机电控制课设设计说明书

1、中原工学院课程设计目 录1. 机电控制技术课程设计任务书-21.1 课程设计指导思想-21.2 课程设计的目的-21.3 课程设计的基本要求-21.4 课程设计任务-32. 引言-43. 电路设计及元件选择-53.1课程设计题目-53.2设计内容-54柜体设计-105总结-116参考文献-137. 附录-141. 机电控制技术课程设计任务书1.1 课程设计指导思想课程设计在整个教学过程中，是一个非常重要的实践性教学环节，尤其在掌握机电传动控制技术时，仅仅了解工作原理和控制的指令系统是远远不够的。为最大限度的满足生产工艺和机械设备的要求，就需要结合机电传动控制和应用技术的特点，进行初步的工程训练

2、。1.2 课程设计的目的机电传动控制得课程设计的主要目的，是通过对某个简单的自动化生产设备、某条简单的自动化生产线、某些简单的工艺过程的调查研究，使学生明确生产工艺对电气控制提出的各项要求。根据这些要求，进行基本的原理设计、工艺设计设计，使学生在课程设计的全过程、中，明确设计任务中的各项要求，建立工程设计的整体概念，从工程环境、实现手段和操作方式的各个环节入手来设计控制系统，最终能够满足这些要求。课程设计以培养工程应用能力为主，在独立完成设计任务的同时，还要进行多方面能力的培养和提高，为毕业设计以及毕业后的工作能力打下良好的基础。1.3 课程设计的基本要求课程设计以学生独立工作为主，教师的辅导

3、为辅。要充分调动学生得积极性，培养学生得自主性和创新意识。学生要独立完成的工作：（1） 明确设计任务，详细了解各种设计要求和设计指标；（2） 确定设计方案，明确设计内容；（3） 拟定工作进度计划；（4） 规定时间内完成课程设计任务；（5） 完成课程设计说明书。1.4 课程设计任务1. 设计内容本次课程设计要求完成电机基本控制的设计，包括控制原理设计，元器件选型，控制柜设计等内容。2. 设计要求 完成控制原理图、元件选型、元件布置图、柜体设计、设计说明书等。3. 课题要求及主要参数 注：任务序号和学号相同。序号电机控制控制对象（单位：kw）柜体型式备注13路220+22+5.5立柜或卧柜23路1

4、85+30+433路160+37+7.543路132+45+1154路110+55+22+1.565路75+75+30+7.5+1.52. 引言机电传动（又称电力传动或电力拖动）是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统之总称。它的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动、停止以及速度调节，满足各种生产工艺过程的要求，保证生产过程正常运行。在现代工业中，为了实现生产过程自动化的要求，机电传动不仅包括拖动生产机械的电动机，而且包括控制电动机的一整套控制系统。从现代化生产的要求出发，机电传动控制系统所要完成的任务，从广义上讲，就是要使生产机械设备、生产线、车间甚至整个工厂都实现自动化；从狭义上讲，

5、则专指控制电机驱动生产机械，实现产品数量的增加、产品质量的提高、生产成本的降低工人劳动条件的改善以及能源的合理利用。例如，一些精密机床要求加工精度达百分之几毫米，甚至几微米；对于电梯和提升机，要求启动和制动平稳，能并能准确地停止在给定的位置上；对于冷、热连轧机以及造纸机的各机架或各部分，要求它们的转速保持一定的比例关系，以便进行协调运转；诸如此类要求，都是靠电动机及其控制系统和机械传动装置来实现的。在本次设计中，重点讨论的是变电柜的设计，主要设计各种不同功率电机的启动，如自耦变压器启动、星三角形启动和直接启动。通过这些设计，来掌握各种继电器、接触器的选择和使用，以及查手册和使用手册的能力。通过

6、设计，我们熟悉了各种电路元件的性能及使用、选择，对各种电路元件有更深的理解与认识 。3. 电路设计及元件选择3.1 课程设计题目要求采用继电器-接触器控制电机的启停。控制电压380v，频率50hz。3.2 设计内容1. 电机控制原理根据电机功率大小选择不同的启动方法（通常55kw及以上采用自耦变压器启动，18.5kw以下采用直接启动，之间采用星-三角）。绘制主电路及控制电路原理图、安装接线图（用CAD绘制）。列出元件清单。2. 元件选型 根据电流大小选择元件型号（推荐采用正泰电器）。3. 元件布置 根据元件型号确定尺寸，排列元件位置，画出平面图。4. 柜体设计根据元件排列尺寸设计柜体。画出柜体

7、CAD图纸。5. 设计说明编制设计说明书6设计电路图及原理(1)220KW选用自耦变压器降压启动，原理图如下：控制方式：1. 合上空气开关QF1、 QF3接通三相电源2. 按启动按钮SB4，线圈KM5得电并自锁，其主触头闭合，将自耦变压器线圈接入电路，电动机启动；与此同时，时间继电器KT2得电，经过一段时间后，KT2闭合使中间继电器KT1得电并自锁，其常开触点闭合，KM4得电并自锁，其常闭触点断开,KM5断开实现互锁，同时其主触头KM4闭合，电动机实现降压启动。3. 按下按钮SB3，使电动机停止运转。元件选择：断路器QF3：NM1-630S熔断器FU2：RT36-3热继电器FR2：NR2-63

