電器控制課程設(shè)計.doc

目 錄1、概述21.1、設(shè)備簡介21.2、設(shè)備設(shè)計要求21.3、設(shè)計要求22、拖動方案的確定和電動機(jī)的選擇33、電氣控制電路圖設(shè)計34、電器元件的選擇31.1、熔斷器41.2、接觸器41.3、熱繼電器41.4、時間繼電器41.5、導(dǎo)線截面積51.6、元器件明細(xì)表55、檢查、調(diào)整與說明86、結(jié)束語87、參考文獻(xiàn)91. 設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：物流傳輸線自動控制系統(tǒng)設(shè)備簡介：現(xiàn)代企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)、裝配及傳輸時大多數(shù)都采用物流自動傳輸線來代替這些繁重的、重復(fù)性的工作。能否設(shè)計一個比較合理、安全、方便及節(jié)能的物流傳輸控制系統(tǒng)是一個企業(yè)提高其生產(chǎn)效率、降低成本的關(guān)鍵所在?，F(xiàn)以一個由三節(jié)皮帶鏈組成的物流傳輸線為設(shè)計對象進(jìn)行設(shè)計。設(shè)備技術(shù)要求： 每節(jié)傳輸帶由一臺電動機(jī)控制，電動機(jī)功率均為7.5KW，單向旋轉(zhuǎn)；當(dāng)?shù)谝还?jié)傳輸帶檢測到有貨物時應(yīng)相應(yīng)的往下節(jié)傳輸，當(dāng)貨物接近第二節(jié)傳輸線時，第二節(jié)傳輸線進(jìn)行工作，準(zhǔn)備傳輸快要到來的貨物，當(dāng)貨物到第二節(jié)時，第一節(jié)傳輸線則停止運行；當(dāng)貨物接近第三節(jié)傳輸線時，第三節(jié)傳輸線進(jìn)行工作，準(zhǔn)備傳輸快要到來的貨物，當(dāng)貨物到第三節(jié)時，第二節(jié)傳輸線則停止運行；然后貨物在第三節(jié)傳輸線的傳輸下送到指定加工或裝配地點；當(dāng)?shù)诙?jié)傳輸線上有物品正在傳輸時，第一節(jié)傳輸則不能工作；若第三節(jié)的貨物未取走時，第二節(jié)傳輸線則不能工作；要求每臺電機(jī)有相應(yīng)的保護(hù)措施及運行指示；系統(tǒng)要求有電源指示。設(shè)計計算內(nèi)容：1. 電力拖動方案的確定和電動機(jī)的選擇2. 電氣控制電路圖的設(shè)計3. 常用控制電器的選擇設(shè)計要求：1.根據(jù)設(shè)計任務(wù)書制定控制方案。2.設(shè)計電氣控制原理圖，說明工作原理。3.計算選擇電器元件，列出元器件明細(xì)表。4.設(shè)計安裝圖（布置圖、接線圖、互連圖等）。5.安裝調(diào)試說明。6編寫設(shè)計說明書。提交的課程設(shè)計作業(yè)：設(shè)計說明書及圖紙。一、拖動方案的確定和電動機(jī)的選擇1.、電力拖動方案的確定每節(jié)傳輸線由一臺電機(jī)控制，故拖動方式為單獨拖動。2、電動機(jī)的選擇傳輸線為一般中小型設(shè)備，負(fù)載為一般任務(wù)，設(shè)備無特殊要求，選用經(jīng)濟(jì)、簡單、可靠且具有防止灰塵、鐵屑或其他雜物侵入電動機(jī)內(nèi)部的特點的Y160L-8全封閉自扇冷式龍興三相異步電動機(jī)，B級絕緣，額定電壓380V，額定電流17.7A，頻率50HZ，額定功率7.5KW。