水冷系统自动投切控制.docx

1、水冷系统自动投切控制一、 设计背景(2)二、 设备简介(2)三、 工艺要求(2) 四、 设计原则(2) 五、 设计方案(2)六、 面板图.(5)七、 布置图(6)八、 元器件选择(7)九、 连接、调试及故障分析(7)一十、 设计总结（8） 一、设计背景1.研究背景近年来，随着我国国民经济的快速增长，电力、冶金、化工、家用电器等行业突飞猛进，特别是电脑的CPU、空调等必须要依靠散热系统进行散热。上个世纪之前国外的超频发烧友曾经用水冷甚至油冷来给CPU散热，并且有很不俗的成绩公布，并且是一种物质享受的追求和高端的象征。 也正是这样的原因，中国还处于一种发展中的地区，所以，国内使用的还不是很多，这个

2、和它的价格以及较为复杂的安装方式有关，并且发展不普及和大家的观念并没有改变之前，这些水冷产品还是属于一个宣传或者推广过程，并不是一个成熟过程。 其实，一套水冷散热系统是由散热器、水管及一个水泵组成。配合不同的扣具，从586到酷睿、酷睿2、酷睿i5 、酷睿i7 等英特尔架构CPU都可以使用。 水冷散热器有一个进水口及出水口，散热器内部有多条水道，这样可以充分发挥水冷的优势，能带走更多的热量。这就是水冷散热器的基本原理。 水冷散热与风冷散热其本质是相同的，只是液冷中利用循环液将CPU的热量从水冷块中搬运到换热器上再散发出去，由于换热器的散热面积和散热环境远远要好于一般的风冷散热器，所以液冷的降温效

3、果非常明显。2.发展趋势水冷作为高必能散热系统正变得越来越流行。水冷真正的优势在于它处理CPU瓦数的能力比任何风冷散热器都要高得多，并且不受机箱内高温的影响。如果用于低功率CPU，水冷散热器在CPU降温上并不比优良的风冷散热器强多少。但当你使用产生大量热量的高端或极度超频CPU的时候，就算一个小小的DIY水冷系统都将让CPU温度保持在相当低的水平。 水冷是超频玩家对于大功率芯片理想的散热解决方案。当用于非玩家CPU的时候，水冷不会较高端风冷散热有巨大的性能提升，但能够在获得低温的同时产生比任何风冷方案小得多的噪音。说到CPU水冷那还要追溯到上个世纪，早在1998、1999年左右台湾就开始流行C

4、PU水冷散热了，DIY利用自己的条件制作出各式各样的水冷系统，但大多以开放式结构为主，在DIY看来，当时的CPU就已经是“发热量巨大”的怪物了。 大陆水冷制作相对要晚些，也大多集中在个人的制作水平上，曾经出现 像杭州中裕的Cool Max等数款个人制作并销售的水冷产品，其中Cool Max水冷已经具备像样的包装和配套件，在宣传上也曾经有过动作，但由于市场响应有限，这些产品犹如过眼云烟，没有多长时间就从市场上彻底消失了。到2003年，水冷又开始在大陆市场上活跃起来，其中以正规厂家中的澳柯玛和个人制作中的水冷王为主流，从市场推广和论坛宣传两个方面展开了水冷制作的新篇章。 新一代水冷与旧水冷相比原理

5、并没有变化，但制作工艺却大幅度提升，大多注重全密闭式的设计，而且内地与港台个人DIY作品间的差别也越来越少，这与互联网的推广不无关系，上个世纪的水冷主要集中在少数能上网的发烧友中，随着网络的普及，越来越多的能人义士纷纷出现，行业范围远远跨越了电脑及其相关行业，精通于金属加工的朋友不胜枚举，制作这种水冷散热器更加方便，而且更加美观、实用、可靠，此外，越来越多的喜欢水冷的朋友可以在各个论坛中各抒己见，这样也推动了水冷工艺的进步，显然是互联网促进了水冷产品的进步，同时也为产品的推广奠定了基础。 随着显卡技术的快速发展，显卡上的GPU已经能够发出与CPU相当的热量，因此水冷已经不再局限在CPU了，显卡

