因此，對(duì)這些設(shè)備采取備用電動(dòng)機(jī)自動(dòng)投入運(yùn)行是十分必要的。通過(guò)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)踐，掌握電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法、電器元件和電氣控制線(xiàn)路的安裝過(guò)程、設(shè)計(jì)資料整理和電氣繪圖軟件的使用方法。在此過(guò)程中培養(yǎng)從事設(shè)計(jì)工作的整體觀(guān)念，通過(guò)較為完整的工程實(shí)踐基本訓(xùn)練，為綜合素質(zhì)全面提高及增強(qiáng)工作適應(yīng)能力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三、設(shè)備工藝要求1、兩臺(tái)水泵電機(jī)型號(hào)為Y132S2-2，額定功率為7.5kW。2、兩臺(tái)電機(jī)均為全壓起動(dòng)，單方向旋轉(zhuǎn)。3、一臺(tái)電機(jī)因過(guò)載、缺相、短路等原因停轉(zhuǎn)時(shí)，另一臺(tái)電機(jī)立即投入運(yùn)行，兩臺(tái)電機(jī)任意互相備用。4、運(yùn)行的電機(jī)有運(yùn)行指示燈顯示，備用的電機(jī)有備用指示燈顯示，有電源電壓、電流指示。

4、5、有總?？刂坪捅匾亩搪?、過(guò)載保護(hù)。四、設(shè)計(jì)思路及工作原理1、基本設(shè)計(jì)思路水冷系統(tǒng)的自動(dòng)投切控制過(guò)程中有兩臺(tái)水泵電動(dòng)機(jī)，一臺(tái)為主電動(dòng)機(jī)，另一臺(tái)為備用電動(dòng)機(jī)。起動(dòng)一臺(tái)水泵電機(jī)，該水泵運(yùn)行信號(hào)指示燈亮，另一臺(tái)水泵備用信號(hào)指示燈亮，表示可以隨時(shí)投入運(yùn)行，當(dāng)正在運(yùn)轉(zhuǎn)的水泵電機(jī)因過(guò)載、缺相、短路等原因停止運(yùn)行時(shí)，備用水泵電機(jī)立即起動(dòng)，自動(dòng)投入運(yùn)行（即自動(dòng)投切）。通過(guò)利用繼電器觸點(diǎn)的自鎖、互鎖等方法實(shí)現(xiàn)水冷系統(tǒng)的自動(dòng)投切。電氣原理圖，如下。2、工作原理1、當(dāng)M1作為主電機(jī)，M2作為備用電機(jī)。把QF1，QF2，QF3合上，電路得電，準(zhǔn)備進(jìn)行起動(dòng)。先按住SB2，再按下SA1，松開(kāi)SB2后按下SA2。正常工作

5、情況下：按住開(kāi)關(guān)SB2，再按SA1，松開(kāi)SB2后按SA2。線(xiàn)圈KM1得電，KM1的主觸點(diǎn)閉合，主電動(dòng)機(jī)M1通電啟動(dòng)，KM1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，KM1自鎖，主電動(dòng)機(jī)M1持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。HL1、HL2同時(shí)亮。同時(shí)，由于控制電路中含有電氣互鎖和機(jī)械互鎖，在按下SB2時(shí)，由于機(jī)械互鎖的作用，SB2按鈕的常閉按鈕斷開(kāi)，切斷KM2線(xiàn)圈支路，在KM1線(xiàn)圈的通電時(shí)，KM1的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，也切斷了KM2線(xiàn)圈支路。在不正常情況下：由于處在不正常情況下，需要自動(dòng)投切，當(dāng)M1在非正常情況下停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使得KM1主觸點(diǎn)失電斷開(kāi)，KM1線(xiàn)圈失電，KM1常閉觸點(diǎn)重新閉合，KM1常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM2線(xiàn)圈得電，KM2主觸點(diǎn)閉合，常開(kāi)觸點(diǎn)閉

6、合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，HL1滅，HL2繼續(xù)亮，備用電動(dòng)機(jī)M2開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，。同理，由于控制電路中含有電氣互鎖和機(jī)械互鎖，使得KM1線(xiàn)圈支路處于斷電狀態(tài)。2、當(dāng)M2作為主電機(jī)，M1作為備用電機(jī)。把QF1，QF2，QF3合上，電路得電，準(zhǔn)備進(jìn)行工作。先按住SB3，再按下SA2，松開(kāi)SB3后，再按下SA1。正常工作情況下：按住開(kāi)關(guān)SB3，再按SA2，松開(kāi)SB3后按SA1。線(xiàn)圈KM2得電，KM2的主觸點(diǎn)閉合，主電動(dòng)機(jī)M2通電啟動(dòng)，KM2的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，KM2自鎖，主電動(dòng)機(jī)M2持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。HL3、HL4同時(shí)亮。同時(shí)，由于控制電路中含有電氣互鎖和機(jī)械互鎖，在按下SB3時(shí)，由于機(jī)械互鎖的作用，SB3按鈕的常閉按鈕斷開(kāi)

