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文档简介
前 言 随着时的不断发展和科学的不断进步,电气与机电化控制也在不断的进步与完善。在生产过程中,科学研究和其它产业领域中,电气控制技术的应用都是十分广泛的。在机械设备的控制中,电气控制亦比其它的控制方法使用得更为普遍。随着科学技术日新月异的发展,特别是大规模集成电路的问世和微处理机技术的应用,出现了可编程序控制器(PLC),使电气控制技术进入一个崭新的阶段。因此,了解和学习这些重要技术对高校机电类和工程类学生来说,已是必不可少的。本设计主要介绍低压电器、电气控制系统及可编程控制系统在某领域的应用。本设计书的总目标是解决机械电气控制的技术及应用问题,培养和提高自身分析问题和解决问题的能力。设计者个人认为只有掌握一定的基本原理、基本方法,通过基本技能的训练和实际的研究,才能真正实现上述目标。本设计书在编写上力求突出针对性、实用性和先进性。叙述方法深入浅出、主次分明、详备得当,尽可能体现出技术特色,为大家在一后的学习和设计中提供一份强有力的帮助。由于设计者水平有限,加之时间仓促,书中疏漏或不妥之处,恳请读者批评指正。 编 者 2007年10月绪 论一、电气控制技术的发展概况19世纪末,直流发电机、交流发电机和直流电动机、异步电动机相继问世,揭开了电气控制技术的序暮。20世纪初,电动机逐步取代蒸汽机用来驱动生产机械,最初沿用集中拖动的方式,由一台电动机拖动若干台机器,这种方式能量传递路径长,损耗大,操作不便,安全性差。后来改由一台电动机拖动一台机器,称为单独拖动方式,它克服了集中拖动的缺点。随着生产技术的发展,机器功能增多,结构更加复杂,为了简化机械传动系统,出现了一台机器的几个运动部件分别由一台电动机拖动,这种方式称为多电机拖动。在这种情况下,机器的电气控制系统不但可对各台电动机的起动、制动、反转、停车等进行控制,还具有对各台电动机之间实行协调、联锁、顺序切换、显示工作状态的功能。对生产过程比较复杂的系统还要求对影响产品质量的各种工艺参数如温度、压力、流量、速度、时间等能够自动测量和自动调节,这样就构成了功能相当完善的电气自动化系统。到本世纪30年代,电气控制技术发展,推动了电器产品的进步,继电器、接触器、按钮、开关等元器件形成了功能齐全的多种系列,基本控制电路亦形成规范,可以实现远距离控制。这种主要用于控制交流电动机的系统通常称为继电接触器控制系统。电力拖动系统按照使用的电动机种类可以分为直流拖动和交流拖动两大类。直流电动机的优点是具有良好的起动、制动、调速性能,可以在很宽的范围内平滑调速,能在很短的时间里改变转向。在本世纪30年代出现的交流电动机-直流电动机-直流电动机的无级调速系统,广泛用于对电力拖动技术性能要求较高的机床等机械设备上。据统计,直流拖动系统约占电力拖动系统的20%左右。到60年代,大功率晶闸管研制成功,使变流技术发生了根本性的变化,晶闸管-直流电动机的调速系统克服了旋转变流机组体积大、造价高、效率低、运行噪声大、维修困难等缺点,而且系统的调速精度、动态响应等技术性能也有很大的提高。进入80年代以后,由于电力电子技术和微电子技术的迅速发展以及两者的相互融合,使交流电动机调速技术有了很大的突破,出现了笼型电动机的变频调速系统和绕线转子异步电动机的串级调速系统。交流电动机具有制造容易、维修方便、结构牢固、运行可靠、能用于易燃易爆、潮湿、多粉尘、有腐蚀性等恶劣环境之诸多优点。调速技术的突破,使交流电动机调速系统得到迅速的推广,不仅正在逐步取代直流调速系统,而且应用领域扩大到过去被认为不需要调速的拖动系统中,例如用机、水泵实现调速后,而且按负载变化自动改变电动机转速,使供风量或供水量适应用户需要,不仅改善了工质的供应情况,而且收到显著的节能效果。由此可见交流调速技术的应用前景非常广阔。二、本设计的性质本设计的实用性很强,主要内容是以电动机或其它执行电器为控制对象,介入继电器控制系统的工作原理、典型机械的电气控制线路以及电气控制系统的设计方法,从实际出发设计电动大门的自动控制。