6、、北桥、硬盘的水冷也不断涌出，彻底让大家进入水冷的新世界。水泵让水在系统中流通循环，坚持不懈地把暖水换成冷的。流过水道和散热器的水的体积是至关重要的，因为靠这个运动把热量一并带走，就像高速风扇可以更好的守成从常规散热片上带走热量的工作一样。 在市面上很容易找到不同功率和价位适合水冷的水泵。用户在选择时优先考虑的应该是内嵌式水泵。采用水箱一体化设计，输入输出两头配备软管，而不需要把整个东西再浸泡在蓄水池里。蓄水池时代已经离我们越来越远了，且有溢出的风险。 水泵的性能可以从流速和扬程两个规格来看。流速是指在没有东西制约水流的时候能够抽取的水量。扬程是水泵向上喷水在垂直方向上能达到的高度。扬程是最重

7、要的数字，它体现了水泵克服水道和散热器阻力的能力。现在大多数泵尾都带有专用的插头，可以直接与电源相连。或其他小3PIN接口可直接插到主板上。由此可知水泵的意义重大，为使系统能够正常运行，且可靠性增强，需要增补备用装置。3.研究意义在通风、吸尘、水泵、油泵、气泵等设备中，一旦电动机出现故障停止运转，就会影响到生产、生活秩序的正常进行，因此，对这些设备采取备用电动机自动投入运行是十分必要的。通过电气控制系统的设计实践，掌握电气控制系统的设计方法、电器元件和电气控制线路的安装过程、设计资料整理和电气绘图软件的使用方法。在此过程中培养从事设计工作的整体观念，通过较为完整的工程实践基本训练，为综合素质全

8、面提高及增强工作适应能力打下坚实的基础。二、设备简介水冷系统用于大功率元器件如晶闸管的散热，其工作的可靠性非常重要。一旦出现故障停止运行，需散热的大功率元器件将很快烧毁，对生产影响极大，一般采用两面三刀台水泵一台运行，另一台备用，实现自动投切，工作过程如下：起动一台水泵电机，该水泵运行信号指示灯亮，另一台水泵备用信号指示灯亮，表示可以随时投入运行，当正在运转的水泵电机因过载、缺相、短路等原因停止运行时，备用水泵电机立即起动，自动投入运行（即自动投切）。三、设备工艺要求1、两台水泵电机型号为Y132S2-2，额定功率为7.5kw；2、两台电机均为全压起动，单方向旋转；3、一台电机因过载、缺相、短

9、路等原因停转时，另一台电机立即投入运行，两台电机任意互相备用；4、运行的电机有运行指示灯显示，备用的电机有备用指示灯显示，有电源电压、电流指示；5、有总停控制和必要的短路、过载保护；四、设计原则1、最大限度满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求。生产机械和生产工艺对电气控制系统的要求是电气设计的依据，这些要求常常以工作循环图、执行元件动作节拍表、检测元件状态表等形式提供。对于有调速要求的场合，还应给出调速技术指标。其他如起动、转向、制动、照明、保护等要求，应根据生产需要充分考虑。2、在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单、经济合理，不要盲目追求高指标，造成不必要的高投资。3、妥善处理机械与

10、电气关系。很多生产机械是采用机电结合控制方式来实现控制要求的，要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用和维护等方面协调处理好二者关系。4、正确合理地选用电器元件，以实用为原则。选用新型号电器可以提高可靠性，减小体积，尽可能不要选用旧型号电器。5、确保电气设备安全性、可靠性高，兼顾设备使用和维护方便。五、设计方案1、通过接触器的作用达到电机接通的接通要求。先把总电源开关低压断路器合上，对整个系统进行供电，给控制回路供电。为了好分析、使思路更加清晰，先让两台电动机M1、M2可同时运行，且两台电机所处的接线位置完全相同。给两台电动机各设一个起动按钮SB1、SB2，接触器KM1（含自锁）、KM2（含自

11、锁）,分别于M1、M2串联，当按下SB1，接触器KM1线圈得电，电动机M1运行；再合上SB2，接触器KM2线圈得电，电动机M2运行，此时达到了两台电动机同时运行的效果。 2、通过电气互锁的作用，每次只有一台运行。为使合上一台电动机运行，而另一台电动机不运行，可把KM1、KM2的常闭辅助触点分别与对方的接触器线圈串联起来，则任起动一个按钮，只有一台电动机运行，而另一台电动机处于断电状态。3、借用中间继电器，达到一台运行，另一台备用的效果。为使运行的电动机突然由于故障而失去作用，另一台通电运行，需要备用电机出的常闭辅助触点闭合时，立马通电，要达到这一点，需要借助中间继电器，中间继电器具有转换控制信

