设备顺序起动控制电路设计.doc

皖西学院机械与电子工程学院 1 摘 要 本文介绍了基于电力拖动的一种电动机的启动停止的设计方案 将两台电动机成功的顺序启动 同时停止 我们运用其原理的思路 是 用两套异步电机 M1 和 M2 在 M1 控制回路中串入常开触头 实 现只有先开 M2 才能后开 M1 然后用一个常闭开关控制两台电机的 断开 使它们能够同时停止 系统用到的元件有常开常闭开关 熔 断器 继电器等一些常用的电气元件 绘制电路图与工作流程图 并进行改进 因为三相电机的仿真具有很高的难度 在短时间内无 法完成 故只使用原理图和电路图进行说明 关键词 关键词 异步电机 M1 和 M2 常开常闭开关 熔断器 继电器 皖西学院机械与电子工程学院 2 Abstract This paper introduces the electric drive based on a motor start stop design scheme the two electric motors successful sequence startup inverted order to stop We use the train of thought of its principle is with two sets of asynchronous motor M1 and M2 in M2 control loop of the string into normally open contacts realize only first open M1 after can open M2 in M1 stop button on the parallel a normally open contacts realize only first stop M2 can stop after the M1 The system use components have normally open normally closed switch fuse relay and so on some commonly used electrical components Draw circuit diagram and working flow chart and makes some improvement For the simulation of the three phase motor has high difficulty unable to complete in a short time so only use principle diagram and the circuit diagram shows KeywordsKeywords asynchronous motor M1 and M2 Normally open normally closed switch Fuse relay 皖西学院机械与电子工程学院 3 目 录 摘要 2 Abstract 3 第一章 绪 论 5 1 1 课题意义 5 1 2 系统参数和要求 6 第二章 所用元件结介绍 7 2 1 熔断器的原理 7 2 2 继电器 8 2 3 常开常闭开关器的选择 9 第三章 工作原理 12 3 1 两台电动机顺序启动的原理 12 3 2 两台电动机逆序停止的原理 13 3 3 保护方法 13 第四章 结语与心得 14 参考文献 14 皖西学院机械与电子工程学院 4 第一章第一章 绪绪 论论 1 11 1 课题意义课题意义 与单相异步电动机 相比 三相异步电动机运行性能好 并可节 省各种材料 按转子结构的不同 三相异步电动机可分为笼式和绕 线式两种 笼式转子的异步电动机结构简单 运行可靠 重量轻 价格便宜 得到了广泛的应用 其主要缺点是调速困难 绕线式三 相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环 电 刷与外部变阻器连接 调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能 和调节电动机的转速 当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时 就产生了一 个以同步转速 n1 沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁 场 由于旋转磁场以 n1 转速旋转 转子导体开始时是静止的 故转 子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势 