某宾馆电动大门的设计一、设计任务、依据和要求1、 对电动机有短路和过载保护2、 能单扇门打开与关闭3、 双扇门同时打开与关闭4、 大门在轨道行程中的任意一个位置起动和停止5、 大门打开与关闭速度适当二、设计应完成的具体内容1、 设计说明书一份及计算书一份2、 电动机的电压、容量的计算及型式3、 制动回路的计算4、 电动大门电气设备控制安装接线图A3一张5、 电动大门电气控制原理图A3一张6、 主要设备和材料表三、设计参考资料1、 电力拖动断续控制2、 工厂常用电控设备3、 工厂常用电气设备手册4、 模拟电子技术5、 电世界87.9及82.9第一章 电动大门的机械结构该电动大门是由两扇框架结构式组成如图纸1所示。一、电动大门材料的选择大门既要达到一定的机械强度,又应满足在运动中尽可能的减小电动机的拖动负载,在选取材料时应以轻型材料为主,所以该设计选用的是铝合金材料。二、电动大门与电动机的连接该电动大门与电动机是采用链条连接。电动机通电运转时,带动电动机主轴上的齿轮转动,再由齿轮与链条的传递,带动大门车轮的主轴齿轮转动,从而使大门进行动作,达到开启与关闭的效果。三、电动大门的动作功能为了满足在使用过程中,对大门的各个动作的需求,该设计分别设定了以下大门动作功能。1、单扇门开启与关闭。2、双扇门开启与关闭。3、在轨道行程中的任意位置可启动与停止。四、电动大门的自保护功能为了使电动大门在工作过程中安全可靠,工作性能强,该设计还对大门增用了以下几种自保护功能。 1、具有断路和短路保护功能。2、具有过载、过流和过电压保护功能。3、具有欠压和失压保护功能。第二章 电动大门速度的选择在该设计中,电动大门在行驶过程中速度的快慢很为重要,为了使大门行驶速度达到最佳,应注意以下事项。一、大门行驶不能过快大门在行驶过程中如果过快,会产生过大的惯性,停车时时制动损耗严重,促使电磁抱闸系统过早损坏;同时对大门的各机械部位的磨损也十分严重,从而降低大门的综合使用性能。二、大门行驶不能过慢大门如果在行驶过程中过慢,会使开启和关闭时间延长,影响车辆或人员在门的正常通过,造成不必要的时间浪费和交通问题。由经验可以得知,大门的运动速度控制在0.350.8米/秒之间为宜,在该设计中我们以0. 5米/秒。因为该大门在设计时的总宽度是12米,单扇门的宽度既为6米,所以无论是单扇门或是双扇门打开,所用的时间只需要12秒钟,就可以开启与关闭完成。这样一来,既对大门的综合性能有了保障,也对不必要的时间浪费和高峰时节的交通问题有了很好的解决。第三章 电动机简介与选择电动机(Motors)是把电能转换成机械能的设备,分布于各个用户处,电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。 它是将电能转变为机械能的一种机器。通常电动机的作功部分作旋转运动,这种电动机称为转子电动机;也有作直线运动的,称为直线电动机。电动机能提供的功率范围很大,从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便,具有自起动 、加速、制动、反转、掣住等能力,能满足各种运行要求;电动机的工作效率较高,又没有烟尘、气味,不污染环境,噪声也较小。由于它的一系列优点,所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。 各种电动机中应用最广的是交流异步电动机(又称感应电动机 )。它使用方便 、运行可靠 、价格低廉 、结构牢固,但功率因数较低,调速也较困难。大容量低转速的动力机常用同步电动机(见同步电机)。同步电动机不但功率因数高,而且其转速与负载大小无关,只决定于电网频率。工作较稳定。在要求宽范围调速的场合多用直流电动机。但它有换向器,结构复杂,价格昂贵,维护困难,不适于恶劣环境。20世纪70年代以后,随着电力电子技术的发展,交流电动机的调速技术渐趋成熟,设备价格日益降低,已开始得到应用 。