异步电机能耗制动电路课程设计.docx

本科生课程设计成绩评定表姓 名性 别男专业、班级课程设计题目： 异步电机能耗制动控制电路课程设计答辩或质疑记录：1.电路的控制过程？答：电动机正常运行时，若按下停止复合按钮sb1，接触器km1线圈断电释放，电动机脱离电源，同时km2线圈、通电延时型时间继电器kt线圈通电并自锁，直流经km2的主触点接入定子绕组，建立固定磁场，进入能耗制动，当kt整定值到达时，其延时断开常闭触点断开，切断km2线圈回路，使km2和kt释放，能耗制动结束。2.能耗制动与反接制动的比较？答：能耗制动比反接制动消耗的能量少，其制动电流也比反接制动电流小得多；但能耗制动的制动效果不及反接制动明显。同时还要接入一个直流电源，控制线路相对复杂，一般适用于电动机容量较大和启动、制动频繁的场合。3. 时间继电器的延时时间会对能耗制动效果有什么影响？答：能耗制动延时时间太长又频繁制动，电机会发烫，严重时可能损坏电机，延时时间太短制动力矩不够，制动效果不明显。成绩评定依据：评 定 项 目评分成绩1学习态度（25分）2设计说明书 (25分)3测试过程演示（25分）4答辩（25分）总分备注：成绩等级：优（90分100分）、良（80分89分）、中（70分79分）、及格（60分69分）、60分以下为不及格。最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 2012年6月 日课程设计任务书学生姓名： 专业班级： 指导教师： 工作单位： 题 目: 异步电动机能耗制动控制线路一、初始条件程序运行设备：wl1型电机拖动试验箱二、要求完成的主要任务1.工作原理： 所谓能耗制动,就是在电动机脱离交流电源的瞬间,在定子绕组中通以直流电,产生静止磁场,与转子中感应电流相互作用,产生制动力矩,从而达到使异步电机迅速停转的一种制动方法。试设计一套电机控制系统。要求：能实现系统的自动能耗制动，有短路和过载保护，同时通过实验分析制动时间以及制动电流对于能耗制动的作用。2.设计要求：（1）实现自动能耗制动；（2）根据电机参数对电阻值和制动时间进行分析计算，并提供理论依据；（3）通过实验调试并验证所选参数，并最终实现迅速制动，同时将制动电流控制在额定电流的2倍以内。（4）系统包含短路及过载保护机构。3.课程设计说明书应包括：（1）设计的目的及意义;（2）提出设计思路，机型器件的选型；（3）绘制主电路及控制电路接线图；（4）调试过程记录及结果分析；（5）画出继电逻辑控制时序图；（6）总结及参考文献。三、时间安排：序号设计内容所用时间（天）1熟悉课程设计任务要求，分析资料和数据12方案论证，13编制电路图及工作流程图24电机调试试验25设计过程总结,撰写课程设计说明书36答辩1合 计10四、主要参考资料指导教师签名： 2012年6月 日系主任（或责任教师）签名： 2012年6月 日3目录第一章 设计的目的及意义11.1 设计意义11.2 设计目的1第二章 设计思路22.1设计思路及原理2第三章 主电路及控制电路33.1 控制线路分析33.2 控制过程分析4第四章 机型器件的选型54.1 电动机选型54.2 其他主要器件5第五章 继电逻辑电路时序图75.1电路时序图7第六章 调试过程记录及结果分析86.1调试过程记录86.2结果分析8第七章课 程设计小结及体会9参考文献1010第一章设计的目的及意义1.1 设计意义由于生产机械的不断更新和发展，对电动机的性能提出越来越高的要求。电动机作为重要的动力装置，已被广泛运用与工业、农业、交通运输、国防军事设施和日常生活等领域中。直流电动机在过去一直占据统治地位，但由于本身的构造原因，远远不能适应现在生产向高速大容量化的发展要求。相比之下，三相异步电动机拥有延长设备的使用寿命，有强大的降噪能力，操作智能化，维护简单，通用性强等众多特性，在生产生活中得到广泛运用，也发挥着越来越重要的目的。三相异步电动机在各种电动机应用最广，需求量最大，在生产，农业机械化交通运输，国防工业等电力拖动装置中占有很大比重，这是因为三相异步电动机具有结构简单，制造方便，价格低廉，运行可靠的一系列有点，另外还具有较高的运行效率和较好的工作特性，能满足各行各业大多数生产机械的传动要求。因此，三相交流异步电动机在我国具有极为广泛的发展前景。1.2 设计目的通过本次课程，了解三相异步电动机的能耗制动原理和方法，进一步了解三相异步电机的结构，工作原理，三相异步电动机的分类和用途。同时，通过课程设计，学习将所学的的理论知识运用在实际的设计中，做到理论联系实践，提高自己的动手能力，提高自身专业水平，也将之前所学知识做了一次系统化的归纳总结，也使自己了解自身在哪些方面存在缺点和不足，让自己在今后的学习工作中能不断的进步提高。第二章设计思路2.1设计思路及原理如图2-1，三相异步电动机的定子绕组断开三相交流电源而接入直流电时，定子绕组便产生一个恒定的磁场。而转子由于惯性会继续旋转，从而切割恒定磁场产生感应电动势和感应电流，其方向可用右手定则判断。同时，由于转子铁芯电流与磁场相互作用而产生同旋转方向相反的电磁制动转矩，使电动机迅速停车。当电动机的转速下降到零时，转子感应电动势和感应电流均为零，此时制动过程结束。图2-1能耗制动原理图第三章主电路及控制电路3.1 控制线路分析对于容量较大的电动机，多采用有变压器全波整流能耗制动控制线路。