3、在反接制動時，僅在兩相定子繞組中串接電阻，選用電阻值應(yīng)為上述計算值的1.5倍，而制動電阻的功率為：,（1-6）,式中，IN為電動機(jī)額定電流；R為每一相串接的限流電阻值。 根據(jù)制動頻繁程度適當(dāng)選取前面系數(shù)。,1.2.2 鼠籠型電機(jī)能耗制動參數(shù)計算 圖3-14為能耗制動整流裝置的原理圖。,1.2.2.1 能耗制動直流電流與電壓的計算,從制動效果來看，希望直流電流大些。但是，過大的電流會引起繞組發(fā)熱，耗能增加，而且當(dāng)磁路飽和后對制動力矩的提高也不明顯，通常制動直流電流按下式選取：,ID=（24）IO 或 ID=（12）IN （1-7）,式中，IO為電動機(jī)空載電流；IN為電動機(jī)額定電流。
4、制動時，直流電壓為： UD= IDR （1-8） 式中，R為兩相串聯(lián)定子繞組的冷電阻。,3.4.2.2 整流變壓器參數(shù)計算 對單相橋式整流電路，變壓器二次交流電壓為：,（1-9）,變壓器容量計算 ：由于變壓器僅在能耗制動時工作，故容量允許比長期工作小。根據(jù)制動頻繁程度，取計算容量的（1/21/4）。 1.2.3 控制變壓器容量計算 當(dāng)控制線路比較復(fù)雜，控制電壓種類較多時，需要采用控制變壓器進(jìn)行電壓變換，以提高工作的可靠性和安全性。 控制變壓器的容量可以根據(jù)由它供電的控制線路在最大工作負(fù)載時所需要的功率來考慮，并留有一定的余量。即,（1-10）,式中，ST為控制變
5、壓器容量（VA）；SC為控制電路在最大負(fù)載時所有吸持電器消耗功率的總和（VA），對交流電磁式電器，SC應(yīng)取其吸持視在功率（VA）；KT為變壓器容量儲備系數(shù)，一般取1.11.25。 常用交流電磁式電器的起動與持功率（均為視在功率）列于表3-2中。,1.2.4 常用電器元件的選擇 在控制系統(tǒng)原理圖設(shè)計完成之后，就可根據(jù)線路要求，選擇各種控制電器，并以元件目錄表形式列在標(biāo)題欄上方。,正確、合理地選用各種電器元件，是控制線路安全、可靠工作的保證，也是使電氣控制設(shè)備具有一定的先進(jìn)性和良好的經(jīng)濟(jì)性的重要環(huán)節(jié)。下面從設(shè)計、使用角度簡要介紹一些常用控制電器的選用依據(jù)。 1.2.4.1 常用電器元件的選擇原
6、則 根據(jù)對控制元件功能的要求，確定電氣元件的類型。比如，當(dāng)元件用于通、斷功率較大的主電路時，應(yīng)選用交流接觸器。若有延時要求，應(yīng)選用延時繼電器。, 確定元件承載能力的臨界值及使用壽命。主要是根據(jù)電氣控制的電壓、電流及功率大小來確定元件的規(guī)格。 確定元器件預(yù)期的工作環(huán)境及供應(yīng)情況。如防油、防塵、貨源等。 確定元件在供應(yīng)時所需的可靠性等。確定用以改善元件失效率用的老化或其它篩選實(shí)驗(yàn)。采用與可靠性預(yù)計相適應(yīng)的降額系數(shù)等。進(jìn)行一些必要的計算和校核。,1.2.4.2 電器元件的選擇 （1）按鈕、開關(guān)的選擇 按鈕 通常用來短時接通或斷開小電流控制電路的一種主令電器。 選用依據(jù)主要是根據(jù)需要的觸頭對數(shù)、動作要
7、求、結(jié)構(gòu)形式、顏色以及是否需要帶指示燈等要求。 目前，按鈕產(chǎn)品有多種結(jié)構(gòu)形式，多種觸頭組合以及多種顏色，供不同使用條件選用。 如起動按鈕選綠色，停止按鈕選紅色，緊急操作選蘑菇式等。,其額定電壓有交流500V、直流440V，額定電流為5A。常選用的按鈕有LA2，LAl0，LAl9及LA20等系列。符合IEC國際標(biāo)準(zhǔn)的新產(chǎn)品有LAY3系列，額定工作電流為1.58A。 刀開關(guān) 又稱為閘刀，主要用于接通和切斷長期工作設(shè)備的電源以及不經(jīng)常起動、制動和容量小于75kW的異步電動機(jī)。 主要技術(shù)參數(shù)有額定電壓、電流、通斷能力、動穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流等。,在使用時其額定電壓應(yīng)等于或大于電路的額定電壓；額定電流應(yīng)