电动机在规定工作制式(连续式、短时运行制、断续周期运行制)下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率称为它的额定功率,使用时需注意铭牌上的规定。电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配,避免出现飞车或停转。电动机的调速方法很多,能适应不同生产机械速度变化的要求。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。从能量消耗的角度看,调速大致可分两种 : 保持输入功率不变 。通过改变调速装置的能量消耗,调节输出功率以调节电动机的转速。控制电动机输入功率以调节电动机的转速。电动机是该设计大门行驶过程中拖动系统的主要部分,为提高大门的综合性能和要求,拖动系统必需要安全可靠,经济合理和型号选取得当等。选择电动机的内容包括:电动机的种类、型号、额定容量、额定电压、和额定转速等。其中以电动机容量选择最为重要,在选取电动机要放在第一位,一般考虑电动机的发热、容许过载量和起动能力。电动机的功率大小可以通过理论或经验公式计算来选取;也可通过调查研究对类似的生产机械进行综合的分析比较来选取。选取电动机的主要步骤是:1、 根据生产机械性能的要求,选择电动机的种类和转速。2、 根据电源的情况,选择电动机的额定电压。3、 根据生产机械的负载功率和工作方式确定电动机的额定功率。4、 根据电动机所用设备场合、功用和安装位置,选取电动机的所用型号。5、 在满足要求的同时,尽可能的选取经济性型号的电动机。第一节 电动机电压的选择电动机的电压应该根据使用的电源电压为基础来决定,既要与供电电网电压一至,又应与市场所选择的电动机种类相符合。一般常选取额定电压为380V或380V和220V两用的交流电动机。只有大容量的交流电动机才采用3000V以上的高压电动机。直流电动机的额定电压有110V、220V和440V几种,家庭和工厂常用的为220V和380V的交流电压。本次设计中,由于市区的低压系统均为三相四线制,因此可选取额定电压为220V或380V。第二节 电动机种类的选择选择电动机的种类是从直流电压或交流电压,机械特性、调速及起动性能、维护及价格等方面的考虑。电动机交流电动机直流电动机笼型电动机绕线式电动机在本次设计中由于电动大门开、关无调速要求,可选用三相交流笼型式异步电动机Y系列。Y系列三相异步电动机有以下优点:1、 效率高。2、 起动性能好。3、 功率和机座号等级分别采用IEC有关标准,且功率等级与安装尺寸的关系也可与国际上的通用标准相同,因此,Y系列电动机与国际上同类产品有较好的互换性。4、 Y系列与同功率等级的JO2系列电动机相比,体积平均缩小15%,重量平均减轻12%。5、 噪声低。6、 采用B级绝缘,定予绕组温升限度不超过80摄氏度,且有10摄氏度以上的温升裕度。第三节 电动机转速选择与调速方法一、电动机转速的选择电动机的额定转速是根据生产设备的机械要求而进行选定的,通常电动机的转速不低于500r/min。本次设计,所选取电动机的转速大约为3000r/min左右(在后边的计算中会有确定的转速数字)。一、电动机的调速方法在生产机械中广泛使用不改变同步转速的调速方法有绕线式电动机的转子串电阻调速、斩波调速、串级调速以及应用电磁转差离合器、液力偶合器、油膜离合器等调速。改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机,改变定子电压、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。从调速时的能耗观点来看,有高效调速方法与低效调速方法两种:高效调速指时转差率不变,因此无转差损耗,如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法(如串级调速等)。有转差损耗的调速方法属低效调速,如转子串电阻调速方法,能量就损耗在转子回路中;电磁离合器的调速方法,能量损耗在离合器线圈中;液力偶合器调速,能量损耗在液力偶合器的油中。