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电工电子综合课程设计答案

电工电子综合课程设计

（答案）

天津大学电气与自动化实验中心

2008年8月

电工电子综合工程设计答案

任务

（一）

（二）单、双开关电路的安装

（1）工作计划

　任务名称：

（一）单、双开关电路的安装

序号

工作计划

成绩

1

设计原理图、布局图、

计划完成时间

实际完成时间

2

根据原理图选择元件，安装线槽、导轨、器件等，连接电路。

计划完成时间

实际完成时间

3

检查电路，经老师检查后接通电源，观察电路现象，如有故障，排除之后再重新观察。

计划完成时间

实际完成时间

4

整理实验器材，总结实验报告。

计划完成时间

实际完成时间

材料清单

序号

名称

型号

规格

数量

厂商

1

空气开关

C65N-C10

10A/3P、400V/50H

1

Schneiderdectric

梅兰日兰

2

熔断器座

RT18-32

32A/500V

1

MIRO

3

保险管

RT18

2A/250V

1

上海沪工

4

双联开关

A5075

10A/250V

1

新纪元电工

5

灯泡

15W/250V

1

6

座灯口

6A/250V

1

7

接线端子

SAK

800V2.5/EN

3

Weidmiiller

8

导线

9

10

工作清单

设计原理图

成绩

图1-1单开关电路

原理：

开关K闭合时灯泡L亮，K断开时灯泡L灭.。

图1-2双开关电路

原理：

图1-2是用两个双联开关K1和K2来控制灯泡L的点亮与熄灭.，常用于楼上

与楼下、门口与床头等灯的控制。

工作清单

工作流程叙述

成绩

图1-3电路元件布局

1.安装线槽、空气开关、保险、开关、灯座、端子等。

2.分别按照图1-1和图1-2接线。

3.装入2A保险管，用万用表检查电路无误后通电，观察电路工作情形。

任务（三）三相异步电动机点动控制

任务名称：

（三）三相异步电动机点动控制

序号

工作计划

成绩

1

设计原理图、布局图、

计划完成时间

实际完成时间

2

根据原理图选择元件，安装线槽、导轨、器件等，连接电路。

计划完成时间

实际完成时间

3

检查电路，经老师检查后接通电源，观察电路现象，如有故障，排除之后再重新观察。

计划完成时间

实际完成时间

4

整理实验器材，总结实验报告。

计划完成时间

实际完成时间

材料清单

序号

名称

型号

规格

数量

厂商

1

空气开关

C65N-C10

10A/3P、400V/50H

1

Schneiderdectric

梅兰日兰

2

熔断器座

RT18-32

32A/500V

1

MIRO

3

保险管

RT18

2A/250V

1

上海沪工

4

启动按钮

ZB2-BE101C

3A/240V

1

上海施耐德电器

5

急停按钮

ZB2-BE102C

3A/240V

1

上海施耐德电器

6

接触器

LCID09MC7

9A/220V

1

上海施耐德电器

7

电动机

JLS61-4

0.28A/380V

1

金钟电气

8

接线端子

SAK

800V2.5/EN

若干

Weidmiiller

9

导线

10

工作清单

设计原理图

成绩

图3-1三相异步电动机点动控制

图3-1所示为一种三相异步电动机点动控制电路。

左边为主电路，主电路由空气开关、接触器KM的主触点和电动机构成。

右边为控制电路，控制电路由按钮SB和接触器KM的吸引线圈串联构成。

工作时，首先合上空气开关，这时电动机不会运转，当按下按钮SB时，接触器线圈KM通电产生电磁力，KM的三个动合主触点吸合，使电动机与三相电源接通，起动运转，松开按钮SB，接触器KM的线圈断电失磁，主触点断开恢复常态，电动机断电停止运转，这就实现了电动机的点动控制。

