《电气控制技术与应用》课件 单元四 课题1 设计、安装、调试三台交流电动机顺序启动逆序停止控制线路

单元四电气控制线路的设计课题一设计、安装、调试三台交流电动机顺序启动逆序停止控制线路一、教学目标二、教学任务三、教.学.做（一）课题分析（二）相关知识（三）电路设计（四）元件选择（五）安装与调试四、课题小结五、效果测评目录（一）知识目标1.掌握电气控制线路的一般设计法的概念及特点；2.掌握电气控制线路的一般设计法的步骤和内容；3.掌握电动机选择的基本原则；4.掌握常用电器元件的选择原则。一、教学目标（二）能力目标1.能够应用一般设计法设计本课题的电气原理图；2.能够列出本课题电气控制线路的电器元件型号及规格明细表；3.能够根据电气原理图进行正确的安装接线；4.掌握正确的电路调试方法。（一）课题分析（二）相关知识（三）电路设计（四）元件选择（五）安装与调试。二、教学任务提出任务：设计并安装三条皮带运输机构成的散料运输线，如图4-1-1所示三、教.学.做图4-1-1皮带运输机工作示意图控制要求：1.按下按钮SB2，三台皮带输送机的启动顺序为3#→2#→1#，并要求有一定的时间间隔。2.按下按钮SB1，三台皮带输送机的停车顺序为1#→2#→3#，也要有一定时间间隔。3.不论2#或3#哪一台出故障，1#必须停车。4.应具有短路、过载、欠压（失压）保护等措施。1、拖动方式：三台皮带输送机可采用三台鼠笼式交流异步电动机来拖动。且负载性质为恒转矩负载，无需调速；2、启动方式：三台电动机功率较小，故可直接启动。3、运行方式：均为单方向运行。4、控制要求：顺启逆停控制。（一）课题分析1、电气控制线路的一般设计方法又称经验设计法（或分析设计法）。适用于不太复杂的（继电接触式）电气控制线路设计。此方法具有易于掌握，便于推广，但需反复修改设计草图才能得到最佳方案。（二）相关知识2、一般设计法的步骤（1）设计主电路：根据启动、运行及制动方式。（2）设计控制电路：根据控制要求及逻辑关系。（3）设计保护环节：设置必要的联锁、保护环节。（4）设计辅助电路：根据设计和工作需要，设计照明、指示、报警等电路。（5）电路控制功能的检查与完善。（6）电路的分区与标注。1、主电路设计设计三台电动机的电源通、断电及单向运转的主电路，同时主电路应具有短路保护、过载保护和失压保护等环节。（三）电路设计（1）设计顺序启动、逆序停止控制顺序启动（M3→M2→M1）：将控制第一台电动机的KM3辅助常开触头串联在控制第二台电动机的KM2线圈回路中，KM2辅助常开触头串联在控制第三台电动机的KM1线圈回路中，依次类推即可满足；逆序停止（M1→M2→M3

）：将控制倒数第一台电动机的KM1辅助常开触头并联于KM2线圈停止按钮SB4常闭触头两端，将控制倒数第二台电动机的KM2辅助常开触头并联于KM3线圈停止按钮SB6常闭触点两端上，依次类推即可满足。2、控制电路的设计图4-1-3基本控制电路部分（2）设计时间继电器控制的顺序启动、逆序停止电路图4-1-4时间继电器控制电路图3、控制线路完善和校核1、按钮的选择主要根据所需触头数、使用场合、颜色标注、额定电压、额定电流进行选择。注：“停止”和急停是红色；“启动”按钮是绿色；“启动”与“停止”交替动作的按钮是黑色、白色或灰色；点动按钮是黑色；复位按钮必须是蓝色。如果还有停止作用，则必须是红色。（四）元件选择2、断路器的选择①断路器额定电压和额定电流应不小于电路正常工作电压和工作电流。②热脱扣器整定电流应与所控制电动机的额定电流或负载额定电流一致。③电磁脱扣器瞬时脱扣整定电流应大于负载电路正常工作时的峰值电流。对电动机，断路器电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流值I按下式计算：I≥K·IST式中：安全系数，可取K=1.7；电动机启动电流。3、熔断器选择先确定熔体额定电流，再根据熔体规格，选择熔断器规格，再选择熔断器类型。（1）熔体额定电流选择