一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加,如果调速范围不大,能量损耗是很小的。(一)、变极对数调速方法这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目的,特点如下:1、具有较硬的机械特性,稳定性良好; 2、无转差损耗,效率高; 3、接线简单、控制方便、价格低; 4、有级调速,级差较大,不能获得平滑调速; 5、可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用,获得较高效率的平滑调速特性。 本方法适用于不需要无级调速的生产机械,如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等。(二)、变频调速方法 变频调速是改变电动机定子电源的频率,从而改变其同步转速的调速方法。变频调速系统主要设备是提供变频电源的变频器,变频器可分成交流直流交流变频器和交流交流变频器两大类,目前国内大都使用交直交变频器。其特点:1、效率高,调速过程中没有附加损耗; 2、应用范围广,可用于笼型异步电动机; 3、调速范围大,特性硬,精度高; 4、技术复杂,造价高,维护检修困难。 5、本方法适用于要求精度高、调速性能较好场合。(三)、串级调速方法串级调速是指绕线式电动机转子回路中串入可调节的附加电势来改变电动机的转差,达到调速的目的。大部分转差功率被串入的附加电势所吸收,再利用产生附加的装置,把吸收的转差功率返回电网或转换能量加以利用。根据转差功率吸收利用方式,串级调速可分为电机串级调速、机械串级调速及晶闸管串级调速形式,多采用晶闸管串级调速,其特点为:1、可将调速过程中的转差损耗回馈到电网或生产机械上,效率较高;2、 装置容量与调速范围成正比,投资省,适用于调速范围在额定转速7090的生产机械上; 3、调速装置故障时可以切换至全速运行,避免停产; 4、晶闸管串级调速功率因数偏低,谐波影响较大。 5、本方法适合于风机、水泵及轧钢机、矿井提升机、挤压机上使用。(四)、绕线式电动机转子串电阻调速方法绕线式异步电动机转子串入附加电阻,使电动机的转差率加大,电动机在较低的转速下运行。串入的电阻越大,电动机的转速越低。此方法设备简单,控制方便,但转差功率以发热的形式消耗在电阻上。属有级调速,机械特性较软。(五)、定子调压调速方法 当改变电动机的定子电压时,可以得到一组不同的机械特性曲线,从而获得不同转速。由于电动机的转矩与电压平方成正比,因此最大转矩下降很多,其调速范围较小,使一般笼型电动机难以应用。为了扩大调速范围,调压调速应采用转子电阻值大的笼型电动机,如专供调压调速用的力矩电动机,或者在绕线式电动机上串联频敏电阻。为了扩大稳定运行范围,当调速在2:1以上的场合应采用反馈控制以达到自动调节转速目的。调压调速的主要装置是一个能提供电压变化的电源,目前常用的调压方式有串联饱和电抗器、自耦变压器以及晶闸管调压等几种。晶闸管调压方式为最佳。调压调速的特点: 1、调压调速线路简单,易实现自动控制; 2、调压过程中转差功率以发热形式消耗在转子电阻中,效率较低。 3、调压调速一般适用于100KW以下的生产机械。(六)、电磁调速电动机调速方法 电磁调速电动机由笼型电动机、电磁转差离合器和直流励磁电源(控制器)三部分组成。直流励磁电源功率较小,通常由单相半波或全波晶闸管整流器组成,改变晶闸管的导通角,可以改变励磁电流的大小。 电磁转差离合器由电枢、磁极和励磁绕组三部分组成。电枢和后者没有机械联系,都能自由转动。电枢与电动机转子同轴联接称主动部分,由电动机带动;磁极用联轴节与负载轴对接称从动部分。当电枢与磁极均为静止时,如励磁绕组通以直流,则沿气隙圆周表面将形成若干对N、S极性交替的磁极,其磁通经过电枢。当电枢随拖动电动机旋转时,由于电枢与磁极间相对运动,因而使电枢感应产生涡流,此涡流与磁通相互作用产生转矩,带动有磁极的转子按同一方向旋转,但其转速恒低于电枢的转速N1,这是一种转差调速方式,变动转差离合器的直流励磁电流,便可改变离合器的输出转矩和转速。