12、号的作用，通过中间继电器，是备用电动机的起动按钮两侧具有电压。此时，当运行电动机停止时，通过电气互锁以及中间继电器的作用，备用电动机开始运行。 4、防止电气互锁的失灵，添加机械互锁，确保系统的可靠性。添加机械互锁，就是把起动按钮对应的常闭式按钮与对方的接触器线圈串联，当电气互锁失效时，机械互锁起到了作用。 5、根据电机的运行情况以及互锁的作用进行指示灯的添加。备用指示灯选黄色，运行指示灯选绿色。6、总停按钮的添加。待两台电机都不需要运行，进行检修时，按下总停按钮SB，控制回路断电，电机停止转动。经过认真思考、推敲，最终一个完整的电路图草图就绘制出来： 主电路 控制回路 六面板图七、布置图八、元

13、器件选择元器件的选择主要是对主电路及控制回路中必要的元器件进行选择，见下表： 主电路及控制电路所需的主要器件代 号名 称型号及要求数量M1、M2电动机Y132S2-2，额定功率7.5KW2KM1、KM2交流接触器CJX2-12 220V 50HZ2FR1、FR2热继电器JRS1-09252QF空气开关DZ47-60 三极1FU熔断器D247-602KA1、KA2中间继电器J2X-22F1422SB1SB3按钮红黄绿三种不同颜色 LAY37(PBC)3HL1HL4指示灯HL1、HL3绿色，HL2、HL4黄色4九、连接、调试及故障分析1拟定调试步骤。这项工作在施工图纸确定后开始，电控柜安装工作完成

14、前结束。根据工作原理写出调试步骤，包括通电前检查和通电后调试两部分。通电前检查部分建议设计一个通电之前检查项目表，检查一项，打勾确认一项。通电后调试部分要说明开关或按钮的名称、操作顺序，以及相应点亮的指示灯名称。最后预计几种可能的故障现象和对应的解决措施，提高调试时故障排除效率。要求：步骤合理，项目齐全，书写工整。2通电前检查。按调试步骤进行通电前检查，重点检查是否短路。线路工作情况可以按下相应的按钮或接触器触点，在接线端子上测量各点通断情况。要求：短路检查项目不可缺少，其他检查项目要求合理。3通电调试。按调试步骤进行通电调试，进行起动、停止操作，观察指示灯、电压表、电流表指示情况。要求：符合

15、设计任务书规定的各项要求。若有不符之处，能说明原因，并及时整改。做好调试记录，尤其是记录故障现象和排除方法。4故障处理、对出现的故障对照设计图及安装图查找检测故障。、针对工作故障的情况，从原理上分析可能的故障原因，列出可能故障点，逐步测试查找并排除故障。十、设计总结通过这次的课程设计，我们真正的了解到实际操作的重要性，以及团结合作的必要性。书上的东西永远是死的，只有通过自己的双手完成以后才会变成有用的东西，被自己吸收应用。合作也是至关重要的一点，合作才能发现不足，最终完成任务。这次课程设计我们学到了好多，最重要的就是学会了怎样设计，以及需要注意的几点：1控制电压按控制要求选择，符合标准等级。在

16、控制线路简单，不需经常操作，安全性要求不高时，可以直接采用电网电压，即交流380V或220V。当考虑安全要求时，应采用控制变压器将控制电路与主电路电气上隔离开。照明电路采用36V安全电压。带指示灯的按钮采用6.3V电压。晶体管无触点开关一般需要直流24V电压。对于微机控制系统应注意弱电电源与强电电源之间的隔离，不能共用零线，以免引起电源干扰。2尽可能减少电气元件品种、规格与数量。便于维修和更换，降低成本。3正常情况下，尽可能减少通电电气数量，以利于节约能源，延长电气元件寿命，减少故障。4合理使用电器触点。接触器、时间继电器往往触点不够用，可以增加中间继电器来解决。5合理安排电器触点。避免因电器动作时间有差别，造成“触点竞争”。避免因操作不当，造成“误动作”。避免因某个元器件损坏，造成“短路”。避免出现“寄生回路”。6设置必要的短路、过载保护，防止故障进一步扩大。7设置必须的急停或总停按钮，以防万一出现故障时，切断整个控制回路，进而切断主电源。8设置必要的手动控制线路，方便设备调试和维修。9设置必要的指示灯、电压表、电流表，随时反映系统运行状态，及时发现故障。