感应电动势的方向 用右手定则判定 由于转子导体两端被短路环短接 在感应电动势 的作用下 转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电 流 转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用 力的方向用 皖西学院机械与电子工程学院 5 左手定则判定 电磁力对转子轴产生电磁转矩 驱动转子沿着旋 转磁场方向旋转 通过上述分析可以总结出电动机工作原理为 当 电动机的三相定子绕组 各相差 120 度电角度 通入三相对称交流 电后 将产生一个旋转磁场 该旋转磁场切割转子绕组 从而在转 子绕组中产生感应电流 转子绕组是闭合通路 载流的转子导体在 定子旋转磁场作用下将产生电磁力 从而在电机转轴上形成电磁转 矩 驱动电动机旋转 并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同 在这种情况的要求下 将电动机的转动规律设计清楚显得尤为 重要 电力拖动基础课程设计是电气工程及其自动化专业领域重要 的实践环节之一 主要以小型实用性电力拖动系统的软 硬件设计 为主 课程设计的目的和任务 全面熟练掌握电力拖动的应用 使学 生掌握小型电力拖动应用系统设计的步骤 通过设计过程对进一步 锻炼和培养学生的动手能力 1 2 系统参数和要求系统参数和要求 Y 系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电 动机 安装尺寸和功率等级符合 IEC 标准 外壳防护等级为 IP44 冷却方法为 IC411 连续工作制 S1 适用于驱动无特殊要求的机 械设备 如机床 泵 风机 压缩机 搅拌机 运输机械 农业机 械 食品机械等 Y 系列中 Y80 315电动机符合 Y 系列 IP44 三相异步电动机 技术条件 JB T9616 1999 Y355电动机符合 Y 系列 IP44 三相异 皖西学院机械与电子工程学院 6 步电动机技术条件 JB5274 91 Y80 315电动机采用 B 级绝缘 Y355 电动机采用 F 级绝缘 额定电压为380V 额定频率为50Hz 功率3kW 及以下为 Y 接法 其它功率均为 接法 电动机运行地点的海拔不 超过1000m 环境空气温度随季节变化 但不超过40 最低环境空 气温度为 15 最湿月月平均最高相对湿度为90 同时该月月平 均最低温度不高于25 选用的异步电机是转速3000r min 的电动 机 第二章 所用元件介绍 2 12 1 熔断器的原理熔断器的原理 熔断器也被称为保险丝 IEC127 标准将它定义为 熔断体 fuse link 它是一种安装在电路中 保证电路安全运行的电器 元件 熔断器其实就是一种短路保护器 广泛用于配电系统和控制 系统 主要进行短路保护或严重过载保护 熔断器是根据电流超过规定值一段时间后 以其自身产生的热 量使熔体熔化 从而使电路断开 运用这种原理制成的一种电流保 护器 熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备 中 作为短路和过电流的保护器 是应用最普遍的保护器件之一 熔断器是一种过电流保护器 熔断器主要由熔体和熔管以及外加填 料等部分组成 使用时 将熔断器串联于被保护电路中 当被保护 电路的电流超过规定值 并经过一定时间后 由熔体自身产生的热 量熔断熔体 使电路断开 从而起到保护的作用 皖西学院机械与电子工程学院 7 以金属导体作为熔体而分断电路的电器 串联于电路中 当过 载或短路电流通过熔体时 熔体自身将发热而熔断 从而对电力系 统 各种电工设备以及家用电器都起到了一定的保护作用 具有反 时延特性 当过载电流小时 熔断时间长 过载电流大时 熔断时 间短 因此 在一定过载电流范围内至电流恢复正常 熔断器不会 熔断 可以继续使用 熔断器主要由熔体 外壳和支座 3 部分组成 其中熔体是控制熔断特性的关键元件 电动机保护熔断器 2 22 2 继电器继电器 电磁继电器一般由铁芯 线圈 衔铁 触点簧片等组成的 只 皖西学院机械与电子工程学院 8 要在线圈两端加上一定的电压 线圈中就会流过一定的电流 从而 产生电磁效应 衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉 力吸向铁芯 从而带动衔铁的动触点与静触点 常开触点 吸合 当线圈断电后 电磁的吸力也随之消失 衔铁就会在弹簧的反作用 力返回原来的位置 使动触点与原来的静触点 常闭触点 释放 这样吸合 释放 从而达到了在电路中的导通 切断的目的 对于 继电器的 常开 常闭 