熔断器FU的作用是控制电路电源短路保护。

工作流程叙述

成绩

图3-2点动控制电路元件布局

1.安装线槽、导轨、空气开关、保险、开关、接触器、按钮固定板、端子等。

2.按照图3-1接线。

3.用万用表检查电路无误后通电，观察电路工作情形。

注：

急停按钮、指示灯L1、L2备用。

思考题：

点动控制在工农业生产中经常用在吊装启动电动葫芦等。

任务（四）三相异步电动机基本起、停控制电路

任务名称：

（四）三相异步电动机基本起、停控制电路

序号

工作计划

成绩

1

设计原理图、布局图、

计划完成时间

实际完成时间

2

根据原理图选择元件，安装线槽、导轨、器件等，连接电路。

计划完成时间

实际完成时间

3

检查电路，经老师检查后接通电源，观察电路现象，如有故障，排除之后再重新观察。

计划完成时间

实际完成时间

4

整理实验器材，总结实验报告。

计划完成时间

实际完成时间

材料清单

序号

名称

型号

规格

数量

厂商

1

空气开关

C65N-C10

10A/3P、400V/50H

1

Schneiderdectric

梅兰日兰

2

熔断器座

RT18-32

32A/500V

1

MIRO

3

保险管

RT18

2A/250V

1

上海沪工

4

启动按钮

ZB2-BE101C

3A/240V

1

上海施耐德电器

5

停止按钮

ZB2-BE102C

3A/240V

1

上海施耐德电器

6

急停按钮

ZB2-BE102C

3A/240V

1

上海施耐德电器

7

接触器

LCID09MC7

9A/220V

1

上海施耐德电器

8

电动机

JLS61-4

0.28A/380V

1

金钟电气

9

指示灯

XB2-BVM3C

220V绿色

1

上海施耐德电器

10

指示灯

XB2-BVM4C

220V红色

1

上海施耐德电器

11

接线端子

SAK2.5/EN

800V2.5/EN

若干

Weidmiiller

12

导线

工作清单

设计原理图

成绩

图4-1三相异步电动机基本起、停控制电路

图4-1所示为三相异步电动机基本起、停控制电路。

当按下按钮1SB时，KM的三个动合主触点吸合，电动机起动旋转，同时KM1自锁、绿灯亮。

按下按钮2SB电动机停止转动，红灯亮。

当按下3SB时，为系统故障急停操作；也可以由此来模拟短路、过载、失压时的保护。

FU的作用是控制电路电源短路保护。

工作流程叙述

成绩

图4-2三相异步电动机基本起、停控制电路元件布局

1.安装线槽、导轨、空气开关、保险、开关、接触器、按钮固定板、端子等。

2.按照图4-1接线。

3.用万用表检查电路无误后通电，观察电路工作情形。

思考题：

⑴　能使电机连续运转的关键部件是什么？

能使电机连续运转的关键部件是交流接触器。

⑵　电路如何起到欠压保护？

欠压时线圈电压不足则接触器吸合不上。

任务（五）三相异步电动机的两地控制

任务名称：

（五）三相异步电动机的两地控制

序号

工作计划

成绩

1

设计原理图、布局图、

计划完成时间

实际完成时间

2

根据原理图选择元件，安装线槽、导轨、器件等，连接电路。

计划完成时间

实际完成时间

3

检查电路，经老师检查后接通电源，观察电路现象，如有故障，排除之后再重新观察。

计划完成时间

实际完成时间

4

整理实验器材，总结实验报告。

计划完成时间

实际完成时间

材料清单

序号

名称

型号

规格

数量

厂商

1

空气开关

C65N-C10

10A/3P、400V/50H

1

Schneiderdectric

梅兰日兰

2

熔断器座

RT18-32

32A/500V

1

MIRO

3

保险管

RT18

2A/250V

1

上海沪工

4

启动按钮

ZB2-BE101C

3A/240V

1

上海施耐德电器

5

停止按钮

ZB2-BE102C

3A/240V

1

上海施耐德电器

6

急停按钮

ZB2-BE102C

3A/240V

1

上海施耐德电器

7

接触器

LCID09MC7

9A/220V

1