8、0接触器：KM4、KM5、KM6:NC2-500时间继电器KT2：JS14P-21中间继电器K1：JE7-44自耦减压变压器1QZB:QZB-225按钮SB3：NP4-01BN/4SB4：NP4-10BN/3显示灯L2：ND16-22A/4（2）22KW选用Y-启动控制方式：按下SB2，接触器KM1，KM3同时得电，其主触点闭合，控制线路接成星形，经过一段时间延时，接触器KM3断电，其主触点打开，同时KM2得电，KM2主触点闭合，则电动机实现降压启动，而后再自动转换成正常速度。元件选择：断路器QF2：NM1-63S接触器：KM1、KM2、KM3: CJX2-50-10、CJX2-50-11、C

9、JX2-50-01时间继电器KT1：JS14P-21熔断器：RT36-00C热继电器FR1：JR36-63按钮SB1：NP4-01BN/4SB2：NP4-10BN/3显示灯L1：ND16-22A/4（3）5.5KW采用直接启动：控制方式：按下按钮SB6，接触器KM7得电并自锁，电动机启动元件选择:断路器QF4：NM1-63S接触器：KM7:CJX2-65热继电器FR2：JR36-20熔断器：RT360-20按钮SB5：NP4-01BN/4SB6：NP4-10BN/3显示灯L3：ND16-22A/4 4柜体设计1）、在设计柜体时，必须充分考虑柜体运输和使用的环境和条件： 1、柜体的密封需要满足运

10、输和使用环境的要求；2、设计柜体时必须有效防止灰尘和有机溶液的进入，防止对设备造成伤害；3、需保证柜体内的温度上升时和柜外的温度差不超过一定的温度；4、4还必须考虑到尽量降低噪声，并且要将元件合理的布局，尽量减少元件间的相互干扰情况等2）、由于各种电器元件安装位置不同，在构成一个完整的电器控制系统时，就必须划分组件。划分组件的原则是：1、把功能类似的元件组合在一起；2、尽可能减少组件之间的连线数量，同时把接线关系密切的控制电器置于同一组件中；3、让强弱电控制器分离以减少感染；4、为力求整齐美观，可把外形尺寸重量相近的电器组合在一起；5、为了控制系统便于检查与调试，把需经常调节、维护和易损元件组

11、合在一起。3）、柜体总体布置设计控制柜体配置设计任务是根据电气原理图的工作原理与控制要求，先将控制系统划分为几个组成部分，再根据控制柜的复杂程度，把每一部件划成若干组件，然后再根据电气原理图的接线关系整理出各部分的进出线号，并调整它们之间的连接方式。5总结机电传动控制这门课，是以电机为被控对象，控制为核心的一门课程。所以，我们不仅要掌握现代工业的各种控制方法，同时也应了解电机的原理以及特性。在学习这门课时，我们主要将重点放在了控制这一部分。在本次课程设计中，我们总共经历了控制方案的设计、控制线路的设计、元件的选型、安装接线图、柜体的设计、设计资料整理以及设计说明书的编写等7个过程。在每个过程中

12、我们都学到了很多的知识，积累许多经验，并了解了整个设计的过程，熟悉了整个设计的流程，为以后做毕业设计和工作做了准备。在原理图的设计上，我们学到了如何灵活利用“起保停”电路来实现我们所需的控制要求，学会了电机的自耦变压器启动、星三角启动和直接启动的方法和注意事项。另外我们还学会了分路设计，将整个原理图划分为主回路、控制回路、辅助回路灯3个部分，然后分别进行设计。这样，经过细分后的原理图，就变得简单明了，设计起来就很容易明确目的，快速的完成任务。同时，为了能有短路保护和过载保护，我们利用了热继电器和熔断器。 在元器件的选型上，我们学会了如何查资料，查询电工手册。通过查手册中的元器件性能指标表格，我

13、学会了如何筛选自己所需的元器件。同时，我在资料中查到了许多经验公式，利用这些经验公式，我计算出工业中一些额定电流的裕度。比如，在熔断器的选择上，我就是将电机的参数所计算出的电流值带入经验公式，得出一个电流裕度，然后选取熔断器。另外，我也学到了一些工业接线方面的工艺知识；比如，在接点接线时线头不可超过3个；再比如按钮与指示灯的颜色选取是根据工业中约定俗成的习惯而定。在接线图的设计上，我学会了如何将原理图中的电器连接表达到接线图中去。在此部分，我使用接线端子，将各个元件连接到箱体外部的各元件上。首先，我将箱体内部的元件位置进行布置，布置的原则是尽量使箱体内接线路径最短。然后将各引出线进行编号，临近的元件则不用上端子，直接接到元件即可。通过本次课程设计的各个过程，经历了许多困难与问题。在设计期间，通过重重困难，最终完成了整个设计任务。这个过程，是我最宝贵的财富，因为，我从中汲取的经验将受用一生