三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)設(shè)計報告.doc

三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)設(shè)計報告1. 常用低壓控制器與保護(hù)器的認(rèn)識使用常用低壓控制器與保護(hù)器包括刀閘開關(guān)、熔斷器、按鈕、交流接觸器、熱繼電器、時間繼電器等。1.1 刀閘開關(guān):刀閘是一種最簡單的開關(guān)電器，用于開斷500伏以下電路，它只能手動操作。其作用是不頻繁地手動接通和分?jǐn)嗳萘枯^小的交、直流低壓電路，或者起隔離作用。刀閘開關(guān)由閘刀（動觸點）、靜插座（靜觸點）、手柄和絕緣底板等組成。刀閘開關(guān)的種類很多。按極數(shù)分為單極、雙極和三極；按結(jié)構(gòu)分為平板式和條架式；按操作方式分為直接手柄操作式、杠桿操作機(jī)構(gòu)式和電動操作機(jī)構(gòu)式；按轉(zhuǎn)換方向分為單投和雙投等。考慮到電機(jī)較大的起動電流，刀閘的額定電流值應(yīng)選擇3-5倍異步電機(jī)額定電流。圖 1刀閘開關(guān)實物圖圖 2 刀閘開關(guān)電路符號1.2 熔斷器熔斷器（fuse）是指當(dāng)電流超過規(guī)定值時，以本身產(chǎn)生的熱量使熔體熔斷，斷開電路的一種電器。熔斷器是根據(jù)電流超過規(guī)定值一段時間后，以其自身產(chǎn)生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開；運(yùn)用這種原理制成的一種電流保護(hù)器。熔斷器廣泛應(yīng)用于高低壓配電系統(tǒng)和控制系統(tǒng)以及用電設(shè)備中，作為短路和過電流的保護(hù)器，是應(yīng)用最普遍的保護(hù)器件之一。熔斷器的結(jié)構(gòu)有管式、磁插式、螺旋式、等幾種。其核心部分熔體（熔絲或熔片）是用電阻率較高的易熔合金制成，如鉛錫合金；或者是用截面積較小的導(dǎo)體制成。圖 3 熔斷器實物圖及符號1.3 按鈕按鈕常用語接通、斷開控制電路，它的結(jié)構(gòu)和電路符號見圖3。按鈕上的觸點分為常開觸點和常閉觸點，由于按鈕的結(jié)構(gòu)特點，按鈕只起到發(fā)出“接通”和“斷開”信號的作用。圖 4 按鈕電路符號與結(jié)構(gòu)圖 1.4 交流接觸器接觸器是指僅有一個起始位置，能接通、承載或分?jǐn)嗾l件（包括過載運(yùn)行條件）下電流的非手動機(jī)械開關(guān)電器。接觸器分為直流和交流兩類。其中，交流接觸器常用來接通和斷開電動機(jī)或其他設(shè)備的主電路。圖4是不同接觸器的主要結(jié)構(gòu)簡圖，主要由電磁機(jī)構(gòu)和觸頭系統(tǒng)組成。接觸器的工作原理是當(dāng)線圈通電后，在鐵芯中產(chǎn)生磁通及電磁吸力，電磁吸力客服彈簧反力使得銜鐵吸合，帶動觸頭機(jī)構(gòu)動作，使常閉觸頭分?jǐn)?，常開觸頭閉合，互鎖或接通線路。 根據(jù)用途不同，接觸器的觸頭分主觸頭和輔助觸頭兩種。輔助觸頭通過的電流較小，常接在電動機(jī)的控制電路中；主觸頭能通過較大電流，常接在電動機(jī)的主電路中。如CJl0-20型交流接觸器有三個常開主觸頭和四個輔助觸頭(兩個常開，兩個常閉)。當(dāng)主觸頭斷開時，其間產(chǎn)生電弧，會燒壞觸頭，并使電路分?jǐn)鄷r間拉長，因此，必須采取滅弧措施。通常交流接觸器的觸頭都做成橋式結(jié)構(gòu)，它有兩個斷點，以降低觸頭斷開時加在斷點上的電壓，使電弧容易熄滅，同時各相間裝有絕緣隔板，可防止短路。在電流較大的接觸器中還專門設(shè)有滅弧裝置。圖 5 接觸器圖 6 三種接觸器的結(jié)構(gòu)簡圖1.5 熱繼電器熱繼電器是用來保護(hù)電動機(jī)，使之免受長期過載威海的繼電器。其工作原理是熱元件接在電動機(jī)的主電路中的雙金屬片，雙金屬片由兩種具有不同線膨脹系數(shù)的金屬采用熱和壓力碾壓而成，亦可采用冷結(jié)合，其中，下層金屬的膨脹系數(shù)大，上層的小。當(dāng)主電路中電流超過容許值，雙金屬片受熱向上彎曲致使脫扣，扣板在彈簧的拉力下將常閉觸頭斷開。觸頭是接在電動機(jī)的控制電路中的，控制電路斷開使接觸器的線圈斷電，從而斷開電動機(jī)的主電路。圖 7 熱繼電器1.6 時間繼電器時間繼電器是一種當(dāng)加入(或去掉)輸入的動作信號后，其輸出電路需經(jīng)過規(guī)定的準(zhǔn)確時間才產(chǎn)生跳躍式變化(或觸頭動作)的繼電器。用來接通或切斷較高電壓、較大電流的電路的電氣元件。它的種類很多，有空氣阻尼型、電動型和電子型等。圖 8 時間繼電器2. 