上海施耐德电器

8

电动机

JLS61-4

0.28A/380V

1

金钟电气

9

指示灯

XB2-BVM3C

220V绿色

1

上海施耐德电器

10

指示灯

XB2-BVM4C

220V红色

1

上海施耐德电器

11

接线端子

SAK2.5/EN

800V2.5/EN

若干

Weidmiiller

12

导线

工作清单

设计原理图

成绩

图5-1三相异步电动机的两地控制

图5-1所示为三相异步电动机三相异步电动机的两地控制电路。

起动时，合上空气开关QF，引入三相电源。

按下甲地起动按钮SB4，接触器KM1的线圈通电，主触头闭合且KM1通过与开关SB3和SB4并联的辅助常开触点KM1实现自锁，电动机在甲地起动。

要使电动机停止运转，按下甲地的开关SB1或按乙地的开关SB2即可。

按下起动开关SB3，接触器KM1线圈通电，主触头闭合且其通过与开关SB3和SB4并联的辅助常开触点KM1实现自锁，电动机在乙地起动。

要使电动机停止运转，按下乙地的开关SB2或甲地的开关SB1即可。

注：

在图5-1中，由于实验器材有限，SB2用急停按钮代替使用

思考题：

⑴　这种两地控制有何缺陷？

这种简单的两地控制的缺陷就是一方已经启动的电机会被另一方所停止，可加入互锁触点来解决此缺陷。

⑵　怎样实现多地控制？

加入多个启动按钮和停止按钮即可实现多地控制。

工作流程叙述

成绩

图5-2三相异步电动机的两地控制电路元件布局

1.安装线槽、导轨、空气开关、保险、开关、接触器、按钮固定板、端子等。

。

2.按照图5-1接线。

3.用万用表检查电路无误后通电，观察电路工作情形。

（1）合上漏电保护断路器及空气开关QF，引入三相电源。

（2）按下甲地的起动按钮SB4，观察电动机的工作情况。

（3）按下乙地按钮SB2,观察电机的运行情况。

（4）按下乙地的按钮SB3，观察电动机的工作情况。

（5）按下甲地的停止按钮SB1或乙地的停止按钮SB2，断开电机控制电源。

（6）断开空气开关QF，切断三相主电源。

任务（六）三相异步电动机正、反转控制

任务名称：

（六）三相异步电动机正、反转控制

序号

工作计划

成绩

1

设计原理图、布局图、

计划完成时间

实际完成时间

2

根据原理图选择元件，安装线槽、导轨、器件等，连接电路。

计划完成时间

实际完成时间

3

检查电路，经老师检查后接通电源，观察电路现象，如有故障，排除之后再重新观察。

计划完成时间

实际完成时间

4

整理实验器材，总结实验报告。

计划完成时间

实际完成时间

材料清单

序号

名称

型号

规格

数量

厂商

1

空气开关

C65N-C10

10A/3P、400V/50H

1

Schneiderdectric

梅兰日兰

2

熔断器座

RT18-32

32A/500V

1

MIRO

3

保险管

RT18

2A/250V

1

上海沪工

4

启动按钮

ZB2-BE101C

3A/240V

1

上海施耐德电器

5

停止按钮

ZB2-BE102C

3A/240V

1

上海施耐德电器

6

急停按钮

ZB2-BE102C

3A/240V

1

上海施耐德电器

7

接触器

LCID09MC7

9A/220V

1

上海施耐德电器

8

电动机

JLS61-4

0.28A/380V

1

金钟电气

9

指示灯

XB2-BVM3C

220V绿色

1

上海施耐德电器

10

指示灯

XB2-BVM4C

220V红色

1

上海施耐德电器

11

接线端子

SAK2.5/EN

800V2.5/EN

若干

Weidmiiller

12

导线

工作清单

设计原理图

成绩

图6-1三相异步电动机正、反转控制

图6-1所示为电动机正、反转控制电路，与前两个实验电路不同的是主电路用了两个接触器，采用了两组主触点，即正转用主触点KM1和反转用的主触点KM2。

右边为控制电路。

电路要求接触器KM1和KM2不能同时通电，否则它们的主触点将同时闭合，造成L1和L3两相电源短路，为此在KM1和KM2线圈各自支路中串联了对方的一组常闭辅助触点，以保证接触器KM1和KM2不会同时通电。

