電泵的間歇控制電路

課程設(shè)計(jì)課程名稱：現(xiàn)代電氣控制技術(shù)設(shè)計(jì)題目：電泵的間歇控制電路學(xué)院：電力學(xué)院專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化班級(jí)：電氣本科1203班姓名：學(xué)號(hào)：成績(jī)：指導(dǎo)教師：日期：目錄前言 31、方案的選擇 41.1電力拖動(dòng)方案的確定 41.2電氣控制方案的確定 42、電動(dòng)機(jī)的選擇 43、電氣控制設(shè)計(jì)的基本原則 54、電氣原理圖及其工作原理 54.1電氣原理圖的設(shè)計(jì) 54.2工作原理 65、電氣元件的選擇 75.1按鈕 75.2斷路器 75.3轉(zhuǎn)換開關(guān) 85.4電源開關(guān)聯(lián)鎖機(jī)構(gòu) 85.5熱繼電器 85.6中間繼電器 95.7時(shí)間繼電器 96、元件明細(xì)表 97、設(shè)計(jì)總結(jié) 10前言電氣控制技術(shù)是高等學(xué)校工程類專業(yè)的一門重要專業(yè)課，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)等多門技術(shù)。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電氣控制的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，已發(fā)展到了一定的程度，在工業(yè)生產(chǎn)過程和科學(xué)研究等領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和交通運(yùn)輸?shù)炔块T中，都廣泛使用各種生產(chǎn)機(jī)械，它們一般采用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，而電動(dòng)機(jī)是通過各種控制方式來進(jìn)行控制的，最常見的傳統(tǒng)控制是繼電器—接觸器控制方式。該控制方式由各種有觸點(diǎn)的繼電器、接觸器、按鈕、行程開關(guān)等組成控制電路，來實(shí)現(xiàn)對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的起動(dòng)、制動(dòng)、反向以及調(diào)速等控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力拖動(dòng)系統(tǒng)的保護(hù)及生產(chǎn)加工自動(dòng)化。但是，不同的生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)過程，對(duì)控制電路的要求也不一樣，然而不管多復(fù)雜的控制電路都是由一些基本的控制環(huán)節(jié)組合而成的。電氣控制系統(tǒng)是生產(chǎn)機(jī)械的重要組成部分，了解電氣控制系統(tǒng)將對(duì)生產(chǎn)機(jī)械正確的安裝、使用和維護(hù)起到重要的作用。本次設(shè)計(jì)通過對(duì)電動(dòng)機(jī)間歇控制線路的設(shè)計(jì)，培養(yǎng)閱讀電氣原理圖的能力，并通過讀圖分析生產(chǎn)機(jī)械的工作原理，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電氣控制電路的設(shè)計(jì)、調(diào)試、維護(hù)等內(nèi)容奠定基礎(chǔ)。1、方案的選擇1.1電力拖動(dòng)方案的確定以電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的拖動(dòng)方式叫做電力拖動(dòng)，也稱為電氣傳動(dòng)。電力拖動(dòng)方案是指根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的結(jié)構(gòu)、負(fù)載特性、工藝要求、工程技術(shù)條件等具體情況來確定電動(dòng)機(jī)的數(shù)量、類型、拖動(dòng)方式，擬定電動(dòng)機(jī)的控制要求，作為電氣原理圖設(shè)計(jì)和元件選擇的基礎(chǔ)和先決條件。電力拖動(dòng)系統(tǒng)一般由電動(dòng)機(jī)、電源裝置和控制裝置組成。1.2電氣控制方案的確定控制方式主要有時(shí)間控制、速度控制、電流控制及行程控制等。時(shí)間控制方式：利用時(shí)間繼電器或可編程序控制器的定時(shí)器將感測(cè)系統(tǒng)接收到的輸入信號(hào)經(jīng)過一段時(shí)間延時(shí)后再發(fā)出輸出信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)電路的切換。速度控制方式：利用速度繼電器或測(cè)速發(fā)電機(jī)，直接或間接地檢測(cè)某機(jī)械部件的運(yùn)動(dòng)速度，按照速度原則實(shí)現(xiàn)電路的控制。電流控制方式：借助于電流繼電器，其動(dòng)作反應(yīng)了某一電路中電流的變化，從而實(shí)現(xiàn)按電流原則的控制。行程控制方式：利用生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件與事先安排好位置的行程開關(guān)或接近開關(guān)進(jìn)行配合，達(dá)到位置控制的作用。2、電動(dòng)機(jī)的選擇在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí)，首先應(yīng)選擇合適的功率；其次，應(yīng)綜合考慮電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、電壓、結(jié)構(gòu)形式等。