装车用油泵交直两用控制电路的设计开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告 （2015届）系部： 电子信息与电气工程系 专 业： 电气工程及其自动化 学 生 姓 名： 班 级： 学号 指导教师姓名： 职称 2015年 1 月 11 日题目：装车用油泵交直两用控制电路的设计1.结合课题任务情况，根据所查阅的文献资料，撰写1000字以上的文献综述。文献1对交流接触器的交直两用含义作了如下解释：交流接触器既可以交流启动，也可以直流启动，启动后再直流保持，当接触器直流运行出现故障时，可以切换到交流继续运行，从而提高了负载工作的可靠性。书中还阐述了控制电路的设计方法，包括交流接触器交流启动、直流保持的控制电路，以及直流启动、直流保持的控制电路。还特别指出这种控制电路适用于不频繁启动，且一旦启动后，要长时间运转的设备上。文献2介绍了通常情况下电路中都需要加入哪些保护以及哪些元器件可以实现何种保护。通常情况下，电路中需要加入的主要的保护有短路保护，过载保护，欠压保护和失压保护等。而且，熔断器可以实现短路保护；热继电器可以实现过载保护；接触器可以实现欠压、失压保护。低压断路器则可以同时实现短路保护、过载保护、欠压保护和失压保护。文献3通过以双电源自投电路为例，说明了在控制电路中接入时间继电器可以解决电路中可能出现的触点竞争问题。如果使用了时间继电器，则可以任意设定接触器得失电的时间，从而使电源或者负载的切换更加灵活。本次设计可以考虑使用时间继电器来解决电路中可能出现的触点竞争问题。文献4对电器元件选型的基本原则进行了详细介绍，主要包括：根据线路中的电压、电流和功率的大小；根据电器元件的功能要求；根据电器元件的使用类别；根据电器元件的工作环境。由于此次设计课题中的常用泵和备用泵的功率达到了155KW，电路电流相当大，元件类型中没有满足条件的热继电器，所以考虑在主电路中加入电流互感器，电流互感器能够将一次侧较大的电流通过线圈的变比转换为较小的二次侧电流，从而实现保护的功能。在文献5中主要介绍了电子式电流互感器，相比传统的电磁式电流互感器，电子式的电流互感器工作更加可靠，响应速度更快，测量精度更高，而且还克服了磁饱和等问题。本次设计可以考虑选用电子式电流互感器。文献6对电容充放电过程进行了说明，电容充电过程和放电过程是交替进行的，当电容对电阻放电时是直流电，当对电感线圈放电时是交流电。文献7通过对油泵安全监测与故障诊断的研究，说明了油泵安全监测与故障诊断的意义以及方法。其中，通过安装安全监控设备，可以达到实时监控油泵运行状态，分析故障和潜在故障的作用。简单的监控设备包括电流表等。在一个电机电路的例子中就在电流互感器二次侧安装了一个电流表，实现了对油泵进行实时的监视，即可以人为的监视油泵的工作状态。文献8主要介绍到交流接触器的使用情况。在目前各类生产企业在低压配电380/220V系统中,都大量使用交流接触器。交流接触器用交流电操作,由于交流过零的缘故,以及交流电路中即有感抗也有电阻,而感抗占据阻抗中的绝大部分,因而存在噪音大,耗电多,线圈及铁芯运行温度高等许多缺点。如改为直流操作后,由于直流不过零,没有负半周,以及直流电路中没有感抗,仅有电阻,而阻值又很小,因而可大幅度降低了铁芯涡流损耗,节电效果显著,无噪音,运行温度低,改善了工作环境，延长了接触器的使用寿命。文献9中提到自动转换开关是一类重要的低压电器，能够实现线路的自动切换，具有一定的抗干扰能力，可靠性也较高，所以广泛应用于电路设计中。但是，考虑到成本和对转换开关的设计要求，手动的转换开关也能实现本课题设计的目的，所以决定使用手动的转换开关。文献10介绍了低压断路器功能和作用，它不仅可以接通和分断正常负载电流和过载电流，适用于频繁操作的低压配电线路或开关柜中，而且当电路发生过流、过载、短路、断相、漏电等故障时，能自动切断线路，起保护作用。本设计可以使用低压断路器对电路实行保护。