《机电传动控制实训》报告.docx

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《机电传动控制实训》报告

《机电传动控制实训》报告

课题：

三相异步电动机的正反转控制线路

系别：

机电工程系

专业：

机械设计制造及其自动化

学生姓名：

郝沛东

学号：

1053100125

指导教师：

郭振军

职称：

讲师

2012年5月31日

摘要

无论是工农业生产、交通运输、国防、航空航天、医疗卫生、商务与办公设备，还是日常生活中的家用电器设备，都大量地使用着各种各样的电动机。

据资料统计，现在工业生产企业有百分之九十以上的动力来源来自于电动机，我国生产的电能大约百分之六十用于电动机，电动机在现代生产和生活中起着十分重要的作用。

三相异步电动机广泛应用于国民经济各个领域，作为风机、水泵、压缩机、机床等的动力。

电动机能效水平的提高可有效地减少能源建设和能源的消耗。

电动机的节能对环境和自然资源的保护有重要的影响，并与用户的经济效益有密切关系。

因此，美国和欧洲各国对高效率的节能电动机设计和推广十分重视。

异步电动机具有结构简单、价格低廉、工作可靠、维修方便的优点，所以在发电厂和工农业生产中得到最方泛的应用。

关键词：

三相异步电动机设计线路正反转

目录

引言1

1任务要求与总体设计方案……………………………………………2

1.1设计任务要求…………………………………………………………………………2

1.2总体设计方案…………………………………………………………………………2

2选择器件3

2.1各器件的功能及符号3

3设计电路图6

3.1电路图的原理6

4实物图7

5连接电路注意的事项8

6总结9

谢辞10

引言

随着经济快速地发展，生产力的提高，电动机在生产中得到了广泛的应用，电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。

电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。

由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。

一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化

1任务要求与总体设计方案

1.1设计任务要求

1.能够设计和绘制三相异步电动机延时控制起动控制的原理图、接线图。

2.能够制作电路的安装工艺计划。

3.能够按照工艺计划进行线路的安装、调试和测试。

4.能够根据故障现象分析诊断和故障排除。

5.能够实现延时停车功能，停车时间要求30秒。

1.2总体设计方案

1.行程控制的控制电路的原理及设计。

2.延时电路的设计。

3.要求采用时间继电器进行延时停车控制。

4.具有紧急停车功能要求。

2选择器件

三级低压刀开关转换开关按钮（5个）熔断器（3个）热继电器（3个）

交流接触器（2个）中间继电器（3个）导线若干

时间继电器（3个）

2.1各器件的功能及符号

1.刀开关又称闸刀开关或隔离开关，它是手控电器中最简单而使用又较广泛的一种低压电器，如图是最简单的刀开关（手柄操作式单级开关）示意图。

刀开关是带有动触头——闸刀，并通过它与底座上的静触头——刀夹座相楔合（或分离），以接通（或分断）电路的一种开关。

刀开关在电路中的作用：

隔离电源，以确保电路和设备维修的安全；或作为不频繁地接通和分断额定电流以下的负载用；分断负载，如不频繁地接通和分断容量不大的低压电路或直接启动小容量电机；刀开关处于断开位置时，可明显观察到，能确保电路检修人员的安全。

三极套开关如图所示：

2．按钮，是一种常用的控制电器元件，常用来接通或断开‘控制电路’（其中电流很小），从而达到控制电动机或其他电气设备运行目的的一种开关。

（1）常开按钮——开关触点断开的按钮。

（2）常闭按钮——开关触点接通的按钮

　　（3）常开常闭按钮——开关触点既有接通也有断开的按钮。

　　也称为按键，是一种电闸（或称开关），用来控制机械或程式的某些功能。

一般而言，红色按钮是用来使某一功能停止，而绿色按钮，则通可开始某一项功能。

按钮的形状通常是圆形或方形。

按钮是一种人工控制的主令电器。

主要用来发布操作命令，接通或开断控制电路，控制机械与电气设备的运行。

按钮的工作原理很简单（见图1）

按钮工作原理示：

对于常开触头（图a）,在按钮未被按下前,电路是断开的,按下按钮后,常开触头被连通,电路也被接通；对于常闭触头（图b），在按钮未被按下前，触头是闭合的，按下按钮后，触头被断开，电路也被分断。

由于控制电的要，一只按钮还可带有多对同时动作的触头（图c）。

3.熔断器

熔断器也被称为保险丝，IEC127标准将它定义为"熔断体（fuse-link）"。

它是一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。

熔断器其实就是一种短路保护器，广泛用于配电系统和控制系统，主要进行短路保护或严重过载保护。

熔断器是一种过电流保护器。

熔断器主要由熔体和熔管以及外加填料等部分组成。

使用时，将熔断器串联于被保护电路中，当被保护电路的电流超过规定值，并经过一定时间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体，使电路断开，从而起到保护的作用。

熔断器以金属导体作为熔体而分断电路的电器，串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，熔体自身将发热而熔断，从而对电力系统、各种电工设备以及家用电器都起到了一定的保护作用。

具有反时延特性，当过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断时间短。

因此，在一定过载电流范围内至电流恢复正常，熔断器不会熔断，可以继续使用。

熔断器主要由熔体、外壳和支座3部成。

利用金属导体作为熔体串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，因其自身发热而熔断，从而分断电路的一种电器。