要改变电动机的转向，必须先按停止按钮SB1，再按反转按钮SB3，才能使电动机反转。

工作流程叙述

成绩

图6-2三相异步电动机正、反转控制电路元件布局

1.安装线槽、空气开关、保险、开关、接触器、按钮固定板、端子等。

。

2.按照图6-1接线。

3.用万用表检查电路无误后通电，观察电路工作情形。

任务（七）电动机限位运行控制电路

任务名称：

（七）电动机限位运行控制电路

序号

工作计划

成绩

1

设计原理图、布局图、

计划完成时间

实际完成时间

2

根据原理图选择元件，安装线槽、导轨、器件等，连接电路。

计划完成时间

实际完成时间

3

检查电路，经老师检查后接通电源，观察电路现象，如有故障，排除之后再重新观察。

计划完成时间

实际完成时间

4

整理实验器材，总结实验报告。

计划完成时间

实际完成时间

材料清单

序号

名称

型号

规格

数量

厂商

1

空气开关

C65N-C10

10A/3P、400V/50H

1

Schneiderdectric

梅兰日兰

2

熔断器座

RT18-32

32A/500V

1

MIRO

3

保险管

RT18

2A/250V

1

上海沪工

4

启动按钮

ZB2-BE101C

3A/240V

1

上海施耐德电器

5

停止按钮

ZB2-BE102C

3A/240V

1

上海施耐德电器

6

急停按钮

ZB2-BE102C

3A/240V

1

上海施耐德电器

7

接触器

LCID09MC7

9A/220V

1

上海施耐德电器

8

电动机

JLS61-4

0.28A/380V

1

金钟电气

9

指示灯

XB2-BVM3C

220V绿色

1

上海施耐德电器

10

指示灯

XB2-BVM4C

220V红色

1

上海施耐德电器

11

接线端子

SAK2.5/EN

800V2.5/EN

若干

Weidmiiller

12

限位开关

2

13

导线

工作清单

设计原理图

成绩

图7-1电动机正反转限位运行控制电路

图7-2电动机正反转机械限位示意图

图6-1所示为电动机正、反转限位控制电路，SQ1和SQ2为限位开关，装在预定位置上。

按下SB2按钮，接触器KM1线圈获电动能，电动机正转起动。

运动部件向前运行。

当运行到终端位置时，装在运动物体上的挡铁碰撞行程开关SQ1，使SQ1的常闭触点断开。

接触器KM1线圈断点释放。

电动机断电。

运动部件停止运动。

此时，即使按下SB2按钮，接触器KM1的线圈也不会获电故保证了运动部件不会超过SQ1所在位置。

当按下SB3按钮时电动机会反转，运动部件向后运动至挡铁碰撞行程开关SQ2时，运动部件停止运动，如中间需停车，可按下停止按钮SB1。

工作流程叙述

成绩

图7-3电动机正反转限位运行控制电路元件布局

1.安装线槽、空气开关、保险、开关、接触器、按钮固定板、端子等。

。

2.按照图7-1接线。

3.用万用表检查电路无误后通电，观察电路工作情形。

任务（八）正负15伏电源的焊接、调试

任务名称：

（八）正负15伏电源的焊接、调试

序号

工作计划

成绩

1

设计原理图、选择元器件、

计划完成时间

实际完成时间

2

根据原理图在小板上将各器件插好，经指导教师检查无误后，再进行可焊接。

计划完成时间

实际完成时间

3

焊接完成后，用万用表通断档检查有无短路、断路现象。

通电检查，用万用表20V直流档，检测是否有正负15V输出。

计划完成时间

实际完成时间

4

整理实验器材，总结实验报告。

计划完成时间

实际完成时间

材料清单

序号

名称

型号

规格

数量

厂商

1

焊接板

1

2

三端稳压器件

7815

+15V

1

3

三端稳压器件

7915

-15V

1

4

电解电容器

1000µ/50V

2

5

电容器

0.1µ/100V

