机电传动论文Word文档格式.docx
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目录
引言…………………………………………………………………1
1任务要求与总体设计方案……………………………………1
1.1设计任务要求……………………………………1
1.2总体设计方案……………………………………1
1.3总体设计问题……………………………………1
1.3.1电机要如何实现长时间工作？
…………………………………1
1.3.2电机要如何实现正反转控制？
1.3.3又上个问题知道电机要实现正反转控制，交流接触器的常开辅助触头KM2-1与KM3-1不能同时闭合，如何实现？
……………………………………1
1.3.4电机要如何实现急停控制？
1.3.5要如何实现行程控制？
1.3.6要如何对行程控制进行保护？
1.3.7电机要如何实现延时停车？
2实践操作部分……………………………………1
2.1安装硬件要求……………………………………1
2.2安装注意事项……………………………………1
2.3安装步骤……………………………………1
2.4安装完成……………………………………1
2.5通电测试……………………………………1
3结论……………………………………1
谢辞……………………………………1
参考文献……………………………………1
附录……………………………………1
引言
在当今的社会的飞速发展，随着国力的增强，经济也不断的发展。
我国也已经成为了一个大国，而与之相对应的，国家同时不断的加强大力推进各种结构的改革和调整，而器械制造行业也成为了一个要不断更新的行业。
一个国家的机械制造业是不断地担负着向国民经济各部门提供技术装备的重要任务。
国民经济各部门的生产技术水平和经济效益在很大程度上取决于机械制造业说能提供装备的技术性能、质量和可靠性。
因此，机械制造业的技术水平和规模是衡量一个国家工业化程度和国民经济综合实力的重要标志。
因此，当今社会，机械设计制造在工业发展中占领了及其重要的地位，在工业生产中的各个领域应用十分广泛。
位置控制与自动往返控制线路在机械行业中只是一个很小的一部分，但是并不代表它并不重要，用途不广。
在实际的生产过程和生活中，位置控制与自动往返控制线路的设计也应用是非常广的，例如像一些生产车间里面，需要一些不用人去驾驶，但能自动往返的小车去运送加工产品，还有车间里面的万能铣床的工作台，钻床的刀架等，都需要用往返控制来加工物品，还有在摇臂钻床、万能铣床、镗床、桥式起重机及各种自动或半自动控制机床设备中都经常遇到这种控制的要求，除了这些，还有衣布制造行业需要不断的进行往返控制，等等。
在解决和实现这种往返控制的是时候，就是要抓住他什么时候往返，怎么往返等变化参量。
一般情况下为行程和时间的控制。
而如何去设计一个能自动往返，并且是简单并且安全可靠的线路才是关键。
本次电路设计就是利用继电器和行程控制开关来实现行程控制并且能延时停车功能，如果出现紧急情况，还能有紧急停车的功能。
并且达到对位置控制与自动往返控制线路的理解和实现的目的。
1任务要求与总体设计方案
1.1设计任务要求
本次实训的设计任务就是能够设计和绘制三相异步电动机延时控制启动控制的原理图。
利用行程开关和时间继电器进行系统控制。
利用行程控制部件上的挡板和行程开关碰撞，使其触头运动，使电路形成接通或断开的状态，以实现对现实生产过程中机械运动部件的位置或者行程的自动控制，也就是我们所说的行程控制。
于此同时，还要实现控制电路的紧急停车功能，以实现在现实生产过程中在意外情况能对主电路实现紧急停车功能，另外，还要求才用时间继电器进行延时停车控制。
1.2总体设计方案
本实训为实现自动往返形成控制，设计延时电路，并实现延时停车还有紧急停车功能。
其能实现这些功能的，需要用到的关键硬件为时间继电器，行程控制开关，中间继电器，交流接触器。
有了这些关键的硬件，接下来最为关键的就是自动往返形成控制的电路图的设计问题。
1.3总体设计问题
对于实训的关键问题，我对此一一做出了分析，并列出了以下几点关键的问题，并对其进行详细的分析，并做出解决的方案。
1.3.1电机要如何实现长时间工作？