触点 可以这样来区分 继电器线圈未通 电时处于断开状态的静触点 称为 常开触点 处于接通状态的 静触点称为 常闭触点 继电器一般有两股电路 为低压控制电 路和高压工作电路 当输入量 如电压 电流 温度等 达到规定值时 继电器使被 控制的输出电路导通或断开 输入量可分为电气量 如电流 电压 频率 功率等 及非电气量 如温度 压力 速度等 两大类 继电器 具有动作快 工作稳定 使用寿命长 体积小等优点 广泛应用于 电力保护 自动化 运动 遥控 测量和通信等装置中 电力继电器 DK 系 电力继电器 SF 系 皖西学院机械与电子工程学院 9 2 32 3 常开常闭开关器的选择常开常闭开关器的选择 按钮开关 一种短时接通或断开小电流电路的电器 它不直接 控制主电路的通断 而在控制电路中发出手动 指令 去控制接触 器 继电器等电器 再由它们去控制主电路 故称 主令电器 1 按钮开关的结构 按钮开关的结构 由按钮帽 复位弹簧 固定触点 可动触点 外壳和支柱连杆等组成 常开触头 动合触头 是指原始状态时 电器未受外力或线 圈未通电 固定触点与可动触点处于分开状态的触头 常开 动合 按钮开关 未按下时 触头是断开的 按下时触头 闭合接通 当松开后 按钮开关在复位弹簧的作用下复位断开 在 控制电路中 常开按钮常用来启动电动机 也称启动按钮 常闭 动断 按钮开关与常开按钮开关相反 末按下时 触头是 闭合的 按下时触头断开 当手松开后 按钮开关在复位弹簧的作 用下复位闭合 常闭按钮常用于控制电动机停车 也称停车按钮 复合按钮开关 将常开与常闭按钮开关组合为一体的按钮开关 即具有常闭触头和常开触头 未按下时 常闭触头是闭合的 常开 触头是断开的 按下按钮时 常闭触头首先断开 常开触头后闭合 当松开后 按钮开关在复位弹簧的作用下 首先将常开触头断开 继而将常闭触头闭合 复合按钮用于联锁控制电路中 2 按钮开关的安装和使用 1 将按钮安装在面板上时 应布置整齐 排列合理 可根据电动机 皖西学院机械与电子工程学院 10 启动的先后次序 从上到下或从左到右排列 2 按钮的安装固定应牢固 接线应可靠 应用红色按钮表示停止 绿色或黑色表示启动或通电 不要搞错 3 由于按钮触头间距离较小 如有油污等容易发生短路故障 因此 应保持触头的清洁 4 安装按钮的按钮板和按钮盒必须是金属的 并设法使它们与机床 总接地母线相连接 对于悬挂式按钮必须设有专用接地线 不得借 用金属管作为地线 5 按钮用于高温场合时 易使塑料变形老化而导致松动 引起接线 螺钉间相碰短路 可在接线螺钉处加套绝缘塑料管来防止短路 6 指示灯的按钮因灯泡发热 长期使用易使塑料灯罩变形 应降低 灯泡电压 延长使用寿命 7 停止 按钮必须是红色 急停 按钮必须是红色蘑菇头式 启动 按钮必须有防护挡圈 防护挡圈应高于按钮头 以防意外 触动使电气设备误动作 皖西学院机械与电子工程学院 11 常开常闭按钮开关 第三章第三章 工工 作作 原原 理理 3 13 1 两台电动机的顺序启动的原理两台电动机的顺序启动的原理 顺序控制电路是在一个设备启动之后另一个设备才能启动的一 种控制方法 用继电器 KM1 KM2分别串接在交流异步电机 M1 M2上 KM1要先启动是不能动作的 因为 SB2和 KM2是断开状态 只有当 KM2吸合实现自锁之后 SB3按纽才起作用 使 KM1通电吸合 从而 皖西学院机械与电子工程学院 12 M1起动 完成了顺序起动的控制 电路原理图 3 23 2两台电动机逆序停止的原理两台电动机逆序停止的原理 1 启动过程 当按控制按钮 SB11 SB21 可以分别使接触器 KM1 KM 2 线圈得 电吸合 主触点闭合 M1 或 M2 通电电机运行工作 接触器 KM1 KM2 的辅助常开接点同时闭合电路自锁 2 停止过程 皖西学院机械与电子工程学院 13 按控制按钮 SB22 按纽 接触器 KM2 线圈失电 电机 M2 停止运 行 若先停电机 M1 按下 SB12 按纽 由于 KM2 没有释放 KM2 常开 辅助触点与 SB11 的常开触点并联在一起并呈闭合状态 所以按钮 SB12 不起作用 只由当接触器 KM2 释放之后 KM2 的常开辅助触点 断开 按钮 SB12 才起作用 如图 3 0 图 3 0 顺序启动逆序停止控制电路 3 33 3 保护方法保护方法 1 电动机的过载保护由 FR1 和 FR2 分别完成 2 FR2 保护电动机 M2 但 FR1 动作保护后 M2 电动机也必 须停止工作 第四章结 语 与 心 得 电气控制就是指通过电气自动控制方式来控制生产过程 电气控制线路是 把各种有触点的接触器 继电器以及按钮 行程开关等电气元件 用导线按一 定方式连接起来组成的