4

6

二极管（整流桥）

DB107C

1A/200V

2

7

导线

8

9

10

11

12

工作清单

设计原理图

成绩

图8-1正负15伏电源电路

图8-1所示为单相桥式整流电路，是由两个单相桥式整流电路组合而成的，D1、D2分别是整流桥。

电路中的C1、C2电容器用来旁路高频干扰脉冲。

C5、C6电容器起改善瞬变响应特性，减少高频输出阻抗的作用。

C3、C4为电解电容（焊接时注意极性），在电路中起滤波作用。

7815、7915为三端固定正负电压集成稳压器，它们均有+15V、-15V输出电压，均可以输出1.5A的电流。

工作流程叙述

成绩

图8-2正负15V电源焊接板示意图

工作流程：

⑴　按电路说明选择元器件，在小板上将各器件插好，经指导教师检查

⑵　焊接完成后，用万用表通断档检查有无短路、断路现象。

⑶　通电检查，用万用表20V直流档，检测是否是正负15V电源。

任务（九）三相异步电动机自动控制电路

任务名称：

（九）三相异步电动机自动控制电路

序号

工作计划

成绩

1

按设计要求选择元器件、导线，在网空板上装配元器件，按设计电路图连接电路。

计划完成时间

实际完成时间

2

在焊接板上布置元件，连线进行焊接。

计划完成时间

实际完成时间

3

经教师检查无误后，进行实际调试，操作，观察电路的功能。

如有故障，排除之后再重新观察。

计划完成时间

实际完成时间

4

整理实验器材，总结实验报告。

计划完成时间

实际完成时间

材料清单

序号

名称

型号

规格

数量

厂商

1

空气开关

C65N-C10

10A/3P、400V/50H

1

Schneiderdectric

梅兰日兰

2

熔断器座

RT18-32

32A/500V

1

MIRO

3

保险管

RT18

2A/250V

1

上海沪工

4

急停按钮

ZB2-BE101C

3A/240V

1

上海施耐德电器

5

接触器

LCID09MC7

9A/220V

1

上海施耐德电器

6

电动机

JLS61-4

0.28A/380V

1

金钟电气

7

指示灯

XB2-BVM3C

220V绿色

1

上海施耐德电器

8

指示灯

XB2-BVM4C

220V红色

1

上海施耐德电器

9

接线端子

SAK2.5/EN

800V2.5/EN

若干

Weidmiiller

10

电阻

1/4W

10K

7

11

运放

LM-324

2~3

12

2

工作清单

设计原理图

成绩

图9-1三相异步电动机自动控制主电路

图9-2三相异步电动机自动控制电路

图9-1所示为三相异步电动机自动控制主电路，

图9-2所示为三相异步电动机自动控制电路

ui1（插针5、6，插针9、10）、ui2（插针7、8，插针9、10）可利用底层电路板上的二个电位器获得。

由于光偶是共阳极，则要求运放输出为低电平，接至插针27、28，插针29、30。

利用底层电路板上的光偶输出控制继电器，继电器触点A24、A26的通断来控制主电路的AC220V的接触器线圈，带动电机起、停。

工作流程叙述

成绩

图9-3三相异步电动机自动控制电路元件布局

1.安装线槽、空气开关、保险、开关、接触器、按钮固定板、端子等。

。

2.按照图9-1接线。

3.用万用表检查电路无误后通电，观察电路工作情形。

当输入信号ui1、ui2之和ui小于给定信号7.5V时，电机运转，

当输入信号ui1、ui2之和ui大于给定信号7.5V时，电机停止转动。

三相异步电动机自动控制电路也可用以下方法，直接用加法器和一个反相器如图9-4。

图9-4三相异步电动机自动控制电路方法二

任务（十）三相异步电动机正、反转控制电路

任务名称：

（十）三相异步电动机正、反转控制电路

序号

工作计划

成绩

1

按设计要求选择元器件、导线，在网空板上装配元器件，按设计电路