二、電氣控制電路圖的設(shè)計（采用分析設(shè)計法來設(shè)計電路圖）1、 傳輸線的工藝要求 第一節(jié)傳輸帶檢測到有貨物時應(yīng)相應(yīng)的往下節(jié)傳輸，當(dāng)貨物接近第二節(jié) 傳輸線時，第二節(jié)傳輸線進(jìn)行工作，準(zhǔn)備傳輸快要到來的貨物，當(dāng)貨物到第二節(jié)時，第一節(jié)傳輸線則停止運行；當(dāng)貨物接近第三節(jié)傳輸線時，第三節(jié)傳輸線進(jìn)行工作，準(zhǔn)備傳輸快要到來的貨物，當(dāng)貨物到第三節(jié)時，第二節(jié)傳輸線則停止運行；然后貨物在第三節(jié)傳輸線的傳輸下送到指定加工或裝配地點； 當(dāng)?shù)诙?jié)傳輸線上有物品正在傳輸時，第一節(jié)傳輸則不能工作；若第三節(jié)的貨物未取走時，第二節(jié)傳輸線則不能工作。2、 電器控制電路圖的設(shè)計過程采用分析設(shè)計法來設(shè)計電路圖（圖1所示）圖1傳輸線控制系統(tǒng)由交流繼電器、熱繼電器、時間繼電器、按鈕、行程開關(guān)等元件組成。KM1、KM2、KM3分別為三臺電動機(jī)啟動接觸器，KT1、KT2分別為M1、M2的時間繼電器，GN為電源指示燈，HL1、HL2、HL3分別為三臺電動機(jī)的正常工作指示燈。電路工作情況：合上電源開關(guān)Q，GN燈亮，表明電源電壓正常。壓下行程開關(guān)ST1（即檢測到有貨物），KM1線圈通電并自保，M1直接啟動；當(dāng)壓下行程開關(guān)ST2時，KM2、KT1線圈通電并自保，M2啟動準(zhǔn)備傳輸快要到來的貨物，當(dāng)貨物到第二節(jié)傳輸帶時，KT1的整定時間到，觸電KT1斷開，KM1斷電，M1停止運行。當(dāng)壓下行程開關(guān)ST3時，KM3、KT2線圈通電并自保，M3啟動準(zhǔn)備傳輸快要到來的貨物，當(dāng)貨物到第三節(jié)傳輸帶時，KT2的整定時間到，觸電KT2斷開，KM2斷電，M2停止運行。當(dāng)碰到行程開關(guān)ST4時，KM3斷電，M3停止運行。若貨物未取走（壓下行程開關(guān)ST5）則KM2、KM3都斷電，M2、M3停止運行。但電動機(jī)需急停時可按下停止按鈕SB1，切斷電動機(jī)主電及控制電路，電動機(jī)停止旋轉(zhuǎn)?？刂齐娐返穆?lián)鎖和保護(hù)環(huán)節(jié)：聯(lián)鎖：（1）電動機(jī)間的順序聯(lián)鎖: 由時間繼電器KT1、KT2來實現(xiàn)（2）電動機(jī)的聯(lián)鎖： 由接觸器觸點KM2、KM3來實現(xiàn)保護(hù)：（1）短路保護(hù) 由FU1、FU2、FU3、FU4分別實現(xiàn)主電路與控制電路的短路保護(hù)（2）過載保護(hù) 由熱繼電器實現(xiàn)電動機(jī)的長期過載保護(hù)。（3）欠壓和失壓保護(hù) 當(dāng)電源電壓嚴(yán)重下降或電壓消失時，接觸器電磁吸力急劇下降或消失，銜鐵釋放，各觸電復(fù)原，斷開電動機(jī)電源，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。由具有自保電路的接觸器控制來實現(xiàn)欠壓失壓保護(hù)。（4）電動機(jī)的接地保護(hù) 接電線PE三、電器元件的選用1、熔斷器的選擇選用要求：在電氣設(shè)備正常運行是，熔斷器不應(yīng)熔斷；在出現(xiàn)短路是，應(yīng)立即熔斷；在電流發(fā)生正常變動（電動機(jī)啟動）時，熔斷器不應(yīng)熔斷在用電設(shè)備持續(xù)過載時，應(yīng)延時熔斷。