电磁调速电动机的调速特点:1、装置结构及控制线路简单、运行可靠、维修方便; 2、调速平滑、无级调速; 3、对电网无谐影响; 4、速度失大、效率低。 5、本方法适用于中、小功率,要求平滑动、短时低速运行的生产机械。(七)、液力耦合器调速方法液力耦合器是一种液力传动装置,一般由泵轮和涡轮组成,它们统称工作轮,放在密封壳体中。壳中充入一定量的工作液体,当泵轮在原动机带动下旋转时,处于其中的液体受叶片推动而旋转,在离心力作用下沿着泵轮外环进入涡轮时,就在同一转向上给涡轮叶片以推力,使其带动生产机械运转。液力耦合器的动力转输能力与壳内相对充液量的大小是一致的。在工作过程中,改变充液率就可以改变耦合器的涡轮转速,作到无级调速,其特点为:1、功率适应范围大,可满足从几十千瓦至数千千瓦不同功率的需要; 2、结构简单,工作可靠,使用及维修方便,且造价低; 3、尺寸小,能容大; 4、控制调节方便,容易实现自动控制。 5、本方法适用于风机、水泵的调速。第四节 电动机结构型式与极数的选择为了防止外界介质对电动机的损害或影响安全运行,必须根据不同的工作环境选择电动机的防护型式。电动机的型式可分为:1、 开启式2、 防护式3、 封闭式4、 防爆式考虑到电动机是安装在大门的车轮部,环境非常潮湿,因此采用全封闭式电动机为宜。电机如何分级,两极是3000转/min 还分4级、6级等。磁极多电气角度就越大,转速就越慢。 2极,电气角度360度,一般的电机额定转速在2825-2975转/分同步转速3000转/分。 4极,电气角度720度,额定转速1390-1480转/分同步转速1500转/分。 6极,电气角度1080度,额定转速910-980转/分同步转速1000转/分。 8极,电气角度1440度,额定转速710-740转/分同步转速750转/分。第五节 电动机容量大小的选择正确的选择电动机的容量有很重要的意义。如果选择容量过小,会造成过载运行,引起电动机过热而加快损坏;如果容量选择过大,不但增加了设备投资,而且降低了使用效率和功率因数,同时也使控制设备加大,电动机容量不能充分利用。正确选择电动机的容量,应当是能够胜任生产机械负载要求的前提下,尽可能的选择容量小一些的电动机。电动大门是由两台电动机控制,两台都属于短时断续工作制的电动机,此电动机具有较大的过载能力和起动转矩。短时工作制的工作时间分别为15min、30min、60min、90min四种标准。对应不同工作时间有不同的额定功率,工作时间短则功率大,反之功率就小。电动机在运行过程中为恒定转速式。根据动量定理,电动机起动时阻力为: F = MUt-Muo/t 式中:M 门自重。本设计单扇门自重为180千克。 Vt 电动机的运行速度,既电动大门的运行速度为0.5米/秒。 Vo 电动机初速度,为0。 t 电动机起动时间,设定为0.2秒。因此: F = 180*0.5*9.8/0.2 (N) = 882/0.2 = 4410 (N)电动机功率为:P = F*Vt = 4410*0.5 = 2.205 (KW)通过计算得到电动机的容量为2.2千瓦,为了能够在设计中电动机运用合适,缩小安装体积,所以选用:Y75022.231型齿轮减速电动机Y 异步电动机 750 机座中心高(毫米) 2 极数 2.2 功率(KW)型号额定功率满 载 时Y75022.2 KW电流(A)转速(r/min)效率(%)P因数2.62975760.86堵转电流/额定电流堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩7.02.22.2该型号电动机的参考价格为: 140元/台.第四章 各电器元件的选择电器就是接通、断开电路或调节、控制和保护电路与设备的电工器具和装置。电器的用途十分广泛,功能多样,构造各异,种类繁多。一、按工作电压等级分类按工作电压等级,电器可分为低压电器和高压电器。低压电器是指工作于交流50Hz或60Hz,额定电压在1200V以下,或直流额定电压1500V以下电路中的电器;高压电器是指工作于交流额定电压1200V以上,或直流额定电压1500V以上电路中的电器。