电气课程设计Word文件下载.docx
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断路器起着短路，过载和欠压保护；
继电器起着自动调节，安全保护和转换电路；
交流接触器起着对大电流或负载进行自动控制；
电流互感器可以把数值较大的一次电流通过一定的变化转为数值较小的二次电流，用来保护测量保护。
三一重工生产两种混凝土搅拌站，一种是180的，另一种为120的；
其180意为混凝土搅拌站每小时生产180m3的混凝土，其120意为混凝土搅拌站每小时生产120m3的混凝土。
目录
第1章搅拌电控柜的基本知识5
1.1搅拌电控柜的结构特点5
1.1.1搅拌电控柜的结构。
5
1.1.2搅拌电控柜的特点。
第2章低压元器件6
2.1断路器6
2.1.1断路器的结构6
2.1.2断路器使用时的注意事项6
2.1.3断路器的分类7
2.1.4断路器型号参数及选用7
2.1.5断路器的选用与维护7
2.1.6断路器的漏电保护7
2.2电流互感器8
2.2.1.天正电流互感器间接及用途。
8
2.2.2.正常工作条件。
2.2.3安装与维护。
2.2.4电流互感器的分析。
2.2.5电流互感器的作用。
2.3交流接触器9
2.3.1交流接触器的结构9
2.3.2交流接触器的工作原理9
2.3.3接触器的主要技术数据和型号9
2.3.4接触器的选用10
2.4变压器10
2.4.1变压器接触器的结构10
2.4.2变压器工作原理10
2.5熔断器10
2.5.1熔断器的原理和工作10
2.5.2熔断器的类型11
2.5.3熔断器的参数11
2.5.4熔断器的选用11
2.6开关电源11
2.6.1开关电源工作原理及作用11
2.7接插件12
2.7.1接插件12
第3章各元器件的位置图12
3.1各元器件的位置图12
3.1.1各元件器件的位置图分析12
总结16
致谢17
参考文献18
第1章搅拌电控柜的基本知识
1.1搅拌电控柜的结构特点
搅拌电控柜（HZS180SSJ.5.2.2）的结构，在一个空的电控柜里，从上往下装长为102cm，宽分别为18cm,9cm,18cm,18cm,18cm,9cm,18cm,4.5cm,4.5cm,9cm,9cm,9cm,19cm,的安装板。
第一块安装板上从左至右装3个金钟默勒的迷路器、3个施耐德的GV3P65的断路器，一个维纳尔的接线盒，一个施耐德的总开关。
第二块安装板上安装三个天正的电流互感器。
第三块安装板上从左至右。
安装三件施耐德LC1-D115的交流接触器，安装两件施耐德LCL-D50的交流接触器，安装两件施耐德LC1-D32的交流接触器，再安装一个九川的变压器。
第四块安装板从左至右，安装三件施耐德LC1-D115的交流接触器，安装两件施耐德GV3P45的断路器，安装一件九川变压器。
第五块安装板从左至右，安装三件施耐德LC1-D95的交流接触器，安装两件施耐德LC1-D32的交流接触器，安装一件施耐德C20断路器，安装两件C6的施耐德路器，安装九件熔断器。
第七块安装板上，安装10件施耐德的断路器，安装10件维纳尔的交流接触器。
第九块安装板上安装开关电源。
第十三块安装板上安装九件接插件。
其余安装线槽。
图1.1
计量系统：
传感器采用的重量信号送入到称重终端仪表，由称重端仪表对信号进行放大，转换，显示等处理工作，并负责一路称的配料和卸料工作。
工业控制计算机通过和称重终端仪表进行通讯，向称重终端仪表传送参数，并读取称重显示的实时数据，在监控界面显示。
动力系统：
空压机启动时，首先闭合空压机的保护断路器，点动按钮，线包得电，常开触点吸合使空压机启停回路自保，同时主触头闭合电机通电，完成空压机的启动。
点动按钮，断开空压机控制回路，使线包失电，释放辅助常开触电和主触头，空压机停止因为搅拌主机电机的功率较大，为了减小其启动电流，对系统电压降造成的影响，采用星三角转换的启动方法，即启动的时候，电机的定子绕组星型连接，增大线圈电阻，启动完成后，定子绕组转变成三角形的接法。
第2章低压元器件
2.1断路器
断路器又称自动空气开关，自动开关，空气开关，自动空气断路器等，简称空开，主要用于低压配电电路不频繁的接通，断开控制。
当电路中发生短路，过载，欠压过压等故障时，低压断路器自动掉闸断开电路，起到保护电路和设备的作用，并防止事故范围扩大，它是低压配电电路中应用非常广泛的电器。
低压断路器可用干低压配电器装置中作总开关和支路开关，也可用于电动机不频繁的启动控制。