控制电路中使用的开关一般均使用的是常闭开关或者是常开开关，所以按下去再松手，就会恢复原状。
在实际的生产过程中，为了实现某一样电器元件长时间处于通电状态，工人不可能在工作时长时间按着按钮去工作，这样不仅危险，而且工人的活动范围受到限制，并且对工人之身的工作效率降低，从而导致整个车间的工作效率降低。
因此要实现一功能，就是按下按钮并松开，某一样电器元件依旧能长时间处于通电状态。
能实现此功能的方法很多，我采用的是我学过的利用交流接触器实现自锁的功能。
自锁原理图如图1-1所示。
图1-1
在接通电源的条件下，当按下启动按钮SB后，电源相通过热继电器FR动断接点、启动按钮SB2动合接点及交流接触器KM的线圈接通电源，使交流接触器线圈带电而吸合，同时，交流接触器的常开辅助触头KM1-1短接了启动按钮SB的动合接点，保持交流接触器线圈始终处于带电状态，这就是所谓的自锁（自保）。
利用自锁的状态，可使其主触头一直保持在闭合状态从而使电动机不停转动。
另外，接触器自锁正转控制线路不但能使电动机连续运转，而且还有一个重要的特点，就是具有欠压和失压（或零压）保护作用。
它主要由按钮开关（起停电动机使用）、交流接触器KM（用做接通和切断电动机的电源以及失压和欠压保护等）、热继电器（用做电动机的过载保护）等组成。
要使实验中的物体在皮带轮上进行往返运动，就是要控制好控制皮带轮转向的电机的转向，电机正转物体往去，电机反转物体返回，从而实现物体可以往返控制。
要实现这一功能，首先要了解好三相异步电动机的工作原理。
当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。
由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。
由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。
转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。
电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。
因此，如果我们要实现电机的正反转控制，就要改变三相异步电动机中其中两相的相序。
如何控制，它的原理图如下图1-2所示。
图1-2
如上图所示中，KM2-1和KM3-1均为控制电路中的交流接触器的常开辅助触头，在工作过程中，电动机三相接入主电路后，利用控制电路来控制电机的正反转。
如果要实现电机正转，可以使交流接触器的常开辅助触头KM2-1闭合，电动机正转，物体往去；
相反，如果要实现电机反转，可以使交流接触器的常开辅助触头KM3-1闭合，电动机反转，物体返回。
但是再次要特别注意的一点是，交流接触器的常开辅助触头KM2-1与KM3-1不能同时接通，若出现同时接通的情况，会出现短路而烧坏电路等严重后果。
因此交流接触器的常开辅助触头KM2-1与KM3-1只能两个都不闭合（电机停止工作），或者两者只闭合一个，另一个断开（电动机正反转）。
要做到原本常断的交流接触器的常开辅助触头KM2-1与KM3-1只闭合其一，而不能同时闭合，首先就是要保证控制电路中，两个交流接触器只有其一在工作，另一个停止工作。
要做到这一点就是要实现两个交流接触器的互锁。
互锁原理图如图1-3所示。
如图1-3
如上图所示中,可以实现双重互锁的正反转控制。
双重互锁的正反转控制线路原理如下：
正转启动：
按下启动按钮SB1，KM1线圈得电，KM1主触头闭合，电机正转转动，同时KM1辅助触点自锁，继续线圈供电。
同时联锁触点KM1常闭触点断开（禁止KM2线圈得电，对反转进行联锁），电机继续正转转动。
反转启动：
按下启动按钮SB2，KM1线圈断电，KM1主触头断开，同时KM1自锁触点也断开，电机正转停止转动。
KM1常闭触点复位，KM2线圈得电，KM2主触头闭合，电机反转转动，同时KM2辅助触点自锁，为线圈继续供电，同时KM2常闭触点断开（禁止KM1线圈得电，对正转进行联锁），电机继续反转转动。
停止：
按下停止按钮SB3，KM2线圈断电，KM2主触头断开，同时自锁触点也断开，电机反转停止转动。
KM1常闭触点复位，为正转做好准备.