二、按动作原理分类按动作原理分类,电器可分为手动电器和自动电器。手动电器是指需要人工直接操作才能完成指令任务的电器;自动电器是指不需要人工操作,而是按照电的或非电的信号自动完成指令任务的电器。三、按用途分类按用途,电器可分为控制电器、主令电器、保护电器、配电电器和执行电器。控制电器是用于各种控制电路和控制系统的电器;主令电器是用于自动控制系统中发送控制指令的电器;保护电器是用于保护电路及用电设备的电器;配电电器是用于电能的输送和分配的电器;执行电器是用于完成某种动作可传动功能的电器。四、按工作原理分类按工作原理分类,电器可分为电磁式电器和非电量控制电器。电磁式电器是依据是磁感应原理来工作的电器;非电量控制电器是靠外力或某种非电物理量的变化而动作的电器等等。本设计主要真对所用的电器作以介绍,并通过它们的结构、工作原理、型号、图形符号和文字符号、选用原则及使用注意事项等内容的介绍,为以后的正确选取、合理使用电器打下基础。第一节 刀开关的选择刀开关俗称闸刀开关,可分为不带熔断器式和带熔断器式两类。它们是用于隔离电源和无负载情况下的电路转换,其中后者还具有短路保护功能。常用的有开启式负荷开关和封闭式荷开关。一、开启式负荷开关的介绍开启式负荷开关中的HK1、HK2系列是由刀开关和熔断器组合而成,瓷底板上装有进线座、静触点、熔丝、出线座和带瓷质手柄的闸刀。其图形符号如下图所示。QS这种系列的刀开关其内部设有熔丝,故可对电路进行短路保护,常用作照明电路的电源开关或用于5.5KW以下的三相异步电动机的不频繁启动和停止的控制开关。在选用时,额定电压应大于或等于负载额定电压,对于一般的电路,如照明电路,其额定电流应大于或等于最大工作电流;而对于电动机电路,其额定电流应大于或等于电动机额定电流的3倍。开启示负荷开关在安装时应注意:(1)、闸刀在合闸状态时,手柄应朝上,不准倒装或平装,以防误操作。(2)、电源进线应接在静触点一边的进线端,而用电设备应接在动触点一边的出线端,即“上进下出”,不准颠倒,以主便更换熔丝及确保用电安全。二、封闭式负荷开关封闭式负荷开关又称铁壳开关,在该设计当中选取的就是封闭式负荷开关中的HH系列。这种负荷开关由刀开关、熔断器、灭弧装置、操作手柄、操作机构和外壳构成。其图形与符号如下图所示:QSFU封闭式负荷开关用来控制照明电路时,其额定电流可按电路的额定电流来选择,而用来控制不频繁操作的小功率电动机时,其额定电流可按大于电动机额定电流的1.5倍来选择。但不宜用于电流超过60A以上负载的控制,以保证可靠灭弧及用电安全。封闭式负荷开关在安装时,应保证外壳可靠接地,以防漏电而发生意外。接线时,电源线接在静触座的接线端上,负载则接在熔断器一端,不得接反,以确保操作安全。所以从对该电动大门的设计中,选取此系列的开关,无论从电动机的运行方面还是从经济方面都是最佳的选择。另外此元器件的工作环境比较差,选取这种系列的开关也是一个十分有益的。第二节 熔断器的选择 熔断器俗称保险丝,它是一种最简单有效的保护电器。在该设计的使用过程中,熔断器串接在保护的电路当中,作为电路及用电设备的短路和严重过载保护,其主要作用是短路保护。 一、熔断器的结构熔断器主要同熔体和安装熔体的熔壳两部分组成。在本次设计中我们在主电路和控制电路中所选用的是RL型螺旋式熔断器,图形符号和文字符号如下所示:FU熔体是由易熔金属材料铅、锡、锌、银、铜及其合金制成,通常制成丝状或片状。熔壳是装熔体的外壳,由陶瓷、绝缘钢纸或玻璃纤维制成,在熔体熔断时兼有灭弧作用。熔断器的熔体要与被保护的电路串联,当电路正常工作时,熔体允许通过一定大小的电流而不熔断。当电路发生短路或严重过载时,熔体中流过很大的故障电流,当电流产生的热量达到熔体的熔点时,熔体熔断切断电路,从而达到保护目的。二、熔断器的技术参数在选配熔断器时,经常需要考虑以下几个主要技术参数:1)、额定电电压;2)、额定电流;3)、熔体的额定电流;4)、熔体的熔断电流;5)、极限分断能力。