兩臺(tái)電機(jī)順序啟動(dòng)順序停止控制線路的設(shè)計(jì)與分析

1、 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 報(bào)報(bào) 告告兩臺(tái)電機(jī)順序啟動(dòng)順序停止兩臺(tái)電機(jī)順序啟動(dòng)順序停止控制線路的設(shè)計(jì)與分析控制線路的設(shè)計(jì)與分析班級(jí)： 姓名： 學(xué)號(hào)： 2012 年 10 月 30 日淄 博 職 業(yè) 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計(jì)2摘要摘要本文介紹了基于電力拖動(dòng)的一種電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)停止的設(shè)計(jì)方案，將兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)成功的順序啟動(dòng)，逆序停止。我們運(yùn)用其原理的思路是：用兩套異步電機(jī) M1 和 M2，在 M2 控制回路中串入常開(kāi)觸頭，實(shí)現(xiàn)只有先開(kāi) M1 才能后開(kāi) M2，在 M1 停機(jī)按鈕上并聯(lián)一常開(kāi)觸頭，實(shí)現(xiàn)只有先停 M2 才能后停 M1。系統(tǒng)用到的元件有常開(kāi)常閉開(kāi)關(guān)，熔斷器，繼電器等一些常用的電氣元件。繪制電路圖與工

2、作流程圖，并進(jìn)行改進(jìn)。因?yàn)槿嚯姍C(jī)的仿真具有很高的難度，在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成，故只使用原理圖和電路圖進(jìn)行說(shuō)明。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：異步電機(jī) M1 和 M2；常開(kāi)常閉開(kāi)關(guān)；熔斷器；繼電器淄 博 職 業(yè) 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計(jì)3AbstractAbstractThis 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 tra

3、in 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.

4、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

5、 time, so only use principle diagram and the circuit diagram shows.KeywordsKeywords: asynchronous motor M1 and M2; Normally open normally closed switch; Fuse; relay淄 博 職 業(yè) 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計(jì)4目 錄摘要摘要 .2ABSTRACTABSTRACT .3第一章第一章 緒論緒論 .51.1 課題意義.51.2 系統(tǒng)參數(shù)和要求.61.3 選用的電動(dòng)機(jī).6第二章第二章 所用元件介紹所用元件介紹 .72.1 熔斷器的原理.72.2

6、繼電器.82.3 常開(kāi)常閉開(kāi)關(guān)器的選擇.9第三章第三章 工作原理工作原理 .113.1 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的順序啟動(dòng)的原理.113.2 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)逆序停止的原理.123.3 保護(hù)方法.12參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .13淄 博 職 業(yè) 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計(jì)5第一章第一章 緒論緒論1.1 課題意義與單相異步電動(dòng)機(jī) 相比，三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行性能好，并可節(jié)省各種材料。按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的不同，三相異步電動(dòng)機(jī) 可分為籠式和繞線式兩種?；\式轉(zhuǎn)子的異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、重量輕、價(jià)格便宜，得到了廣泛的應(yīng)用，其主要缺點(diǎn)是調(diào)速困難。繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子一樣也設(shè)置了三相繞組并通過(guò)滑環(huán)、電刷與外部變阻器連接。調(diào)節(jié)變阻

7、器電阻可以改善電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)性能和調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 當(dāng)向三相定子繞組中通過(guò)入對(duì)稱的三相交流電時(shí)，就產(chǎn)生了一個(gè)以同步轉(zhuǎn)速 n1 沿定子和轉(zhuǎn)子內(nèi)圓空間作順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。由于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以 n1 轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體開(kāi)始時(shí)是靜止的，故轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將切割定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向用右手定則判定） 。由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體兩端被短路環(huán)短接，在感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的作用下，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向基本一致的感生電流。轉(zhuǎn)子的載流導(dǎo)體在定子磁場(chǎng)中受到電磁力的作用（力的方向用左手定則判定） 。電磁力對(duì)轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子沿著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向旋轉(zhuǎn)。通過(guò)上述分析可以總結(jié)出電動(dòng)機(jī)工作原理為：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相