①无冲击电流负载，如照明电路、信号电路、电阻炉等。

IFUN

≥I

式中：IFUN为熔体额定电流；

I为负载额定电流。②负载出现尖峰电流，如笼型异步电动机的启动电流为(4～7)电动机额定电流。a、单台不频繁启、停，且长期工作电动机：IFUN＝(1.5～2.5)Ied

b、单台频繁启动、长期工作电动机：

IFUN＝(3～3.5)Iedc、多台长期工作电动机共用熔断器：

IFUN≥(1.5～2.5)Iemax+∑

Ied或

IFUN≥

Im／2.5式中：Iemax---容量最大一台电动机的额定电流；

∑

Ied---其余电动机额定电流之和；

Im---电路中可能出现的最大电流。d、几台电动机不同时启动时，电路中最大电流:

Im

=7Iemax+∑

Ied

③采用降压方法启动的电动机：

IFUN≥Ied（2）熔断器规格选择

额定电压大于电路工作电压，额定电流等于或大于所装熔体的额定电流。（3）熔断器类型选择

应根据负载保护特性、短路电流大小及安装条件来选择。4、交流接触器选择主要考虑主触头额定电压与额定电流、辅助触头数量、吸引线圈电压等级、使用类别、操作频率等。①

额定电压与额定电流主要考虑交流接触器主触头的额定电压与额定电流。（a）主触头额定电流应等于或大于负载或电动机额定电流。（b）主触头额定电压应等于或大于负载或电动机额定电压。②吸引线圈电流种类及额定电压

线圈额定电压应根据控制电路复杂程度，维修、安全要求，设备所采用的控制电压等级考虑。③辅助触头的额定电流、种类和数量。④其它a.根据使用环境选择有关系列接触器或特殊用接触器。b.电器的固有动作时间、使用寿命和操作频率。5、继电器的选择①电磁式通用继电器保护用：应考虑过电压(或过电流)、欠电压(或欠电流)继电器的动作值和释放值，中间继电器触头的类型和数量，励磁线圈的额定电压或额定电流值。②时间继电器根据延时方式、延时精度、延时范围、触头形式及数量、工作环境等，确定采用何种型式的时间继电器，再选择线圈额定电压。③热继电器结构型式：决定于电动机绕组接法及是否要求断相保护。热元件整定电流可按下式选取:IFRN=（0.95～1.05）Ied