選擇電動(dòng)機(jī)的基本原則如下：（1）電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性應(yīng)滿足生產(chǎn)機(jī)械提出的要求，要與被拖動(dòng)負(fù)載特性相適應(yīng)，以保證運(yùn)行穩(wěn)定，并具有良好的起動(dòng)、制動(dòng)性能，有調(diào)速要求時(shí)應(yīng)合理選擇調(diào)速方案。（2）電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)能滿足機(jī)械設(shè)計(jì)提出的安裝要求，選擇適當(dāng)?shù)氖褂妙悇e和工作制，并能適應(yīng)周圍的環(huán)境工作條件。（3）工作過程中電動(dòng)機(jī)容量應(yīng)得到充分利用，其溫升盡可能達(dá)到或接近額定溫升值。（4）電動(dòng)機(jī)的電壓選擇應(yīng)根據(jù)使用地點(diǎn)的電源電壓來決定，額定功率根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的功率負(fù)載和轉(zhuǎn)矩負(fù)載來選擇。（5）在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，應(yīng)優(yōu)先采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、維護(hù)方便的籠型三相交流異步電動(dòng)機(jī)。電氣控制設(shè)計(jì)的基本原則1.最大限度的滿足生產(chǎn)機(jī)械和工藝對(duì)電氣控制電路的要求。2.在滿足控制要求的前提下，控制電路應(yīng)力求簡(jiǎn)單、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、可靠，為此應(yīng)從以下方面著手考慮。3．保證控制電路工作的可靠和安全。4、電氣原理圖及其工作原理4.1電氣原理圖的設(shè)計(jì)如圖所示，設(shè)計(jì)一臺(tái)電泵的間歇控制線路。電泵經(jīng)規(guī)定時(shí)間啟動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間限定的時(shí)間后停止，又經(jīng)規(guī)定的時(shí)間再啟動(dòng)，如此周而復(fù)始的工作，可隨時(shí)停車以便于檢修4.2工作原理如圖所示，工作時(shí)合上控制開關(guān)SA，此時(shí)交流接觸器KM，時(shí)間繼電器KT1線圈得電吸合工作，KM三相主觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)得電運(yùn)轉(zhuǎn)工作。經(jīng)一段延時(shí)后，KT1延時(shí)閉合的常開觸點(diǎn)閉合，使中間繼電器KA線圈得電吸合且自鎖，切斷了交流接觸器KM、時(shí)間繼電器KT1線圈回路電源，KM、KT1線圈斷電釋放，KM三相主觸點(diǎn)斷開，切斷了電動(dòng)機(jī)電源，電動(dòng)機(jī)失電停止運(yùn)轉(zhuǎn)。同時(shí)，時(shí)間繼電器KT2線圈得電吸合并開始延時(shí)，經(jīng)KT2延時(shí)后，KT2延時(shí)斷開的常閉觸點(diǎn)切斷了中間繼電器KA線圈電源，KA線圈斷電釋放，其串聯(lián)在KM、KT1線圈回路中的常閉觸點(diǎn)恢復(fù)原始狀態(tài)，此時(shí)KM、KT1線圈又得電工作，KM三相主觸點(diǎn)又閉合，電動(dòng)機(jī)又得電運(yùn)轉(zhuǎn)了，重復(fù)上述過程，從而實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的間歇運(yùn)轉(zhuǎn)。5、電氣元件的選擇5.1按鈕按鈕通常用來短時(shí)接通或斷開小電流的控制電路。目前，控制按鈕的結(jié)構(gòu)種類很多，如：旋鈕式——用于扭動(dòng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行操作；帶指示燈式——按鈕內(nèi)裝有信號(hào)燈顯示信號(hào)；緊急式——裝有蘑菇形鈕帽，用于緊急操作。按鈕的選擇要根據(jù)所需觸點(diǎn)數(shù)、使用場(chǎng)合及作用來選擇型號(hào)及顏色；根據(jù)使用場(chǎng)合，選擇按鈕防護(hù)種類；根據(jù)用途，選用合適的結(jié)構(gòu)；按控制電路的需要，確定按鈕數(shù)量。（1）“停止”按鈕必須使用紅色，“急?！卑粹o則采用紅色蘑菇頭式。（2）“啟動(dòng)”按鈕的顏色為綠色，必須有防護(hù)擋圈，且防護(hù)擋圈應(yīng)高于按鈕頭，以防意外觸動(dòng)按鈕使電氣設(shè)備發(fā)生誤動(dòng)作做。（3）“起動(dòng)”與“停止”交替動(dòng)作的按鈕是黑白、白色或灰色的。（4）“點(diǎn)動(dòng)”按鈕必須是黑色的，“復(fù)位”按鈕必須是藍(lán)色的。5.2斷路器斷路器應(yīng)用的很廣泛，既能接通和分?jǐn)嗾９ぷ麟娏?，也能自?dòng)分?jǐn)噙^載或短路電流，且分?jǐn)嗄芰Υ蟆⒂星冯妷汉瓦^載短路保護(hù)作用。（1）斷路器的額定工作電壓應(yīng)大于或等于線路額定電壓。對(duì)于配電電路，要注意區(qū)別是電源端保護(hù)還是負(fù)載端保護(hù)。（2）斷路器的額定電流應(yīng)大于或等于線路負(fù)載電流。若環(huán)境溫度較高，應(yīng)適當(dāng)選用大一點(diǎn)的額定電流。（3）熱脫扣器的整定電流等于所控制負(fù)載的額定電流。（4）電磁脫扣器的瞬時(shí)脫扣整定電流應(yīng)大于負(fù)載電路正常工作時(shí)可能出現(xiàn)的峰值電流；電磁脫扣器的長延時(shí)脫扣整定電流應(yīng)按照線路計(jì)算負(fù)荷電流或電動(dòng)機(jī)額定電流整定。