参考文献：1 段树成，李庆海工厂电气控制电路实例详解M北京：化学工业出版社，2012：154-1642 俞艳，金国砥工厂电气控制M北京：机械工业出版社，2006：1-203 王兰君电工实用线路300例M北京：人民邮电出版社，1991：162-1634 熊幸明电气控制与PLCM北京：机械工业出版社，2011：100-1085 金涌涛电子式电流互感器的研究D武汉：武汉大学，2004：1-156 李向阳电容充放电脉冲数字控制型电火花沉积电源D洛阳：河南科技大学，2013：1-137 季涛油泵安全监测与故障诊断的研究D哈尔滨：哈尔滨理工大学，2013：1-528 吕邱忠交流接触器交流控制改直流控制C河南省金属学会河南省金属学会2010年学术年会论文集，2010：125-1289 李强智能自动转换开关的研究D天津：河北工业大学 ，2006：1-1010 林琳PIC单片机在低压永磁真空断路器监控中的应用D沈阳：沈阳工业大学 ，2007：1-172.选题依据、主要研究内容、研究思路及方案。（1）选题依据：现在，交流接触器被广泛应用于启动电机以及接通其他的用电设备。但是，对于大功率的交流接触器而言，由于交流电的周期性变化，其线圈的磁铁会发出很大的噪声，铁损会很大，铁芯和线圈的温度也会升高，如果长时间运行，则烧坏线圈的可能性会增大，同时还有可能造成功率因素的降低，进而浪费了电能。交流接触器在直流下运行时，性能不但没有下降，反而有所提高。其吸力更加稳定了，消除了振动和噪声，也保障了电机的可靠运行和节能，铁芯和线圈的温度也下降了，从而延长了线圈的使用寿命。本课题是实现交流接触器的交直两用，即通常情况下接触器在直流条件下运行，当在直流装置出现故障时，切换到交流进行运行，进而提高其性能和工作的可靠性。研究交流接触器的交直两用，对于生产和生活具有重要意义，能够创造更大的经济和社会效益。（2）主要研究内容：研究交流接触器如何实现交直两用；研究交流接触器如何直流启动以及如何直流保持；研究装车用油泵的常用泵和备用泵切换的控制策略；研究保证机泵的可靠性和稳定性的方法和措施。（3）研究思路：在电路中设计交流和直流两条通道来实现交流接触器的交直两用。可以运用二极管的整流作用实现交流接触器的直流启动，运用其续流作用来实现交流接触器的直流保持。通过交流接触器和中间继电器组成的控制系统来实现装车用油泵的常用泵和备用泵的切换。可在设计电路中加入手动、自动、保护、指示等功能，来保障机泵运行的可靠性和稳定性。（4）方案：采用转换开关可以实现交直流通道的切换。在一般情况下接通直流通道，当直流装置出现故障时，转换开关切换到交流通道，使电机继续运行。可以在电路中串入二极管，经二极管半波整流，使交流接触器得电启动。可将二极管与接触器线圈并联，再将电容器串入电路中起充放电的作用。当在正半波时，电源向电容充电，二极管处于截止状态，电容只能向线圈放电；在负半波时，二极管导通，为线圈提供了续流通道。这就使线圈得到了连续且方向不变的直流电流，从而维持了交流接触器的工作状态。在控制备用泵的接触器线圈前加上控制常用泵的接触器常闭触头和中间继电器的常开触头，从而保证常用泵运行时，备用泵不运行，但是当常用泵发生故障时，备用泵可以自动投入运行。通过按钮来实现手动操作，不接入按钮实现自动操作，再加入转换开关来实现手动和自动的切换。此外，在控制电路中加入指示灯，低压断路器，熔断器，热继电器可实现电路的指示功能，短路保护、过载保护和欠压保护功能。再加入中间继电器，则可以调整接触器的时序，有效防范触点竞争现象。3.工作进度及具体安排。2015.1.3-2015.1.20查找相关文献以及书籍，对设计方案进行分析与优化。2015.1.212015.2.20绘制电气原理图并开始进行元器件选型和计算。2015.2.21-2015.3.20开始使用CAD制图软件绘制电气原理图、电控柜安装布置图、控制台面板布置图、电控柜安装接线图和控制台面板安装接线图。2015.3.21-2015.4.10对设计说明书的主要结构进行初步的规划，对其内容进行初步的撰写。完成论文的初稿，并交指导老师进行初步的检查。2015.4.11-2015.5.10根据指导老师的要求，修改设计说明书，完成设计说明书正稿，并再次交指