7、，切斷KM1線(xiàn)圈支路，在KM2線(xiàn)圈的通電時(shí)，KM2的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，也切斷了KM1線(xiàn)圈支路。在不正常情況下：由于處在不正常情況下，需要自動(dòng)投切，當(dāng)M2在非正常情況下停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使得KM2主觸點(diǎn)失電斷開(kāi)，KM2線(xiàn)圈失電，KM2常閉觸點(diǎn)重新閉合，KM2常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，KM1線(xiàn)圈得電，KM1主觸點(diǎn)閉合，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，HL3滅，HL4繼續(xù)亮，備用電動(dòng)機(jī)M1開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，。同理，由于控制電路中含有電氣互鎖和機(jī)械互鎖，使得KM2線(xiàn)圈支路處于斷電狀態(tài)。按下SB1電動(dòng)機(jī)停止。3、指示燈運(yùn)行主電機(jī)有運(yùn)行指示燈，備用電機(jī)有備用指示燈。當(dāng)M1為主電機(jī)，M2為備用電機(jī)時(shí)，HL1為主電機(jī)運(yùn)行指示燈，HL2為備用電機(jī)

8、的指示燈。當(dāng)M2為主電機(jī)M1為備用電機(jī)時(shí)，HL3為主電機(jī)運(yùn)行指示燈，HL4為備用電機(jī)的指示燈。4、保護(hù)環(huán)節(jié)熔斷器FU1、FU2、FU3和熱繼電器FR1、FR2對(duì)主控制電路的電機(jī)進(jìn)行短路和過(guò)載保護(hù)保護(hù)，還可對(duì)電路進(jìn)行欠壓保護(hù)和缺相等保護(hù)。FU4、FU5保護(hù)變壓器。控制回路和指示燈回路使用熔斷器FU6、FU7進(jìn)行保護(hù)。為提高安全性,控制回路與主回路用變壓器隔離,變壓器二次側(cè)為控制回路提供110V和12V的交流電源。五、元器件的選擇1、電動(dòng)機(jī)的選擇為了合理選擇電動(dòng)機(jī)的種類(lèi)，應(yīng)同時(shí)兩個(gè)方面的問(wèn)題：一是電動(dòng)機(jī)的性能，例如機(jī)械特性，起動(dòng)性能和調(diào)速性能等；二是要知道生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，要使所選電動(dòng)機(jī)的性能滿(mǎn)足生

9、產(chǎn)機(jī)械的工藝要求。1）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性，是指電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)矩T的關(guān)系，即n=f（T），其中，轉(zhuǎn)矩T是指電磁轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性決定其穩(wěn)定運(yùn)行、起動(dòng)、制動(dòng)和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的工作情況。2）電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能，主要是指起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小。一些起動(dòng)轉(zhuǎn)矩不高的，例如機(jī)床、小容量水泵、通風(fēng)機(jī)等，可以選用普通三相籠型異步電動(dòng)機(jī)；但起動(dòng)和制動(dòng)頻繁而且起動(dòng)和制動(dòng)要求比較大的生產(chǎn)機(jī)械，就要選用三相繞線(xiàn)轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)，例如起重機(jī)、礦井提升機(jī)、大容量水泵、壓縮機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、紡織機(jī)等。3）調(diào)速性能包括調(diào)速范圍、調(diào)速的平滑性、調(diào)速系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)型各方面，調(diào)速性能要求不高的各種機(jī)床、通風(fēng)機(jī)、船用錨機(jī)、船用起貨機(jī)等多選用普通三相籠型

10、一步電動(dòng)機(jī)。 機(jī)為兩臺(tái)水泵電機(jī)型號(hào)為Y132S2-2，額定功率為7.5kW。三相異步電動(dòng)機(jī)是一般用途低壓三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)具有高效、節(jié)能、性能好、振動(dòng)小、噪聲低、壽命長(zhǎng)、可靠性高、維護(hù)方便、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點(diǎn)。安裝尺寸和功率等級(jí)完全符合IEC標(biāo)準(zhǔn)。采用B級(jí)絕緣、外殼防護(hù)等級(jí)為IP44，冷卻方式IC411。額定電壓為380V，額定頻率為50Hz,3kW及以下為“Y”接法，4kW及以上為“”接法。應(yīng)用于一般無(wú)特殊要求的機(jī)械設(shè)備、如農(nóng)業(yè)機(jī)械、食品機(jī)械、風(fēng)機(jī)、水泵、機(jī)床、拌攪機(jī)、空氣壓縮機(jī)等。具體的數(shù)據(jù)如下：型號(hào)：Y132S2-2功率:7.5 KW 規(guī)格：全銅/國(guó)標(biāo)電流：15A 功率因素：0.88co