對熔斷器的選用主要包括類型和熔體額定電流的確定。熔斷器的額定電壓要大于或等于電路的額定電壓；額定電流根據(jù)負(fù)載的保護(hù)特性和短路電流的大小來選擇。YL160-8電動機(jī)為感性負(fù)載，起動電流為額定電流的5.5倍，根據(jù)籠型電動機(jī)其熔斷器的額定電流為：單臺電動機(jī) INF=(1.5-2.5) INM，得INF26.55A。選擇RL6-63，額定電壓為500V，熔斷器額定電流為63A，熔斷體額定電流為35A。對于指示燈負(fù)載，熔體的額定電流應(yīng)略大于或等于負(fù)載電流選用RL6-25，熔斷體額定電流為2A。2、接觸器的選擇：選擇要求：根據(jù)接觸器所控制負(fù)載的工作任務(wù)、控制對象的工作參數(shù)和控制回路電壓來選擇。 傳輸帶中交流接觸器控制的電動機(jī)負(fù)載為一般任務(wù)且是斷續(xù)周期工作制，故只要使選用的接觸器的額定電壓和額定電流等于或稍大于電動機(jī)的額定電壓和電流即可。選用CJ10-20。 3、熱繼電器的選擇：選擇熱繼電器作為電動機(jī)的過載保護(hù)時，應(yīng)使選擇的熱繼電器的安秒特性位于電動機(jī)的過載特性之下，并盡可能地接近甚至重合，以充分發(fā)揮電動機(jī)的能力，同時使電動機(jī)在短時過載和啟動瞬間【(47)IN電動機(jī)】時不受影響。電動機(jī)的過載保護(hù)時應(yīng)選用帶斷相保護(hù)裝置的熱繼電器。根據(jù)熱繼電器的額定電流應(yīng)大于電動機(jī)的額定電流來確定熱繼電器的型號， 熱繼電器的熱元件額定電流應(yīng)略大于電動機(jī)的額定電流。 選用JR20-63，熱元件號為2U。4、時間繼電器的選用選用時間繼電器時應(yīng)注意：其線圈(或電源)的電流種類和電壓等級應(yīng)與控制電路相同；按控制要求選擇延時方式和觸點型式；校核觸點數(shù)量和容量。選擇JS11-J，延時范圍：1s-99s；工作電壓：AC：380V；工作方式：通電延時；觸點數(shù)量：延時2轉(zhuǎn)換、瞬時1轉(zhuǎn)換。5、導(dǎo)線截面積的選用導(dǎo)線截面積必須按照正常工作條件下流過的最大穩(wěn)定電流來選擇，并考慮環(huán)境條件。另外還應(yīng)考慮電動機(jī)起動、電磁線圈吸合及其它電流峰值引起的電壓降。本傳輸線系統(tǒng)的最大穩(wěn)定電流為17.7A，選用2.5mm2，指示燈選用0.5mm2。6、刀開關(guān)的選用刀開關(guān)結(jié)構(gòu)形式的選則應(yīng)根據(jù)刀開關(guān)的作用和裝置的安裝形式來選擇如是否帶滅弧裝置，若分?jǐn)嘭?fù)載電流時，應(yīng)選擇帶滅弧裝置的刀開關(guān)。根據(jù)裝置的安裝形式來選擇，是否是正面、背面或側(cè)面操作形式，是直接操作還是杠桿傳動，是板前接線還是板后接線的結(jié)構(gòu)形式。刀開關(guān)的額定電流的選擇一般應(yīng)等于或大于所分?jǐn)嚯娐分懈鱾€負(fù)載額定電流的總和。對于電動機(jī)負(fù)載，應(yīng)考慮其啟動電流，所以應(yīng)選用額定電流大一級的刀開關(guān)。若再考慮電路出現(xiàn)的短路電流，還應(yīng)選用額定電流更大一級的刀開關(guān)。本系統(tǒng)選用HD11-100，額定電壓380V，額定電流100A。