2.1.1断路器的结构
断路器主要由触头，操作机构，脱扣器和灭弧装置等组成，操作机构分为直接手柄操作，杠杆操作，电磁铁操作和电动机驱动四种，脱扣器有电磁脱扣器，热脱扣器，复合脱扣器，欠压脱扣器，分压脱扣器等。
1，7.弹簧；
2.锁键；
3.搭钩；
4.轴；
5.过流脱扣器；
6.杠杆；
8，10.衔铁；
9.欠压脱扣器；
11.双金属片
图2.1
2.1.2断路器使用时的注意事项
断路器在安装时要手柄朝上垂直安装。
断路器在接线时要“上电源，下负载”。
单极220V切断火线，双极220V火线与零线同时切断，三级380V三相线全部切断，四级380V三相火线一相零线全部切断。
图2.2
2.1.3断路器的分类
断路器的种类繁多，按其用途和结构特点可分为框架史式断路器，塑壳式断路器，直流式快速断路器和限流式断路器。
根据极数可分为单极，双极，三极和四极。
常用的有DZ,DM装置式系列断路器。
而180的叫板电控柜选用金钟默勒N2M1的断路器，以及施耐德C6,C20,GV3P45,GV3P65的断路器。
图2.3
2.1.4断路器型号参数及选用
其主要参数有额定电压，额定电流，级数，脱扣器类型极其整定电流范围，分断能力，动作时间，工作环境温度范围，能量限制等级，防火等级，脱扣特性，机械抗振强度等。
断路器在额定负载时平均操作使用寿命为20000次。
在了解漏电开关，空气开关的原理，功能的情况下，一般在为用户选配配电箱的过程中，应本着照明小，插座中，空调大的选配原则，可根据用户的要求和装修个性的差异性，结合实际情况选择灵活的配电方案。
图2.4
2.1.5断路器的选用与维护
1.断路器的选用原则：
断路器的额定电压应不小于额定电压。
断路器的额定电流应不小于额定电流。
脱扣器的额定电流应不小于负载电流。
极限分断能力应不小于线路中最大短路电流。
线路末端单相对地短路电流与瞬时脱扣器整定电流只比应不小于1.25.欠压脱扣器额定电压应等于线路额定电压。
2.断路器的维护：
使用新断路器钱应将电磁铁工作面的防锈油脂抹净，以免增加电磁机构动作的阻力。
工作一定次数后，主要转动机构应加润滑油。
每经过一定的时间，应消除断路器上的尘土，以保证良好的绝缘。
灭弧室在分断短路电流或经过较长时期使用后，应清除其内壁和栅片上的金属颗粒和烟垢，长期未使用的灭弧室在使用前应先烘一次，以保证良好的绝缘。
断路器的触点在使用一定次数后，如发现表面磨损，毛刺，颗粒时，应保证良好触点，或者考虑更换触点。
定期检查各脱扣器的电流整定值和延时，以及动作情况。
2.1.6断路器的漏电保护
漏电保护断路器是为了防止低压线路中发生在人身触电和设备触电等事故而研制的一种新型电路，当人身触电或设备漏电时，断路器能够迅速切断故障电路，从而避免人身和设备受到伤害，这种漏电断路器实际上是装有能够检测漏电保护元件的塑壳式断路器，常见的有电磁式电流动作型，电压动作型和晶体管电流动作型。
2.2电流互感器
该系列互感器为母线型，户内装置。
在额定频率50HZ、额定电压0.66V及以下的交流线路中作测量电流、电能及继电器保护之用。
图2.5
1.海拔高度不超过1000m.2.周围介质温度为-5度到40度。
3.周围空气相对湿度百分之八十。
4.无显著摇动和冲击振动的地方5.在无爆炸危险的介质中，且介质中无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体及尘埃。
1.电流互感器可以垂直或水平安装。
2.互感器二次导线的连接铜线截面不小于2.5毫米。
3.电流互感器储存处于干燥。
电流互感器原理是依据电磁感应原理的。
电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。
它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。
电流互感器的作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。
如变比为400/5的电流互感器，可以把实际为400A的电流转变为5A的电流。
为了保证电力系统安全经济运行，必须对电力设备的运行情况进行监测和测量。
但一般的测量和保护装置不能直接接入一次高压设备，而需要将一次系统的大电流按比例变换成小电流，供给测量仪表和保护装置使用。