8、定子繞組（各相差 120度電角度） ，通入三相對(duì)稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路） ，載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同。 在這種情況的要求下，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)規(guī)律設(shè)計(jì)清楚顯得尤為重要。電力拖動(dòng)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)領(lǐng)域重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，主要以小型實(shí)用性電力拖動(dòng)系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)為主。課程設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)：全面熟練掌握電力拖動(dòng)的應(yīng)用，使學(xué)生掌握小型電力拖動(dòng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟，通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程對(duì)進(jìn)一步鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能

9、力。淄 博 職 業(yè) 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計(jì)61.2 系統(tǒng)參數(shù)和要求Y 系列電動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。安裝尺寸和功率等級(jí)符合 IEC 標(biāo)準(zhǔn)，外殼防護(hù)等級(jí)為 IP44，冷卻方法為 IC411，連續(xù)工作制（S1） 。適用于驅(qū)動(dòng)無(wú)特殊要求的機(jī)械設(shè)備，如機(jī)床、泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、攪拌機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、食品機(jī)械等。 Y 系列中，Y80315電動(dòng)機(jī)符合 Y 系列（IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)條件 JB/T9616-1999。Y355電動(dòng)機(jī)符合 Y 系列（IP44）三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)條件 JB5274-91。Y80315電動(dòng)機(jī)采用 B 級(jí)絕緣。Y355電動(dòng)機(jī)采用 F 級(jí)絕緣。額

10、定電壓為380V，額定頻率為50Hz。功率3kW 及以下為 Y 接法；其它功率均為接法。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行地點(diǎn)的海拔不超過(guò)1000m；環(huán)境空氣溫度隨季節(jié)變化，但不超過(guò)40；最低環(huán)境空氣溫度為-15；最濕月月平均最高相對(duì)濕度為90%；同時(shí)該月月平均最低溫度不高于25。電動(dòng)機(jī)有一個(gè)軸伸，可制成雙軸伸，第二軸伸亦能傳遞額定功率，但只能用聯(lián)軸器傳動(dòng)。1.3 選用的電動(dòng)機(jī)選用的異步電機(jī)是轉(zhuǎn)速 3000r/min 的電動(dòng)機(jī)，具體如圖 1.3 參考如下： 圖 1.3 常用異步電機(jī)實(shí)物圖淄 博 職 業(yè) 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計(jì)7第二章第二章 所用元件介紹所用元件介紹2.1 熔斷器的原理 熔斷器也被稱為保險(xiǎn)絲，IEC12

11、7 標(biāo)準(zhǔn)將它定義為熔斷體（fuse-link)。它是一種安裝在電路中，保證電路安全運(yùn)行的電器元件。熔斷器其實(shí)就是一種短路保護(hù)器，廣泛用于配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，主要進(jìn)行短路保護(hù)或嚴(yán)重過(guò)載保護(hù)。熔斷器（實(shí)物如圖 2.1）是根據(jù)電流超過(guò)規(guī)定值一段時(shí)間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開(kāi)；運(yùn)用這種原理制成的一種電流保護(hù)器。熔斷器廣泛應(yīng)用于高低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)以及用電設(shè)備中，作為短路和過(guò)電流的保護(hù)器，是應(yīng)用最普遍的保護(hù)器件之一。熔斷器是一種過(guò)電流保護(hù)器。熔斷器主要由熔體和熔管以及外加填料等部分組成。使用時(shí)，將熔斷器串聯(lián)于被保護(hù)電路中，當(dāng)被保護(hù)電路的電流超過(guò)規(guī)定值，并經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，由熔體自