式中：IFRN---热元件整定电流。工作环境恶劣、起动频繁的电动机按下式选取：

IFRN＝（1.15～1.5）Ied过载能力较差电动机，热元件整定电流为电动机额定电流的(60∼80)％。重复短时工作制电动机，其过载保护应选用温度继电器。表4-1-1电气元件型号及规格明细表序号符号名称型号及规格数量单位用途1M1～M3异步电动机Y90L-4，1.1KW,1400r/min3台三条传送带的主传动2KH1～KH3热继电器JR16-20/3D15.4A3只M1～M3的过载保护3KM1～KM3交流接触器CJ10-20，线圈电压380V3只M1～M3的启动4FU1～FU3熔断器及熔体RT18-32A/25A3套三联5FU熔断器及熔体RT18-32A/2A1只单联6QF断路器C20-3P1只设备电源引入控制开关7KT1～KT4时间继电器LA2-DT44只控制顺序启动逆序停止时间8SB1～SB2三联控制按钮LA10-3H1只电路的启动与停止控制1、器材准备（1）常用工具：螺钉旋具（俗称起子。分为一字形和十字形）、测电笔、钢丝钳、尖嘴钳、断线钳（又称斜口钳）、剥线钳、电工刀、活动扳手等电工常用工具。（2）常用仪表：万用表（MF47型）、钳形电流表（MG3-1型）、兆欧表（ZC25-3型）。（3）需用元件规格。元件配齐后需进行质量检验，确保无问题后（需得到实训指导教师的认可）再进行下一步工作。（五）安装与调试常用工具常用仪表表4-1-2实训设备及工具材料表序号分类名称型号规格数量单位备注1电源交流AC3×380/220V、20A1处2劳保用品绝缘鞋、工作服等自定1套3工具电工通用工具验电笔、钢丝钳、三用钳、螺丝刀（包括十字、一字）、斜口钳、镊子等1套4仪表万用表MF47型1块5设备器材异步电动机Y132M-4-B3，7.5KW,1450r/min3台6热继电器JR16-20/3D15.4A3只7交流接触器CJ10-20，线圈电压380V3只8熔断器及熔体RT18-32A/25A3套三联9熔断器及熔体RT18-32A/2A1只单联10断路器C45-3P1只11时间继电器LA2-DT44只12三联控制按钮LA10-3H1只13三相异步电动机YD112M-4/23台可自定14接线端子牌TD-15-202条可自定15配电安装箱1个可自定16消耗材料连接导线

若干17连接导线若干18紧固件M4×15mm螺杆，螺母、平、弹簧垫圈若干只19导轨360mm2条20塑料套管Φ3.5若干米21号码笔黑色31911支可自定2、电路安装（1）安装步骤如下第一步

选配并检查元件和电气设备。第二步

固定电器元件和走线槽，并在电器元件附近

做好与电路图上相同代号的标记。安装走线

槽时，应做到横平竖直、排列整齐匀称、安

装牢固便于走线等。第三步

在控制板上进行板前线槽配线，

并在导线端部套编码套管。第四步

进行控制板外的元件固定和布线。第五步

自检（2）线路安装注意事项①电动机和线路的接地须符合要求。禁止采用金属软管作为接地通道。②在控制箱外部布线时，导线必须穿在导线通道或敷设在设备的导线通道里，导线中间不允许有接头。3、通电调试（1）调试步骤①将主电路电源断开，接通控制电路电源，检查控制电路的控制逻辑是否与控制要求一致。②接通电源，点动控制各电动机的启动，以检查各电动机转向是否符合要求，机械部分运转是否正常。③通电空载调试空转试车时，应观察工作是否正常。发现异常，应立即切断电源进行检查。④带负载调试一方面观察设备带负载后是否有其它情况发生；另一方面不断调整时间继电器和热继电器整定值，使之与生产要求相适应。（2）通电调试注意事项：①试车时，传送带上不允许有物料。②试车时，应先合上电源开关，后按启动按钮；停车时，应先按停止按钮，后断开电源开关。四、课题小结图4-1-6本课题内容结构示意图根据本课题学习内容，按照教材所列测评内容，对教学效果进行测评，检验教学达标情况。五、效果测评考核目标考核内容考核要求评分标准配分自评互评师评知识目标（55）电气控制线路的一般设计方法及特点掌握电气控制线路的一般设计方法及特点（1）一般设计方法的基本要求5分；（2）一般设计方法的基本特点5分。10一般设计方法的基本步骤掌握一般设计方法的主要设计步骤每个主要步骤2分；12主电路的设计内容掌握主电路的设计内容每项内容1分5控制电路的设计内容掌握控制电路的设计内容每项内容1分3保护环节的设计内容掌握保护环节的设计内容每项内容1分3辅助电路的设计内容掌握辅助电路的设计内容每项内容1分4电路控制功能的检查与完善内容掌握电路控制功能的检查与完善内容每项内容1分5电路的分区与标