在测量交变电流的大电流时，为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流（我国规定电流互感器的二次额定为5A或1A），另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。
电流互感器就起到变流和电气隔离作用。
它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。
所以电流互感器会分为测量用电流互感器和保护用电流互感器；
测量用电流互感器的作用是用来计量（计费）和测量运行设备电流的；
保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，以保护供电系统的安全。
2.3交流接触器
2.3.1交流接触器的结构
接触器是用来频繁接通和切断电动机或其他负载电路的一种自动切换电器。
它由触头系统，电磁机构，弹簧，灭弧装置和支架底座等组成，通常分为交流接触器和直流接触器两类。
交流接触器是用于远距离控制电压至380V，电流至600A的交流电路，以及频繁启动和控制交流电动机的控制电器，它主要由电磁机构，触头系统，灭弧装置等部分组成。
图2.6
1.静触器；
2.衔铁；
3.缓冲弹簧；
4.铁芯静触点；
5.垫毯；
6.灭弧罩。
图2.7
2.3.2交流接触器的工作原理
当线圈通电后，线圈流过电流产生磁场，使静铁芯产生足够的吸力。
克服反作用弹簧与动触压力弹簧片的反作用力，将动铁芯吸合。
同时带动杠杆使动。
静触点的状态发生改变，其中三对常开主触点闭合，主触点两侧的两队常闭的辅助触电断开，两对常开的辅助触点闭合，主触点两次的两队常闭的辅助触点断开，两对常开的辅助触点闭合。
当电磁线圈断电后，由于铁心电磁吸力消失，动铁芯在反作用弹簧力的作用下释放，个触点也随之恢复原始状态。
2.3.3接触器的主要技术数据和型号
1.主要技术数据，额定电压。
额定电流。
线圈额定电压。
电气寿命与机械寿命。
操作频率。
常用型号：
常用的交流接触器有CJ20，CJX1,CJ12,和CJ10等系列，直流接触器有CZ18,CZ21,CZ10和CZ2等系列。
2.3.4接触器的选用
应根据一下原则选用接触器：
根据被接通或分断的电流种类选择接触器类型。
根据被控电路电流大小和使用类别选择接触器的额定电流根据被控电路电压等级选择接触器的额定电压根据控制电路电压等级选择接触器线圈电压三一180的搅拌电柜使用LC1-D115,LC1-D95,LC1-D25.LD1-D32,其四种的额定电流为115A,95A25A,32A。
2.4变压器
2.4.1变压器接触器的结构
变压器组成部件包括器身（铁芯、绕组、绝缘、引线）、变压器油、油箱
和冷却装置、调压装置、保护装置（吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜及测温装置等）和出线套管。
1．铁芯：
铁芯是变压器中主要的磁路部分。
通常由含硅量较高，厚度分别为0.35mm\0.3mm\0.27mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成铁芯分为铁芯柱和横片两部分，铁芯柱套有绕组；
横片是闭合磁路之用。
铁芯结构的基本形式有心式和壳式两种。
2．绕组：
绕组是变压器的电路部分，它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成。
变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理：
当一次侧绕组上加上电压U1时，流过电流I1，在铁芯中就产生交变磁通O1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势E1，E2，感应电势公式为：
E=4.44fN&
Oslash;
m式中：
E--感应电势有效值f--频率N--匝数由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压U1和U2大小也就不同。
当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流（I0），这个电流称为激磁电流。
当二次侧加负载流过负载电流I2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为激磁电流I0，一部分为用来平衡I2，所以这部分电流随着I2变化而变化。