12、身產(chǎn)生的熱量熔斷熔體，使電路斷開(kāi)，從而起到保護(hù)的作用。 圖2.1 熔斷器實(shí)物圖以金屬導(dǎo)體作為熔體而分?jǐn)嚯娐返碾娖?，串?lián)于電路中，當(dāng)過(guò)載或短路電流通過(guò)熔體時(shí)，熔體自身將發(fā)熱而熔斷，從而對(duì)電力系統(tǒng)、各種電工設(shè)備以及家用電器都起到了一定的保護(hù)作用。具有反時(shí)延特性，當(dāng)過(guò)載電流小時(shí)，熔斷時(shí)間長(zhǎng)；過(guò)載電流大時(shí)，熔斷時(shí)間短。因此，在一定過(guò)載電流范圍內(nèi)至電流恢復(fù)正常，熔斷器不會(huì)熔斷，可以繼續(xù)使用。熔斷器主要由熔體、外殼和支座 3 部分組成，其中熔體是控制熔斷特性的關(guān)鍵元件。淄 博 職 業(yè) 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計(jì)82.2 繼電器電磁繼電器 （如圖 2.2）一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線圈兩端

13、加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。對(duì)于繼電器的“常開(kāi)、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來(lái)區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開(kāi)狀態(tài)的靜觸點(diǎn)，稱為“常開(kāi)觸點(diǎn)” ；處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為“常閉觸點(diǎn)” 。繼電器一般有兩股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。 圖2.2 繼電器的結(jié)構(gòu)及原理當(dāng)輸入量(如電壓、電流、溫度等)達(dá)到規(guī)

14、定值時(shí)，繼電器使被控制的輸出電路導(dǎo)通或斷開(kāi)。輸入量可分為電氣量(如電流、電壓、頻率、功率等)及非電氣量(如溫度、壓力、速度等)兩大類。繼電器具有動(dòng)作快、工作穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、體積小等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于電力保護(hù)、自動(dòng)化、運(yùn)動(dòng)、遙控、測(cè)量和通信等裝置中。淄 博 職 業(yè) 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計(jì)92.3常開(kāi)常閉開(kāi)關(guān)器的選擇按鈕開(kāi)關(guān)：一種短時(shí)接通或斷開(kāi)小電流電路的電器，它不直接控制主電路的通斷，而在控制電路中發(fā)出手動(dòng)“指令”去控制接觸器、繼電器等電器，再由它們?nèi)タ刂浦麟娐?，故稱“主令電器” 。按鈕開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)以及符號(hào)如圖 2.3 （1）按鈕開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)按鈕開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)：由按鈕帽、復(fù)位彈簧、固定觸點(diǎn)、可動(dòng)觸點(diǎn)、外

15、殼和支柱連桿等組成。常開(kāi)觸頭（動(dòng)合觸頭）：是指原始狀態(tài)時(shí)（電器未受外力或線圈未通電） ，固定觸點(diǎn)與可動(dòng)觸點(diǎn)處于分開(kāi)狀態(tài)的觸頭。常開(kāi)(動(dòng)合)按鈕開(kāi)關(guān)，未按下時(shí)，觸頭是斷開(kāi)的，按下時(shí)觸頭閉合接通；當(dāng)松開(kāi)后，按鈕開(kāi)關(guān)在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位斷開(kāi)。在控制電路中，常開(kāi)按鈕常用來(lái)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，也稱啟動(dòng)按鈕。常閉(動(dòng)斷)按鈕開(kāi)關(guān)與常開(kāi)按鈕開(kāi)關(guān)相反，末按下時(shí)，觸頭是閉合的，按下時(shí)觸頭斷開(kāi)；當(dāng)手松開(kāi)后，按鈕開(kāi)關(guān)在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位閉合。常閉按鈕常用于控制電動(dòng)機(jī)停車，也稱停車按鈕。 復(fù)合按鈕開(kāi)關(guān)：將常開(kāi)與常閉按鈕開(kāi)關(guān)組合為一體的按鈕開(kāi)關(guān)，即具有常閉觸頭和常開(kāi)觸頭。未按下時(shí)，常閉觸頭是閉合的，常開(kāi)觸頭是斷開(kāi)的。按下按