7、元件明細(xì)表表1:元器件明細(xì)表名稱編號型號數(shù)量備注電動機(jī)MY160L-83額定電壓380V 額定功率7.5KW 額定轉(zhuǎn)速720r/min空氣開關(guān)QHD11-1001三相 380V 100A熔斷器FURL6-639380V 電流等級35A熔斷器FU43380V 電流等級2A交流接觸器KMCJ10-203380V 20A熱繼電器KRJR20-633整定電流范圍是 16-24A時間繼電器KTJS11-J2(延時范圍1s-99s 380V 3A)按鈕SB1紅色1急停指示燈GN綠燈1電源指示燈HL1綠燈1M1正常工作指示燈HL2藍(lán)色1M2正常工作指示燈HL3綠色1M3正常工作指示燈電阻R1元器件明細(xì)表四、檢查、調(diào)試和安裝 電氣控制裝置安裝完成之后，在投入運行前，為了確保安全和可靠工作，必須進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的檢查、試驗與調(diào)整。主要步驟：1) 檢查接線圖 在配線前，根據(jù)原理圖，自習(xí)檢查接線圖是否準(zhǔn)確無誤，特別要注意線路標(biāo)號與接線板觸點標(biāo)號是否一致。2) 檢查電器元件 對照電器元件明細(xì)表逐個檢查所裝電器元件的型號、規(guī)格是否相符，產(chǎn)品是否完好無損，特別要注意線圈額定電壓是否與工作電壓相等。3) 檢查接線是否正確 對照接線圖與電氣控制電路圖認(rèn)真檢查線路是否正確。為判斷導(dǎo)線是否有短線或接觸是否良好，可借助萬用表上的歐姆檔在斷電情況下進(jìn)行。4) 進(jìn)行絕緣試驗 為了確保絕緣可靠，必須進(jìn)行絕緣試驗。5) 檢查、調(diào)整電路動作的準(zhǔn)確性 在上述檢查通過后，就可通電檢查電路動作情況，通電檢查可按控制環(huán)節(jié)一部分一部分進(jìn)行。注意觀察各電器的動作順序是否正確，指示裝置指示是否正常，在各部分電路完全正確的基礎(chǔ)上才可進(jìn)行整個電路的系統(tǒng)檢查，在這個過程中常伴有一些電器元件的調(diào)整，直至全部符合工藝和設(shè)計要求，這時控制系統(tǒng)的設(shè)計和安裝工作才算全部完成。五、設(shè)計小結(jié)通過物流傳輸線自動控制系統(tǒng)的電氣控制裝置的設(shè)計實踐，了解一般電氣控制系統(tǒng)設(shè)計過程、設(shè)計要求、應(yīng)完成的工作內(nèi)容和電氣控制電路圖的分析設(shè)計方法。在了解設(shè)備的用途、結(jié)構(gòu)、操作要求和工藝過程中培養(yǎng)從事設(shè)計工作的整體觀念。在完成設(shè)計任務(wù)的同時，綜合運用專業(yè)及基礎(chǔ)知識的能力及查閱圖書資料、產(chǎn)品手冊和各種工具書的能力；加強(qiáng)了工程繪圖的能力。與此同時還認(rèn)識到很多方面的不足及知識的欠缺，需要修補(bǔ)的知識漏洞還很多，在今后的學(xué)習(xí)中應(yīng)注重加強(qiáng)理解運用，更加成熟的去解決實際問題。六、參考文獻(xiàn)1 趙明.工廠電氣控制設(shè)備M.2版.機(jī)械工業(yè)出版社，1996.2 吳宗澤，羅圣國.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊M.3版.北京：高等教育出版社，2005.3 GB4728.14728.13-85電氣圖用圖形符號.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社