三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的設(shè)計2.1 電路原理由三相異步電動機(jī)工作原理可知，電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向與旋轉(zhuǎn)磁場的方向一致，要改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)向只要改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向即可，而旋轉(zhuǎn)磁場的方向由三相電源的相序決定。因此將電動機(jī)的三根電源線中的任意兩根對調(diào)，便可實現(xiàn)電動機(jī)的反轉(zhuǎn)。在控制電路中，每一個復(fù)合按鈕都有一副動合觸點和一副動斷觸點。兩個啟動按鈕的動斷觸點分別與對方的接觸器線圈接觸串聯(lián)。當(dāng)按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1時，它的動斷觸點先斷開反轉(zhuǎn)接觸器的線圈電路；當(dāng)按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕SB2時，它的動斷觸點先斷開正轉(zhuǎn)接觸器的線圈電路。其原理圖如圖 9所示。圖 9 三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路設(shè)計圖其實物接線如圖8所示。圖 10 電路實物接線圖2.2 電路分析在圖 10左邊部分中，通過接觸器KM1三對主觸點把三相電源和電動機(jī)的定子繞組按順相序L1、L2、L3連接，而KM2的三對主觸點把三相電源和電動機(jī)的定子繞組按反相序L3、L2、L1連接，使電動機(jī)可以實現(xiàn)正反兩個方向上的運(yùn)行。在圖 10右邊部分中，SB3是停機(jī)按鈕，SB1是正轉(zhuǎn)起動按鈕，KM1是正轉(zhuǎn)控制接觸器，當(dāng)KM1的線圈通電，其主觸頭閉合，電動機(jī)正轉(zhuǎn)。SB2是反轉(zhuǎn)起動按鈕，KM2是反轉(zhuǎn)控制接觸器，當(dāng)KM2的線圈通電，其主觸頭閉合，電動機(jī)反轉(zhuǎn)。2.3 設(shè)計效果 圖 11 設(shè)計效果驗證圖3. 三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的接線安裝與驗證3.1 各電器元件的參數(shù)、型號使用情況所需電器元件名稱、代號、型號、數(shù)量、規(guī)格如表 1表 1 各電器元件的參數(shù)、型號使用表序號名稱代號型號數(shù)量規(guī)格1三相異步電機(jī)MY112M-414kW、380V、接法、8.8A、1440r/min2刀閘開關(guān)SHZ10-25/31三極、25A3熔斷器FURL1-60/253500V、60A、配熔體25A4接觸器 KM1、KM2CJ10-10810A/線圈電壓220V5熱繼電器RJR16-20/31三極、20A、整定電流8.8A6按鈕SB1、SB2、SB313保護(hù)式、220V、5A、3位按鈕數(shù)3.2 接線步驟在此電路中，先從總開關(guān)接出進(jìn)入端子，進(jìn)入電動機(jī)電路的斷路器，然后分別過熔斷器，熱繼電器，最后與電動機(jī)相連。而在控制電路中，分別將接觸器、長開長閉開關(guān)串、并聯(lián)。1) 在不通電的情況下，用萬用表檢查各觸點的分、合情況是否良好。檢查接觸器時應(yīng)拆卸滅弧罩，用手同時按下三副主觸點并用力均勻；同時應(yīng)檢查接觸器線圈電壓與電源電壓是否相符。2) 在控制板上將電器元件擺放均勻、整齊、緊湊、合理，并用螺絲進(jìn)行安裝固定。注意組合開關(guān)、熔斷器的受電端子應(yīng)安裝在控制板的外側(cè)，并使熔斷器的受電端為底座的中心端；緊固各元件時應(yīng)用力均勻，緊固程度適當(dāng)。3) 主電路采用BV1.5毫米2，控制電路采用BV1毫米2；按鈕采用BVR0.75毫米2，接地線采用BVR1.5毫米2。布線時要符合電氣原理圖，先將主電路的導(dǎo)線配完后，再配控制回路的導(dǎo)線；布線時還應(yīng)符合平直、整齊、緊貼鋪設(shè)面、走線合理及結(jié)點不得松動等要求。4) 實驗線路連接完成后對線路進(jìn)行排查和檢測。如有錯誤或不合理的連接方式進(jìn)行改進(jìn)。特別是二次接線，一般可采用萬用表進(jìn)行校線，以確認(rèn)線路連接正確無誤。5) 檢查無誤并經(jīng)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)可后方可合閘通電實驗。3.3 所使用檢測工具與檢測方法本次實驗我們使用萬能電表對電路進(jìn)行檢測。將萬能表調(diào)到測電阻的檔位，使用電筆對控制電路的電阻進(jìn)行檢測。檢測方法：主要測量控制電路兩端的電阻大小。