16、鈕時(shí)，常閉觸頭首先斷開(kāi)，常開(kāi)觸頭后閉合；當(dāng)松開(kāi)后，按鈕開(kāi)關(guān)在復(fù)位彈簧的作用下，首先將常開(kāi)觸頭斷開(kāi)，繼而將常閉觸頭閉合。復(fù)合按鈕用于聯(lián)鎖控制電路中。（2）按鈕開(kāi)關(guān)的安裝和使用1)將按鈕安裝在面板上時(shí)，應(yīng)布置整齊，排列合理，可根據(jù)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的先后次序，從上到下或從左到右排列：2)按鈕的安裝固定應(yīng)牢固，接線應(yīng)可靠。應(yīng)用紅色按鈕表示停止，綠色或黑色表示啟動(dòng)或通電，不要搞錯(cuò)。3)由于按鈕觸頭間距離較小，如有油污等容易發(fā)生短路故障，因此應(yīng)保持觸頭的清潔。4)安裝按鈕的按鈕板和按鈕盒必須是金屬的，并設(shè)法使它們與機(jī)床總接地母線相連接，對(duì)于懸掛式按鈕必須設(shè)有專用接地線，不得借用金屬管作為地線。5)按鈕用于高溫場(chǎng)

17、合時(shí)，易使塑料變形老化而導(dǎo)致松動(dòng)，引起接線螺釘間相碰短路，可在接線螺釘處加套絕緣塑料管來(lái)防止短路。6)帶指示燈的按鈕因燈泡發(fā)熱，長(zhǎng)期使用易使塑料燈罩變形，應(yīng)降低燈泡電壓，延長(zhǎng)使用壽命。7)“停止”按鈕必須是紅色；“急?！卑粹o必須是紅色蘑菇頭式；“啟動(dòng)”按鈕必須有防護(hù)擋圈，防護(hù)擋圈應(yīng)高于按鈕頭，以防意外觸動(dòng)使電氣設(shè)備誤動(dòng)作。淄 博 職 業(yè) 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計(jì)10 圖2.3 按鈕開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)以及符號(hào)淄 博 職 業(yè) 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計(jì)11第三章第三章 工作原理工作原理3.1 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的順序啟動(dòng)的原理順序控制電路是在一個(gè)設(shè)備啟動(dòng)之后另一個(gè)設(shè)備才能啟動(dòng)的一種控制方法。用繼電器KM1，KM2分別串

18、接在交流異步電機(jī) M1,M2上。如圖3.0，KM2要先啟動(dòng)是不能動(dòng)作的，因?yàn)镾B21和 KM1是斷開(kāi)狀態(tài)，只有當(dāng) KM1吸合實(shí)現(xiàn)自鎖之后，SB21按紐才起作用，使 KM2通電吸合。當(dāng)電機(jī) M1單獨(dú)運(yùn)行時(shí)開(kāi)關(guān) SB12直接控制 M1的停止。3.1原理圖：3.2 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)逆序停止的原理（1）啟動(dòng)過(guò)程淄 博 職 業(yè) 學(xué) 院 課 程 設(shè) 計(jì)12當(dāng)按控制按鈕 SB11、SB21 可以分別使接觸器 KM1、KM 2 線圈得電吸合，主觸點(diǎn)閉合，M1 或 M2 通電電機(jī)運(yùn)行工作。接觸器 KM1、KM2 的輔助常開(kāi)接點(diǎn)同時(shí)閉合電路自鎖。（2）停止過(guò)程按控制按鈕 SB22 按紐，接觸器 KM2 線圈失電，電機(jī) M2 停止運(yùn)行。若先停電機(jī) M1 按下SB12 按紐，由于 KM2 沒(méi)有釋放，KM2 常開(kāi)輔助觸點(diǎn)與 SB11 的常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)在一起并呈閉合狀態(tài)，所以按鈕