在很多时候，电机都可以处于正常运行状态，但是不可避免的都会出现一些小意外，例如工作环境不好导致电机失控，或者是电机运行时间太长或者是内部线路老化而导致的危险，也或者是工人的一些不正当操作而导致的失误，都可能引起危险。
这个时候就需要在电机上实现急停控制，以防止危险不断扩大，同时也保护电路，并且能即使发现问题。
要实现急停控制,可以在主电路安装上刀开关,只要出现危险情况就立刻拉闸.但是这种急停控制危险,毕竟到开关装到主电路上,即通了220V的电力，同样会出现危险。
这时我可以通过控制电路来实现对主电路的急停控制。
急停控制原理如图1-4所示。
图1-4
根据如图所示，假设控制电路在通电状态下，交流接触器的常开辅助触头KM1与KM2只有其一处于闭合状态，主电路处于通电状态。
如果要实现紧急停车，只要按下SB1，则辅助电路断电，交流接触器断电，交流接触器的所有辅助触头复位，即辅助电路断路，同时主电路也断路，电机停止工作。
要实现形成控制，也就是要实现电机能在一定的条件下实现正反转两个功能。
也就是说要实现两个交流接触器的相互切换。
这时候就是要用到行程开关。
行程开关，位置开关（又称限位开关）的一种，是一种常用的小电流主令电器。
利用生产机械运动部件的碰撞使其触头动作来实现接通或分断控制电路，达到一定的控制目的。
通常，这类开关被用来限制机械运动的位置或行程，使运动机械按一定位置或行程自动停止、反向运动、变速运动或自动往返运动等。
所以，我们要用到的就是利用行程开关来实现两个交流接触器的相互切换。
行程控制的原理图如图1-5所示。
图1-5
如上图所示，为了使电动机的正反转控制与工作台的左右运动相配合，在控制线路中设置了四个位置开关ST1-1，ST1-2，ST2-1，ST2-2，并把它们安装在工作台虚限位的地方，其中，ST1-1与ST1-2相连，ST2-1与ST2-2相连。
ST1、ST2被用来自动换接电动机的正反转控制线路，实现工作台的自动往返行程控制。
在实际的实验中，当工作台运动到所限位置时，碰到位置开关，使其触头动作，自动换接电动机正反转控制电路，通过机械传动机构使工作台自动往返运动。
工作台行程可以通过移动两个位置开关之间的距离来调节。
在对行程控制时,需要对行程控制进行保护，以避免现实生产中的一些失控。
要对行程控制进行保护，只要在辅助电路上加一对行程开关即可。
行程控制保护原理图如上图1-5所示。
ST3、ST4被用来作终端保护，以防止ST1-1、ST2-1失灵，避免物体运动时越过限定位置而造成事故。
当ST1-1或者ST2-1失灵时，物体碰到ST3或ST4，行程开关ST3、ST4断开，电路断电，交流接触器断电，交流接触器的辅助触头复位，电机停止工作。
说到延时停车，首先需要想到的就是使用时间继电器。
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，有空气空气阻尼型、电动型和电子型和其他型等。
要实现延时停车，它的延时原理图如图1-6所示。
图1-6
时间继电器与中间继电器K并联，时间继电器的常闭辅助触头接在辅助主电路上。
使用时，只要按一下SB1，中间继电器得电，中间继电器的常开辅助触头K1闭合，同时时间继电器KT得电，开始计时；
时间一到，时间继电器的常闭辅助触头断开，辅助电路断电，辅助电路上的继电器断电，辅助触头复位，电机实现延时停车。
2实践操作部分
2.1安装硬件要求
安装要用到：
开关Q，熔断器FU，热继电器FR，常闭常开开关SB，时间继电器KT，交流接触器KM，行程开关ST，电机M，导线若干。
2.2安装注意事项
安装前，首先要了解好安装的注意事项，才能安全操作。
注意事项：