三、熔断器的选取依据熔断器的选择主要根据熔断器的种类、额定电压、额定电流、熔体额定电流以及线路负载性质而定。具体可按如下原则选择: (1)、熔断器的额定电压应不小于电路工作电压。 (2)、电路上、下两级都设熔断器保护时,其上、下两级熔体电流大小的比值不小于1.6:1。 (3)、对于电阻性负载,熔断器可作过载和短路保护,熔体的额定电流应不小于负载的额定电流。 (4)、对于电感性负载的电动机电路,只作短路保护而不宜作过载保护。 (5)、对于单台电动机的保护,熔体的额定电流Irn应不小于电动机额定电流In的1.5-2.5倍,轻载启动或启动时间较短时系数可取1.5附近;带负载启动、启动时间较长或启动较频繁时,系数可取2.5。 (6)、对于多台电动机的保护,熔体的额定电流Irn应不小于最大一台电动机额定电流Inmax的1.5-2.5倍,再加上其余同时使用电动机的额定电流之和。第三节 接触器的选择当电动机功率稍大或启动频繁时,使用手动开关控制既不安全又不方便,更无法实现远距离操作和自动控制,此时就需要用自动电器来替代普通的手动开关。接触器是一种用来频繁地接通或分断交、直流主电路及大容量控制电路的自动切换电器,主要用于控制电动机、电热设备、电焊机和电容器组成等。它是电力拖动自动控制系统中使用最广泛的电器元件之一。接触器按其主触点通过电流的种类不同,可分为交流接触器和直流接触器。由于本次设计当中,所用的电源供电是交流电,所以选用交流接触器中的一种系列型号。一、交流接触器的结构交流接触器一般由垫毡、触点弹簧、灭弧罩、触点压力弹簧处、动触桥、静触点、衔铁、缓冲弹簧、电磁线圈和铁心等部分组成,其图形符号和文字符号如下图所示:主触点线圈子辅助触点交流接触器的工作原理:当线圈通电后,线圈中电流产生的磁场,使铁心产生电磁吸力将衔铁吸合。衔铁带动动触点动作,使常闭触头断开,常开触头闭合。当线圈断电时,电磁吸力消失,衔铁在反力弹簧的作用下释放,各触头随之复位。二、交流接触器选取的依据1)、依据负载电流性质决定接触器的类型;2)、额定电压与额定电流。即: U KMN U CNIKMN IN = PMN*103KUMN式中,UKMN接触器的额定电压(V); UCN负载的额定线电压(V); IKMN接触器的额定电流(A); IN接触器主触点电流(A); PMN电动机功率(KM); UMN电动机额定线电压(V); K经验常数,K=11.4。3)、吸引线圈的额定电压与控制电路电压相一致。4)、主触点与辅助触头中动合触头和动断触头数量符合电路需求。因为本次设计中的额定电压为380V,频率为50HZ,电动机的功率为2.2KW,所以通过以上的选取依据,该设计所选交流接触器型号为CJ2010。该型号的使用频率为50HZ,使用额定电压为380V/220V两种,可控制电动机最在功率为4KW/2.2KW两种,主触头额定电流为10A,吸引线圈电压为36V、127V、220V和380V四种,辅助触头额定电流为5A。所以选取该型号无论从经济方面还是从实用方面,都是最佳的。第四节 主令电器的选择主令电器是用来发布命令、改变控制系统工作状态的电器,它可以直接作用于控制电路,也可以通过电磁式电器的转换对电路实现控制。在本次设计中主要用到的主令电器有控制按钮和行程开关。一、控制按钮按钮是最常用的主令电器,其结构有常闭触头、常开触头、桥式触头、按钮帽和复位弹簧组成。它既有常开触头也有常闭触头。常态时在复位弹簧的作用下,由桥式动触点将静常闭触点闭合,常开触点断开,当按下按钮时,桥式动触点将常闭触点分断,常开触点闭合。电动大门在控制过程中的开启与关闭次数比较频繁,所以本次设计选取的控制按钮为LA2系列,它有一对常开和一对常闭触头,具有结构简单、动作可靠、坚固耐用的优点。其图形符号如下图所示:SBSBSB常开 常闭 复合式二、行程开关的选择行程开关主要由三部分组成:操作机构、触头系统和外壳。行程开关的种类很多,按其结构可分为直动式、滚动式和微动式三种。为
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