8、等于或稍大于電路的額定電流。 若用刀開關(guān)控制電動機(jī)，則必須考慮電動機(jī)的起動電流比較大，應(yīng)選用額定電流大一級的刀開關(guān)。此外刀開關(guān)的通斷能力、動穩(wěn)定電流值等均應(yīng)符合電路要求。 刀開關(guān)選用時，主要是根據(jù)電源種類、電壓等級、斷流容量及需要極數(shù)。當(dāng)用刀開關(guān)來控制電動機(jī)時，其額定電流要大于電動機(jī)額定電流的3倍。,組合開關(guān) 主要用于電源的引入與隔離，又叫電源隔離開關(guān)。其選用依據(jù)是電源種類、電壓等級、觸頭數(shù)量以及斷流容量。當(dāng)采用組合開關(guān)來控制5kW以下小容量異步電動機(jī)時，其額定電流一般取設(shè)備的（1.53）I N倍。接通次數(shù)小于（1520）次h，常用的組合開關(guān)為HZ10系列。 行程開關(guān) 主要用于控制運(yùn)動機(jī)構(gòu)的行
9、程、位置控制或聯(lián)鎖等。根據(jù)控制功能、安裝位置、電壓電流等級，觸頭種類及數(shù)量來選擇結(jié)構(gòu)和型號。常用的有LX2，LX19，JLXKl型行程開關(guān)以及JXW-11、JLXKl-11型微動開關(guān)等。,對于要求動作快、靈敏度高的行程控制，可采用無觸頭接近開關(guān)，特別是近年來出現(xiàn)的霍爾接近開關(guān)性能好，壽命長，是一種值得推薦的無觸頭行程開關(guān)。 斷路器（自動開關(guān)） 具有過載、欠壓、短路保護(hù)作用，故在電氣設(shè)計的應(yīng)用中越來越多。 自動開關(guān)的類型較多，有框架式、塑料外殼式、限流式、手動操作式和電動操作式。,在選用時，主要從保護(hù)特性要求（幾段保護(hù)），分?jǐn)嗄芰?、電網(wǎng)電壓類型、電壓等級、長期工作負(fù)載的平均電流、操作頻繁程度等幾
10、方面去確定它的型號。 斷路器的主要技術(shù)參數(shù)有：額定電壓、額定電流、極數(shù)、脫扣器類型及其整定電流范圍、分?jǐn)嗄芰?、動作時間等。常用的有DZ10系列（額定電流分10，100，200，600A四個等級）。符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的有3VE系列（額定電流從0.163A）。,在初步確定自動開關(guān)的類型和等級后，各級保護(hù)動作值的整定還必須注意和上、下級開關(guān)保護(hù)特性的協(xié)調(diào)配合，從總體上滿足系統(tǒng)對選擇性保護(hù)的要求。,（2）接觸器的選擇 接觸器的額定電流或額定功率隨使用場合及控制對象的不同、操作條件與工作繁重程度不同而變化。接觸器分直流和交流接觸器兩大類，交流接觸器主要有CJ0及CJ10系列，直流接觸器多用CZ0系列。,目前
11、，符合IEC和新國標(biāo)的產(chǎn)品有LCl-D系列，可與3BT系列互換使用的CJXl、CJX2系列，這些新產(chǎn)品正逐步取代CJ和CZ0系列產(chǎn)品。 在一般情況下，接觸器的選用主要依據(jù)是接觸器主觸頭的額定電壓、電流要求，輔助觸頭的種類、數(shù)量及其額定電流，控制線圈電源種類，頻率與額定電壓，操作頻繁程度和負(fù)載類型等因素。 接觸器銘牌額定電壓是指主觸頭的額定電壓。其電壓等級： 交流有220V、380V和660V，在特殊場合應(yīng)用的其額定電壓高達(dá)1140V；,直流主要有110V、220V、440V和660V。 按規(guī)定，在接觸器線圈已發(fā)熱穩(wěn)定時，加上85的額定電壓，銜鐵應(yīng)可靠地吸合；反之，如果工作中電網(wǎng)電壓過低或者突然