当电流乘以匝数时，就是磁势。
图2.8
2.4.2变压器工作原理
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。
变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。
2.5熔断器
2.5.1熔断器的原理和工作
熔断器主要有熔体和放置熔体的绝缘管或绝缘底座组成，熔体是熔断器的核心，由铅，铅锡合金，锌，铜及银等材料制成丝状或片状，熔点约为200~300C。
围了在熔体熔断时能够迅速灭弧，熔体可以做成截面的形状，使熔体动作时从窄颈处形成多个断口，很快脱落而切断电路。
2.5.2熔断器的类型
1.螺旋式熔断器，2.插拔式熔断器，3.无填料封闭管式熔断器，4.有填料封闭管式熔断器，5.快速熔断器。
2.5.3熔断器的参数
1.熔断器额定电压，2.极限分断电流，3.熔断器额定电流，4.熔体额定电流。
2.5.4熔断器的选用
1.熔体额定电流的选择：
电炉，照明等阻性负载的短路保护，熔体额定电流按负荷电流的1.1~1.5倍选择，单台电动机的短路保护，熔体额定电流按电动机额定电流的1.5~2.5倍选择，多台电动机在同一电路上的短路保护，熔体额定电流按容量最大一台电动机额定电流的1.5~2.5倍再加上其余电动机额定电流的总和。
并联电容器的短路保护，对单台电容器，熔体额定电流按电容器额定电流的1.5~2.5倍选择。
2.熔断器的选择：
熔断器的额定电压必须大于或等于电路的额定电压，熔断器的额定电流必须大于或等于熔体的额定电流。
三一搅拌电控柜选用的是天正牌熔断器。
图2.9
、
2.6开关电源
2.6.1开关电源工作原理及作用
作用：
开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。
原理：
开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，大；
关断时，电压高，电流小）/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。
2.7接插件
2.7.1接插件
接插件的基本性能可分为三大类：
即机械性能、电气性能和环境性能。
另一个重要的机械性能是接插件的机械寿命。
机械寿命实际上是一种耐久性（durability）指标，在国标GB5095中把它叫作机械操作。
它是以一次插入和一次拔出为一个循环，以在规定的插拔循环后接插件能否正常完成其连接功能作为评判依据。
1.机械性能就连接功能而言，插拔力是重要地机械性能。
插拔力分为插入力和拔出力（拔出力亦称分离力），两者的要求是不同的。
在有关标准中有最大插入力和最小分离力规定，这表明，从使用角度来看，插入力要小（从而有低插入力LIF和无插入力ZIF的结构），而分离力若太小，则会影响接触的可靠性。
接插件的插拔力和机械寿命与接触件结构（正压力大小）接触部位镀层质量以及接触件排列尺寸精度（对准度）有关。
2．电气性能接插件的主要电气性能包括接触电阻、绝缘电阻和抗电强度。
第3章各元器件的位置图
3.1各元器件的位置图
3.1.1各元件器件的位置图分析
1.
1-3金钟默勒NZM1的断路器
4-5施耐德GV3P65的交流接触器
6天正的接线盒
7施耐德的总开关
第一块安装板
图一
该安装板板长为102厘米，宽为18厘米，元器件距板左边缘7厘米，元器件距板右边缘11.3厘米。
2.
1-3天正的交流互感器
第二块安装板
图二
该安装板板长102厘米，板宽18厘米，元器件距板左边缘15厘米，元器件1距元器件2为5.7厘米，元器件2距元器件3为49厘米，元器件距右边缘20.3厘米。
3.
1-3施耐德LC1D115的交流接触器
4-5施耐德LC1D95的交流接触器
6-7施耐德LC1D50的交流接触器
8九川的变压器
第三块安装板
图三
该安装板长为102厘米，宽为18厘米，元器件1距板左边缘为8.5厘米，元器件3距元器件4为8.5厘米，元器件7距元器件8为1厘米，元器件8距板右边缘为8.5厘米。
4
4-5施耐德GV3P65的的断路器
6天正的变压器
第四块安装板
图四
该安装板板长为102厘米，板宽为18厘米，元器件1距板左边缘为8.5厘米，元器件3距元器件4为8厘米，元器件5距元器件6为5.5厘米，元器件6距板右边缘8.2厘米。
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