熔断器结构简单，使用方便，广泛用于电力系统、各种电工设备和家用电器中作为保护器件。

熔体额定电流不等于熔断器额定电流，熔体额定电流按被保护设备的负荷电流选择，熔断器额定电流应大于熔体额定电流，与主电器配合确定。

熔断器主要由熔体、外壳和支座3部分组成，其中熔体是控制熔断特性的关键元件。

熔体的材料、尺寸和形状决定了熔断特性。

熔体材料分为低熔点和高熔点两类。

低熔点材料如铅和铅合金，其熔点低容易熔断，由于其电阻率较大，故制成熔体的截面尺寸较大，熔断时产生的金属蒸气较多，只适用于低分断能力的熔断器。

高熔点材料如铜、银，其熔点高，不容易熔断，但由于其电阻率较低，可制成比低熔点熔体较小的截面尺寸，熔断。

4.热继电器：

热继电器是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。

继电器作为电动机的过载保护元件，以其体积小，结构简单、成本低等优点在生产中得到了广泛应用。

　热继电器的作用是：

主要用来对异步电动机进行过载保护，他的工作原理是过载电流通过热元件后，使双金属片加热弯曲去推动动作机构来带动触点动作，从而将电动机控制电路断开实现电动机断电

热继电器

停车，起到过载保护的作用。

鉴于双金属片受热弯曲过程中，热量的传递需要较长的时间，因此，热继电器不能用作短路保护，而只能用作过载保护热继电器的符号为FR，电路符号如右图

5.交流接触器和中间继电器

交流接触器是广泛用作电力的开断和控制电路。

它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。

主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。

交流接触器的接点，由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。

中间继电器（intermediaterelay）：

用于继电保护与自动控制系统中，以增加触点的数量及容量。

它用于在控制电路中传递中间信号。

中间继电器的结构和原理与交流接触器基本相同，与接触器的主要区别在于：

接触器的主触头可以通过大电流，而中间继电器的触头只能通过小电流。

所以，它只能用于控制电路中。

它一般是没有主触点的，因为过载能力比较小。

所以它用的全部都是辅助触头，数量比较多。

新国标对中间继电器的定义是K，老国标是KA。

一般是直流电源供电，少数使用交流供电。

6.时间继电器

时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的自动开关装置。

它的种类很多，有空气阻尼型、电动型和电子型和其他型等。

时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型。

以空气阻尼式时间继电器为例来说明时间继电器的工作原理

空气阻尼型时间继电器的延时范围大（有0.4～60s和0.4～180s两种），它结构简单,但准确度较低。

　　当线圈通电时，衔铁及托板被铁心吸引而瞬时下移，使瞬时动作触点接通或断开。

但是活塞杆和杠杆不能同时跟着衔铁一起下落，因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜，当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时，橡皮膜随之向下凹,上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降。

经过一定时间，活塞杆下降到一定位置，便通过杠杆推动延时触点动作，使动断触点断开，动合触点闭合。

从线圈通电到延时触点完成动作，这段时间就是继电器的延时时间。

延时时间的长短可以用螺钉调节空气室进气孔的大小来改变。

3设计电路图

3.1电路图的原理

闭合QS，电路得电，按下SB3，KA得电，KA自锁，KT3的得电开始计时，到打时间点，KT3断开开始延时，按下SB1，KM1得电自锁，KM1常开闭合，常闭的断开，KA1得电，KAI自锁，KA1的常开闭合，常闭断开，电动机正转，KT1开始得电计时，到达时间点，电动机自动切换反转，KT1闭合，KM2得电，KM2常开的闭合，常闭的断开，KA2得电，电动机KA2自锁，KA2的常开闭合，常闭断开，电动机反转，KT2开始得电计时，到达时间点，电动机自动切换正转。

4实物图

5.连接电路注意的事项

（1）接线要求牢靠、整洁、清楚、安全可靠。

（2）操作时要胆大、心细、谨慎，不许用手触及各元器件的导电部分及电动机的转动部分，以免触电及意外损伤。

（3）通电观察继电器动作情况时，要注意安全，防止碰触带电部位。

（4）实验接线应遵循的原则是：

先串后并，先分后和，先辅后主。

（5）特别注意：

接线头不允许裸露出来，必须用绝缘胶布包严，以防触电。

6.总结

二周的机电传动控制实训很快结束了，本课程设计的是电机正反转，由于设计任务紧，郭老师提前二周下发了设计要求，根据设计任务的要求，同学们展开了持久的讨论，我也一步步的酝酿自己的电路，针对一些具体问题，查阅了资料，但实际画图时还是出现了一些问题，比如电路图不能满足设计要求，为此，还要把一些具体数据一个个记录下来，综合考虑才能把握设计要求的问题，这样既解决了连接问题，又解决了电路问题。

总之这次设计收效还是很大的，今后一定会注意综合思考问题和解决问题能力的提高，尽可能在学习中少走弯路，但决不能回避问题，遇到问题要冷静思考，多看参考书，问老师和朋友，力争尽快解决问题，设计中的问题会多多请教老师。

谢辞

本课题是在郭振军老师悉心指导和帮助下完成的。

从课题的选择、课题方案的确定到结果的讨论以及最后的论文修改等各个环节，给予了耐心细致的指导和帮助，老师们严谨的工作作风，积极的工作态度，使学生受益匪浅，值此论文完成之际，特向老师表示衷心的感谢和致以崇高的敬意！

在整个设计过程及论文的修改中，得到了同学们的大力帮助和支持，在此向他们表示我真挚的谢意！

感谢所有曾经给与我支持与鼓励的老师和同学，是你们的支持与鼓励使我顺利完成了实训，在此还感谢在百忙中认真审阅本论文的各位老师！

谢谢！

由于本人能力有限，设计中还存在错误或缺陷，恳请各位老师多加指正！