（1）接线前，要断电，实行断电操作。
（2）操作时要求接线牢固，整齐，清楚，安全。
（3）实验接线应该遵循一个原则：
先串联后并联，先分后和，先辅后主。
（4）实验操作的时候要求细心，谨慎，避免接错而导致不必要的危险。
（5）接完线路后应该认真检查并确认无误。
2.3安装步骤
（1）在控制板上安装所有电器元件，并贴上醒目的文字符号，让自己记住每个元件对应电路图中的元件。
（2）按照所画的电路图，进行接线。
切记先串联后并联，先分后和，先辅后主。
（3）接完线后，对自己的接线进行检查。
2.4安装完成
安装完成后，如下图2-1所示。
图2-1
在图中可见，左边的两个为行程开关；
右上角为空气开关和时间继电器；
底下一排从右往左分别为中间继电器K，交流接触器KM2和交流接触器KM3。
2.5通电测试
图2-2
按照电路图2-2接好后。
在老师的监督下。
按下SB2，观察接触器KM2是否吸合，松开SB2接触器KM2是否自锁；
当触碰到碰撞ST2-1后，观察接触器KM2是否释放、KM3是否吸合；
当触碰到碰撞ST1-1后后，观察接触器KM3是否释放、KM2是否吸合；
按下SB0，KM是否释放，电动机、工作台是否都停止。
再次重新按下SB2，调试断电延时。
按下SB1，观察中间继电器是否吸合，时间继电器是否工作，时间到后，电路是否停止。
实践证明，所有接线正确，电路能实现行程控制的控制；
采用时间继电器进行延时停车控制和紧急停车功能的要求。
3结论
位置控制与自动往返控制线路，经过我对它的分析，并做出它的电路图，并在实验中反复调试，最后能够按照实训的要求一一把它做出来，并不断完善。
在整个设计过程之中,我认真参考了课本和多种书籍资料,得出多种方案,并对其进行了比较，得出了最好，最简单，并且是最简洁安全的一种电路。
从总体上说，实训的要求基本达到，大多数细节也都注意了。
我还可以在原有的电路基础上进行改进。
通过本次实训，我掌握自动往返循环控制线路工作原理；
通过学习自动往返循控制线路的安装、接线，逐步培养了我良好的接线规范意识；
同时，实训逐步提高我对拖动线路原理图的分析理解能力和拖动线路的接线能力和安装技巧。
谢辞
经过这段时间的实训，我通过不断地查资料，并整理资料。
本实训在老师的悉心指导和严格要求下完成，从课题实验的选择到具体的实验和写作过程，一路走下都凝聚着老师的心血和汗水。
老师一丝不苟的作风和严谨求实的态度令我深受感动。
同时我在他的帮助关怀和熏陶下，我顺利完成了实验和论文的写作。
在此我向老师表示深深的感谢和崇高的敬意！
同时，在我创作整个论文写作的过程中，非常感谢帮助过自己的老师、同学们，在他们阅读我的论文后给的建议和意见，和他们的努力地帮助下，我的论文才得以发现一些漏洞，并且不断完善，最终能够顺利修改并完成好整个论文。
最后，我再次感谢老师，以及我在大学期间教授我各种知识的老师和帮助过我的学生，是你们的悉心教导和帮助，使我掌握了更多的良好的专业课知识，让我在未来的学习工作中能够勇往直前，更加自信。
谢谢你们！
！
参考文献
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[2]任家隆.李菊丽.张冰蔚.机械制造基础（第二版）.高等教育出版社
[3]浅析机电一体化技术的现状和发展趋势-电子机械网
[4]刘永信，陈志梅.现代控制理论（21世纪全国高等院校自动化系列实用规划教材）中国林业出版社.北京大学出版社，2006.8
[5]孙靖民.梁迎春.机械优化设计（第4版）.机械工业出版社.2007
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