對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)來說，瞬時(shí)脫扣整定電流應(yīng)大于或等于1.5~1.7倍的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流；對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)來說，瞬時(shí)脫扣整定電流應(yīng)大于或等于1.5~1.7倍的最大容量的電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流和其余電動(dòng)機(jī)額定電流的總和。（5）瞬時(shí)過電流脫扣器的整定電流應(yīng)小于線路末端單相短路電流的2/3。（6）欠電壓脫扣器的額定電壓應(yīng)等于線路額定電壓。（7）極限通斷能力不應(yīng)小于線路的最大短路電流。5.3轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)主要作為電源引入開關(guān)用，也可以起停5kW以下的異步電動(dòng)機(jī)，但每小時(shí)操作次數(shù)不宜超過10~20次。組合開關(guān)主要根據(jù)電源種類、電壓等級(jí)、所需觸點(diǎn)數(shù)及電動(dòng)機(jī)容量進(jìn)行選用。（1）若組合開關(guān)用于控制5kW以下電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)與停止，額定電流應(yīng)為電動(dòng)機(jī)額定電流的3倍。（2）若用來接通電源，則轉(zhuǎn)換開關(guān)的額定電流可稍大于電動(dòng)機(jī)的額定電流。萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)的選用原則如下：（3）按額定電壓和工作電流選用相應(yīng)的系列。（4）按操作需要選定手柄形式和定位特征。（5）按控制要求參照轉(zhuǎn)換開關(guān)產(chǎn)品樣本，確定觸點(diǎn)數(shù)量和接線圖編號(hào)，選擇面板型式及標(biāo)志。5.4電源開關(guān)聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)電源開關(guān)聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)與相應(yīng)的斷路器和組合開關(guān)配套使用，用于電源接通，斷開及柜門開關(guān)聯(lián)鎖，以達(dá)到在切斷電源后才能開門、將門關(guān)閉后才能接通電源的效果，起到安全保護(hù)作用。常用的電源開關(guān)聯(lián)鎖有DJL系列和JDS系列。5.5熱繼電器熱繼電器用于電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)。熱繼電器的安秒特性應(yīng)位于電動(dòng)機(jī)的負(fù)載特性之下，并盡可能接近甚至重合，以充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的能力，同時(shí)避免短時(shí)過載和起動(dòng)瞬間的影響。熱繼電器的整定電流值是指通過其熱元件的電流超過該值的20%時(shí)，熱繼電器應(yīng)當(dāng)在20min內(nèi)動(dòng)作，該參數(shù)的選擇將直接影響熱繼電器的保護(hù)性能。熱繼電器在使用前必須對(duì)熱元件進(jìn)行整定，電動(dòng)機(jī)才能得到有效的保護(hù)。5.6中間繼電器中間繼電器在電路中主要起信號(hào)傳遞與轉(zhuǎn)換作用，用它可實(shí)現(xiàn)多路控制，并可將小功率的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為大容量的觸點(diǎn)動(dòng)作，以驅(qū)動(dòng)電氣執(zhí)行元件工作，中間繼電器觸點(diǎn)多，可以擴(kuò)充其他電器的控制作用。選用中間繼電器，主要依據(jù)控制電路的電壓等級(jí)，同時(shí)還要考慮觸點(diǎn)的數(shù)量、種類以及容量以滿足控制電路的要求。5.7時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器是生產(chǎn)機(jī)械中常用的電器之一，在控制電路中起到延時(shí)地作用。（1）根據(jù)使用場(chǎng)合，工作環(huán)境選擇。（2）考慮控制電路中所需要的延時(shí)觸點(diǎn)的延時(shí)方式。即通電延時(shí)還是斷電延時(shí)。（3）根據(jù)延時(shí)準(zhǔn)確度和延時(shí)長短要求進(jìn)行選擇。6、元件明細(xì)表符號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量M三相異步電動(dòng)機(jī)Y132M1-64KW380V960R/MIN1QF1QF2斷路器NSE380V25A2KM交流接觸器CJX1-16380V10A2FR熱繼電器JRS1-25/Z380V25A2SA控制開關(guān)KBO380V25A1KA中間繼電器JZ15-62380V5A3KT1KT2時(shí)間繼電器JS23-12/1380V5A4SB按鈕開關(guān)LA17-11380V5A17、設(shè)計(jì)總結(jié)通過本次設(shè)計(jì)，對(duì)于電氣控制系統(tǒng)又有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。電氣控制系統(tǒng)是生產(chǎn)機(jī)械的重要組成部分，它對(duì)生產(chǎn)機(jī)械能否正確、可靠和安全地工作，起著決定性作用。一個(gè)好的電氣控制系統(tǒng)，必須既能滿足生產(chǎn)機(jī)械的工藝要求，又得符合經(jīng)濟(jì)原則，還得安全可靠、操作維護(hù)方便。生產(chǎn)機(jī)械電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理與否，將直接影響其工作性能及