如果電路存在聯(lián)鎖現(xiàn)象，則可以分別測出控制電路在兩種狀態(tài)的電阻值，如果沒有聯(lián)鎖，則電阻會顯示比單個電阻的值要小很多。將一支電筆按住控制電路的一個入口，另一支按在出口處。關(guān)閉KM1的線圈測得一個一個電阻值是1.2k。可見的確存在聯(lián)鎖現(xiàn)象，該控制電路沒有問題。4. 總結(jié)4.1 設(shè)計過程中遇到的問題及解決辦法主要問題：1) 設(shè)計圖雖能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，但KM1和KM2線圈不能同時通電，因此不能同時按下SB1和SB2，也不能再電動機(jī)正轉(zhuǎn)時按下反轉(zhuǎn)啟動按鈕，或在電動機(jī)反轉(zhuǎn)時按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕。如果操作錯誤，將引起主回路電源短路。2) 連接線路時出現(xiàn)短路。解決方法：1) 采用同時具有電氣互鎖和機(jī)械互鎖的正反轉(zhuǎn)控制電路。用復(fù)式按鈕，將SB1按鈕的常閉觸點串接在KM2的線圈電路中；將SB2的常閉觸點串接在KM1的線圈電路中；這樣，無論何時，只要按下翻轉(zhuǎn)啟動按鈕，在KM2線圈通電之前就首先使KM1斷電，從而保證KM1和KM2不同時通電；從反轉(zhuǎn)到正轉(zhuǎn)的情況也是一樣。2) 經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)在接線時未將熱繼電器連入電路，而是在熱繼電器接入端將兩根火線短路，因而作出修改，修正錯誤即可。4.2 課程設(shè)計中的心得體會本次實習(xí)的課題是“三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的設(shè)計與檢驗”，主要目標(biāo)是正反轉(zhuǎn)控制電路的設(shè)計與檢驗兩大部分。設(shè)計完圖紙進(jìn)入實驗室進(jìn)行連線時，一開始感覺無從下手，然而回憶之前對各低壓控制器與保護(hù)器的認(rèn)識與使用的學(xué)習(xí)，慢慢理清了思路。對三相異步電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)原理要有深刻的了解，不能僅僅停留在課本上的知識，只有理論與實踐相互結(jié)合才能真正的理解掌握。在學(xué)習(xí)擺放電子元件使得控制板達(dá)到更好的視覺效果和最省電線的要求后，我又對電路進(jìn)行了優(yōu)化，最終達(dá)到最優(yōu)方案，在此過程中，不僅了解了三相異步電動機(jī)的整個設(shè)計與接線方案的實施，也對電工技術(shù)有了進(jìn)一步的了解。對自己的能力也有了一定的提升。在整個實習(xí)中我發(fā)現(xiàn)我們首先應(yīng)該了解工藝過程及控制要求，搞清控制系統(tǒng)中各電機(jī)、電器的作用以及它們的控制關(guān)系。對主電路、控制電路應(yīng)該分開閱讀或設(shè)計，控制電路中，根據(jù)控制要求按自上而下、自左而右的順序進(jìn)行讀圖或設(shè)計，同一個電器的所有線圈、觸頭不論在什么位置都叫相同的名字。原理圖上所有電器，必須按國家統(tǒng)一符號標(biāo)注，且均要按未通電狀態(tài)表示。繼電器、接觸器的線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)?？刂祈樞蛑荒苡煽刂齐娐穼崿F(xiàn)，不能由主電路實現(xiàn)等。一周的課程設(shè)計實習(xí)不僅對所學(xué)知識的應(yīng)用能力有了進(jìn)一步的提高，也讓我對今后的學(xué)習(xí)和工作起到了啟發(fā)的作用。4.3 對課程設(shè)計的建議經(jīng)過此次的實習(xí)，我希望老師在上課的時候應(yīng)該多指導(dǎo)實踐的部分，這樣能幫助學(xué)生在實習(xí)中更深入的了解該課程，增加學(xué)生的信心。在以后的設(shè)計中除了完成課題的設(shè)計要求，還可以加入每個人的創(chuàng)新點，以達(dá)到整個方案更好的效果。也希望學(xué)校能夠多提供這樣的實習(xí)機(jī)會，以提高我們的動手能力。5. 參考文獻(xiàn)1 姚海彬.電工技術(shù)（電工學(xué)1）.2版.北京：高等教育出版社，2004.2 湯溫寥.電機(jī)學(xué). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.1.3 李永東.交流電機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng).機(jī)械工業(yè)出版社，2002.58目錄1.常用低壓控制器與保護(hù)器的認(rèn)識使用11.1刀