如图3-1所示的为有变压器全波整流单向启动能耗制动控制电路，该线路利用时间继电器进行自动控制。其中直流电源有单向桥式整流器vc提供，tc是整流变压器，电阻r式用来调节直流电流的，从而调节制动强度，电阻r越大，电动机定子通过电流越小，转子切割磁感线产生的电磁转矩越小，制动时间越长；电阻r越小，电动机定子通过电流越大，转子切割磁感线产生的电磁转矩越大，制动时间越短。主电路及控制电路图如下： 图3-1主电路及控制电路3.2 控制过程分析控制线路的控制过程如下：合上电源开关qs，按下启动按钮sb1接触器km1线圈通电，常开主触点和自锁触点闭合，电动机启动运行。制动时，按下停止按钮sb2，接触器km1断电释放，电动机脱离三相交流电源，同时接触器km2与时间继电器kt通电，kt开始计时，km2常开主触点和自锁触点闭合，电动机进入能耗制动。经过一段延时后，电动机转速接近于零，时间继电器延时断开的常闭触点断开，使km2断电释放，切断直流电源，km2断电后，常开触点断开，使时间继电器kt断电释放，电动机能耗制动过程结束。图3-2异步电机能耗制动的流程第四章机型器件的选型4.1 电动机选型本次设计选用的电动机型号为y90s-4主要参数：p=1.1kw, u=380v,n=1440r/min,i=2.8a ,定子绕组的冷态电阻r=23.384.2 其他主要器件刀开关：刀开关控制电路时，其额定电流要大于电动机额定电流的三倍熔断器：用于电路的短路保护和严重过载保护，用于保护频繁启动电动机的熔断器，考虑频繁启动时发热而熔断器也不应熔断，即i（33.5）i热继电器：用来对异步电动机进行过载保护，当热继电器用于保护长期工作制或间断长期工作制的电动机时，一般按电动机的额定电流来选用i=（0.60.8）i。交流接触器：它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。额定电流i2 i变压器的选择：能耗制动所需要的直流电流i=1.5 i=4.2a能耗制动所需要的直流电压u= ir=98.20v变压器的次级电压u=1.11 u=109.00v变压器的次级电流i=1.11 i=4.25a变压器的容量s= u i=463.25va制动时间一般在2s左右具体型号如表4-1表4-1主要元件清单：序号名称型号具体参数数量1刀开关qs三级 380v 10a12熔断器fu1、fu2、fu3380v 熔断点10a33热继电器fr（0.60.8）i14交流接触器km1、km2380v i2 i25自复位按钮sb1、sb226时间继电器kt电子式时间继电器17可调电阻r根据负载选择18变压器tc19单相桥式整流器vc1第五章继电逻辑电路时序图5.1电路时序图如图5-1：图5-1 电路时序图过程分析：按下启动按钮sb1。接触器km1线圈通电，常开主触点和自锁触点闭合，电动机启动运行。制动时，按下停止按钮sb2，接触器km1断电释放，电动机脱离三相交流电源，同时接触器km2和时间继电器kt通电，kt开始计时，km2常开主触点和自锁触电闭合，电动机进入能耗制动。经过一段时间后，电动机的转速接近于零，时间继电器延时断开的常闭触点断开，使km2断电释放，切断直流电流，km2断电后，常开触点断开，使时间继电器kt断点释放，电动机能耗制动过程结束。第六章调试过程记录及结果分析6.1调试过程记录合上电源开关qs，按下启动按钮sb1,电动机启动。按下停止按钮sb2。电动机脱离三相电源，km2与时间继电器kt通电，kt开始计时，电动机进入能耗制动。经过一段延时后，电动机转速接近于零，时间继电器延时断开的常闭触点断开，使km2断电释放，切断直流电源，时间继电器kt断电释放，电动机能耗制动过程结束，电动机停止转动。不同负载情况下，可调电阻r的大小是不同的，这是需要一个合适的电阻r值，r的值应该在一个合适范围内，这个范围与电机负载有关，当r过小，会导致直流制动电流过大，使电机定子过热；若r过小，会使制动效果不明显。 6.2结果分析在不同负载情况下，可调电阻r的大小是不同的，如在重力负载情况下，若在下放重物过程中制动，负载转矩与电磁转矩相反，这是若想要一个较好制动效果，应该使负载转矩较大，这时应该减小r阻值。在其他种类负载时，也需要考虑负载惯性。 r的值应该在一个合适范围内，这个范围与电机负载有关，当r过小，会导致直流制动电流过大，使电机定子过热；若r过小，会使制动效果不明显。能耗制动延时时间太长又频繁制动，电机会发烫，严重时可能损坏电机，延时时间太短制动力矩不够，制动效果不明显。第七章课程设计小结及体会通过此次课程设计，我更加了解了三相异步电动机能耗制动的原理和方法，也进一步了解三相异步电机的结构和工作原理。在课程设计过程中，我学会将所学理论知识运用于实际设计中，大大提高了自己理论联系实践的能力，提高了自己的专业能力，这让我在以后的工作生活中受益匪浅。同时，在课程设计中，也发现了自己的知识很多方面存在缺点和不足，自己也通过查阅参考文献，与同学讨论，向老师咨询等方式弥补自己的知识缺口，使自己的知识更加系统化，让自己在今后的学习生活中能够更好的运用心中所学。本次课程设计培养了我独立思考、分析问题和解决问题的能力，做到了理论与实际的结合。培养了严肃认真，实事求是的工作作风，为我以后的工作打好了良好的基础。最后感谢老师的悉心指导和同学们的帮助。参考文献1 陈伯时，电力拖动自动控制系统，北京：机械工业出