12、消失，銜鐵亦應(yīng)可靠地釋放。如某負(fù)載是380V的三相異步電動機(jī)，則應(yīng)選380V的交流接觸器。 接觸器銘牌額定電流是指主觸頭的額定工作電流。它是在一定的條件（額定電壓、使用類別和操作頻率等）下規(guī)定的，其常用的電流等級為：,交流接觸器：10A，15A，25A，40A，60A，100A，150A，250A，400A，600A。 直流接觸器：25A，40A，60A，100A，150A，250A，400A，600A。 上述電流是指接觸器安裝在敞開式控制屏上，觸頭工作不超過額定溫升，負(fù)載為間斷長期工作制時的電流值。所謂間斷長期工作制是指接觸器連續(xù)通電時間不超過8h。若超過8h，必須空載開閉3次以上，以消除表
13、面氧化膜。如果上述諸條件改變了，就要相應(yīng)修正其電流值。具體如下：,當(dāng)接觸器安裝在箱柜內(nèi)時，由于冷卻條件變差，電流要降低1020%使用； 當(dāng)接觸器工作于長期工作制時，安裝是敞開式，電流要降低2025%使用；安裝在箱柜內(nèi)時，電流要降低2535使用； 當(dāng)接觸器工作于重復(fù)短時工作制時，則通電持續(xù)率不應(yīng)超過40；敞開安裝，電流允許提高1025%，箱柜安裝，允許提高510。介于上述情況之間者，可酌情增減。 吸引線圈的額定電壓等級：,交流線圈： 36V、127V、220V和380V。 直流線圈： 24V、48V、220V、和440V。 一般情況下，交流負(fù)載用交流接觸器，直流負(fù)載用直流接觸器，但交流負(fù)載頻繁動
14、作時也可采用直流吸引線圈的接觸器。 通常采用的是直流110V，220V，交流127V，220V，380V。直流接觸器斷開時產(chǎn)生過電壓可達(dá)1020倍，故不宜采用高電壓等級（440V已停止生產(chǎn)）。而電壓太低接通此線圈用的繼電器或接觸器的連鎖觸頭不可靠（如灰塵、或油層存在）。,接觸器的額定操作頻率是指每小時允許的操作次數(shù)，一般為300次h、600次h和交流接觸器最高為600次h；直流接觸器可高達(dá)1200次h。 動作值是指接觸器的吸合電壓和釋放電壓。規(guī)定接觸器的吸合電壓大于線圈額定電壓的85時應(yīng)可靠吸合，釋放電壓不高于線圈額定電壓的70。 對于交流接觸器，被選接觸器的額定電壓應(yīng)高于線路額定電壓，主觸頭
15、的額定電流應(yīng)大于負(fù)載電流，對于電動機(jī)負(fù)載可按下面經(jīng)驗(yàn)公式計算主觸頭電流IN：,（1-11）,式中 K-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取11.4；PN-被控電動機(jī)額定功率（kW）； UN-電機(jī)額定線電壓（V）。,對于頻繁起動、制動與頻繁正反轉(zhuǎn)工作情況，為了防止主觸頭的燒蝕和過早損壞,應(yīng)將接觸器的額定電梳降低一個等級使用，或?qū)⒖刂迫萘繙p半選用。 接觸器控制線圈的電壓種類與電壓等級應(yīng)根據(jù)控制線路要求選用。簡單控制線路可直接選用交流380V、220V，線路復(fù)雜，用電器較多時，應(yīng)選用127V，110V或更低的控制電壓。,直流接觸器的選用方法與交流接觸器基本相同。 （3）繼電器的選擇 電磁式繼電器的選擇 中間繼電器 中間繼電