11、s效率：86.2% 級(jí)數(shù)：2極轉(zhuǎn)速：2900轉(zhuǎn) 電壓：380V能效等級(jí)：3極 防護(hù)等級(jí)：IP44絕緣：B極 工作制：S1.2、電源開(kāi)關(guān)低壓斷路器QF1、QF2、QF3又稱(chēng)為自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)，除了斷開(kāi)電路的作用外，還具有電流過(guò)載、欠壓、短路保護(hù)的作用。斷路器類(lèi)型有：框架式、塑料外殼式、限流式、手動(dòng)操作式、電動(dòng)操作式。選擇依據(jù)是：極數(shù)、額定電流、電壓類(lèi)型、電壓等級(jí)、分?jǐn)嗄芰Α?dòng)作頻繁程度等。.DZ系列塑料外殼式斷路器，其額定絕緣電壓為交流500V，頻率為50Hz或60Hz，額定工作電壓為交流380V及以下或直流額定電壓220V及以下，其額定電流至1250A。一般作為配電用，額定電流為200A及以下。根

12、據(jù)脫扣器的額定電流等，通過(guò)認(rèn)真選取，最終選擇了型號(hào)為DZ20G-100P/3的低壓斷路器作為QF1，選取型號(hào)DZ10-100，脫扣器電流等級(jí)為30A的兩臺(tái)斷路器作為QF2、QF3。還有手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)SA1、SA2選擇NH9-32按鈕SB1、SB2、SB3為按鈕，選擇XB4。SB1選用紅色，SB2、SB3選用綠色。3、熔斷器FU1使用RT14-63，F(xiàn)U2、FU3、FU4、FU5、FU8使用RT14-32，F(xiàn)U6、FU7、使用RT14-204、接觸器 KM1、KM2 使用CJ20J-16 交流消聲節(jié)電型5、熱繼電器FR1、FR2使用TeSys施耐德熱繼電器LR2D1304C 6、指示燈選擇使用天水

13、二一三XDJ3-22信號(hào)燈，選取綠黃顏色各兩只，工作電壓24V7、變壓器選擇JBK1-100，初級(jí)電壓為380V次級(jí)電壓（控制）為110V次級(jí)電壓（照明）為24V8、電壓表、電流表選擇選擇交流電壓表：量程為5600V，備注：直接接通，1T1、1C2、1D1型電表尺寸：160160mm2選擇交流電流表：電流測(cè)量?jī)x表42L6測(cè)量范圍:0-100（A），準(zhǔn)確度:1.5元件清單序號(hào)符號(hào)電氣設(shè)備名稱(chēng)型號(hào)及規(guī)格數(shù)量1M三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)Y 132S2-2 7.5 KW 380V 2900r/min22QF1低壓熔斷器DZ20G-100P/3 脫扣器電流100A13QF2低壓熔斷器DZ10-100 脫扣器電

14、流30A24SA手動(dòng)開(kāi)關(guān)NH9-3225SB按鈕開(kāi)關(guān)XB4 紅綠36FU熔斷器1RT14-63 5RT14-32 2RT14-2087KM接觸器CJ20J-1628FR熱繼電器LR2D1304C39HL指示燈XDJ3-22 黃綠410TC變壓器BK1-100111A電流表42L6112V電壓表1T1、1C2、1D1型1六、電器元件布置圖主配電盤(pán)的電器元件布置圖控制面板的電器元件布置圖七、電氣安裝接線(xiàn)圖主配電盤(pán)的電氣安裝接線(xiàn)圖控制面板的電氣安裝接線(xiàn)圖八、操作說(shuō)明1、當(dāng)M1作為主電機(jī)，M2作為備用電機(jī)。把QF1，QF2，QF3合上，電路得電，準(zhǔn)備進(jìn)行起動(dòng)。先按住SB2，再按下SA1，松開(kāi)SB2后按

15、下SA2。2、當(dāng)M2作為主電機(jī)，M1作為備用電機(jī)。把QF1，QF2，QF3合上，電路得電，準(zhǔn)備進(jìn)行工作。先按住SB3，再按下SA2，松開(kāi)SB3后，再按下SA1。3、按下SB1電機(jī)停止，系統(tǒng)停止。九、心得體會(huì)通過(guò)這次實(shí)訓(xùn)，我重新回顧了這學(xué)期學(xué)的工廠(chǎng)電氣控制設(shè)備這本書(shū)，對(duì)書(shū)中所提到的自鎖互鎖等基本線(xiàn)路有了更深刻的認(rèn)識(shí)。對(duì)一般的電氣設(shè)計(jì)工藝有了更好的了解，基本掌握了設(shè)計(jì)工藝的工程，另外，通過(guò)，一下午的配電盤(pán)接線(xiàn)，熟悉了繼電器接線(xiàn)的原則以及應(yīng)該注意的問(wèn)題，對(duì)自己的電工技能有了相當(dāng)大提高。在設(shè)計(jì)電氣原理圖過(guò)程中，遇到了不少問(wèn)題，例如，對(duì)自鎖互鎖配合使用還不是太熟悉，以及對(duì)繪圖工具的應(yīng)用掌握了Microsoft visio的使用方法。通過(guò)指導(dǎo)老師