16、器用于電路中傳遞與轉(zhuǎn)換信號，擴(kuò)大控制路數(shù)，將小功率控制信號轉(zhuǎn)換為大容量的觸頭控制，擴(kuò)充交流接觸器及其它電器的控制作用。 其選用主要根據(jù)觸頭的數(shù)量及種類確定型號；同時注意吸引線圈的額定電壓應(yīng)等于控制電路的電壓等級。常用JZ7系列，新產(chǎn)品有JDZl系列、CA2-DNl系列及仿西門子3TH的JZCl系列等。,電流、電壓繼電器 選用的主要依據(jù)是：被控制或被保護(hù)對象的特性、觸頭的種類、數(shù)量、控制電路的電壓，電流、負(fù)載性質(zhì)等因素。線圈電壓、電流應(yīng)滿足控制線路的要求。如果控制電流超過繼電器觸頭額定電流，可將觸頭并聯(lián)使用。也可以采用觸頭串聯(lián)使用方法來提高觸頭的分?jǐn)嗄芰Α?時間繼電器 選用時應(yīng)考慮延時方式（通電
17、延時或斷電延時）、延時范圍、延時精度要求、外形尺寸、安裝方式、價格等因素。,常用的時間繼電器有空氣阻尼式、電磁式、電動式及晶體管式和數(shù)字時間繼電器等。 在延時精度要求不高且電源電壓波動大的場合，宜選用價格較低的電磁式或空氣阻尼式時間繼電器。當(dāng)延時范圍大，延時精度較高時，可選用電動式或晶體管式時間繼電器，延時精度要求更高時，可選用數(shù)字式時間繼電器，同時也要注意線圈電壓等級能否滿足控制電路的要求，JS7系列是應(yīng)用較多的空氣阻尼式時間繼電器，代替它的新產(chǎn)品是JSKl。,熱繼電器 對于工作時間較短、停歇時間長的電動機(jī)，如機(jī)床的刀架或工作臺的快速移動，以及雖長期工作但過載可能性很小的電動機(jī)如排風(fēng)扇等，可
18、以不設(shè)過載保護(hù)，除此以外，一般電動機(jī)都應(yīng)考慮過載保護(hù)。 熱繼電器有兩相式、三相式及三相帶斷相保護(hù)等形式。對于星形接法的電動機(jī)及電源對稱性較好的情況可采用兩相結(jié)構(gòu)的熱繼電器；對于三角形接法的電動機(jī)或電源對稱性不夠好的情況則應(yīng)選用三相結(jié)構(gòu)或帶斷相保護(hù)的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器，在重要場合或容量較大的電動機(jī)，可選用半導(dǎo)體溫度繼電器來進(jìn)行過載保護(hù)。,熱繼電器發(fā)熱元件額定電流，一般按被控制電動機(jī)的額定電流的0.951.05倍選用，對過載能力較差的電動機(jī)可選得更小些，其熱繼電器的額定電流應(yīng)大于或等于熱元件的額定整定電流值。過去常用的熱繼電器JRo，系列，新產(chǎn)品有JRS1系列、LR1-D系列及西門子3UA系列。 （
19、4）熔斷器選擇 熔斷器主要對電氣設(shè)備起短路瞬時保護(hù)作用。其主要類型有：插入式、螺旋式、填料封閉管式等。熔斷器選擇的主要內(nèi)容是按類型、額定電壓、熔斷器額定電流等級與熔體額定電流。,熔斷器的選擇方法為；根據(jù)電路的特點(diǎn)及參數(shù)求出熔體電流，再根據(jù)熔體電流大小選擇熔斷器的額定電流來確定其規(guī)格型號。 對負(fù)載電流較為平穩(wěn)的電氣設(shè)備如照明、信號、電熱電路可直接按負(fù)載額定電流來選取。 對具有沖擊電流的電氣設(shè)備如電動機(jī)，熔體額定電流可按下式計算值選?。?單臺電機(jī)長期工作,（1-12）,多臺電機(jī)長期共用一個熔斷器保護(hù),式中 INmax為容量最大一臺電動機(jī)的額定電流； IN是除容量最大電動機(jī)之外，其余電動機(jī)額定電流之和。,輕載及起動時間短時，系數(shù)取1.5，起動負(fù)載重、時間長、起動次數(shù)又較多時，取2.5。為滿足選擇性保護(hù)的要求，應(yīng)注意熔斷器上下級之間的配合，要求上一級熔斷器的熔斷時間至少是下一級的3倍，不然將會發(fā)生越級動作，擴(kuò)大停電范圍。,（1-13）,
電氣控制設(shè)計中主要參數(shù)計算及常用元件選擇.ppt
