畢業(yè)設(shè)計(jì)三相異步電機(jī)的星三角啟動(dòng)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)課題名稱(chēng)三相交流異步電動(dòng)機(jī)y-啟動(dòng)特性研究一、 任務(wù)書(shū) 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的工作原理 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)態(tài)工作特性 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性 影響三相交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)特性的因素 如何限制啟動(dòng)電流 y-啟動(dòng)的原理及實(shí)現(xiàn)方法 y-啟動(dòng)時(shí)的系統(tǒng)性能研究 基于傳統(tǒng)繼電方法的y-啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法 基于plc的三相交流異步電動(dòng)機(jī)y-啟動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法2011年2月16日至2011年6月13日共17周指 導(dǎo) 教 師簽 字系 主 任簽 字院 長(zhǎng)簽 字摘 要2abstract3第一章 緒 論4第二章 三相交流異步電機(jī)運(yùn)行原理及特性52.1三相交流異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)52.2三相交流異步電機(jī)

2、的工作原理62.3三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性72.4三相交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的要求92.5三相交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)問(wèn)題92.6工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械不同的啟動(dòng)條件112.7三相交流異步電機(jī)啟動(dòng)方法介紹112.7.1直接啟動(dòng)112.7.2軟啟動(dòng)112.7.3串電阻（或電抗）降壓?jiǎn)?dòng)122.7.4自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)12第三章 三相異步交流電機(jī)的星-三角啟動(dòng)133.1星-三角啟動(dòng)時(shí)的電流及電壓143.2 y-降壓?jiǎn)?dòng)主電路及控制電路153.3電機(jī)的參數(shù)163.3.1 y系列（ip44）基本簡(jiǎn)介163.3.2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介：163.4完成啟動(dòng)過(guò)程涉及的計(jì)算18第四章 接觸器及主要器件的選型204.1交流接觸器的選項(xiàng)204.

3、1.1交流接觸器的結(jié)構(gòu)特性和工作原理204.1.2 cj20系列交流接觸器204.2熱繼電器選型234.3 js20晶體管時(shí)間繼電器254.4 rl1螺旋式熔斷器27第五章 用plc實(shí)現(xiàn)三相交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)295.1 plc的基本結(jié)構(gòu)295.2采用plc實(shí)現(xiàn)三相交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的必要性305.3基于plc實(shí)現(xiàn)三相交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方案一315.4基于plc實(shí)現(xiàn)三相交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方案二33結(jié)論36參考文獻(xiàn)37致 謝38摘 要本文首先分析了三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理及穩(wěn)態(tài)工作特性，然后分析了三相異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性及影響三相交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)特性的因素。所謂星-三角啟動(dòng)即工作時(shí)通過(guò)改變電機(jī)的

4、接線方式而改變起動(dòng)電壓，從而降低啟動(dòng)電流。本設(shè)計(jì)用于控制電機(jī)定子繞組由“星形”至“三角形”的換接啟動(dòng)、運(yùn)行及停止。采用星-三角啟動(dòng)方式時(shí)，電流特性很好，適用于無(wú)載或者輕載起動(dòng)的場(chǎng)合。同任何別的降壓?jiǎn)?dòng)方式相比，其結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，價(jià)格也最便宜。除此之外，星-三角啟動(dòng)方式還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即當(dāng)負(fù)載較輕時(shí)，可以讓電動(dòng)機(jī)在星形接法下運(yùn)行。此時(shí)，額定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載可以匹配，這樣能使電動(dòng)機(jī)的效率有所提高。關(guān)鍵詞：三相交流異步電動(dòng)機(jī)，接觸器，降壓?jiǎn)?dòng)，控制電路，星-三角啟動(dòng)abstract第一章 緒 論目前，工業(yè)中原動(dòng)力主要由電動(dòng)機(jī)提供，電動(dòng)機(jī)可分為直流和交流電機(jī)。由于直流電機(jī)和交流電機(jī)的特點(diǎn)又決定了機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力大多

5、由交流異步電機(jī)提供，尤其以鼠籠式電機(jī)居多。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在電網(wǎng)的總負(fù)載中，動(dòng)力負(fù)載約占59%，而異步電機(jī)則占總動(dòng)力負(fù)載中的85%，由此可見(jiàn)異步電動(dòng)機(jī)在工農(nóng)業(yè)中的重要性，異步電機(jī)的應(yīng)用范圍是非常廣的，容量從幾十瓦一直到幾千瓦，應(yīng)用在各種行業(yè)，例如，在工業(yè)方面，中小型的軋鋼設(shè)備都采用異步電機(jī)，它也被廣泛地用在各種機(jī)床上和在各種輕工業(yè)中作為一般的動(dòng)力裝備。在礦山上，它常用來(lái)拖動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)等。在農(nóng)業(yè)方面，它被用來(lái)拖動(dòng)水泵和其它副產(chǎn)品加工機(jī)械。此外，它在人民日常生活中也越來(lái)越占重要地位，例如電扇，冷凍機(jī)，和各種醫(yī)療機(jī)械鐘也都采用異步電機(jī)。總之，異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用范圍廣，需要量大，而且隨著電氣化自動(dòng)化的發(fā)展，

6、它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活中的重要性也將逐步增大。與直流電機(jī)相比，交流電機(jī)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)，但是相對(duì)欠缺的是其啟動(dòng)性能和調(diào)速性能。作為調(diào)速性能，隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)得到了很好的解決，所以一直處于弱勢(shì)的是其啟動(dòng)性能。因?yàn)樵谠撾A段，由于啟動(dòng)過(guò)程中措施不到位導(dǎo)致電流過(guò)大有可能會(huì)出現(xiàn)燒毀電機(jī)和引發(fā)電網(wǎng)故障的現(xiàn)象，所以在工程界比較重視電機(jī)的啟動(dòng)問(wèn)題。重點(diǎn)介紹啟動(dòng)的不利因素，電流大、功率因數(shù)低、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小等第二章 三相交流異步電機(jī)運(yùn)行原理及特性2.1三相交流異步電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)三相交流異步電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成，定子是靜止不動(dòng)的部分，轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)的部分，在定子和轉(zhuǎn)子之間有一定的氣隙

7、，叫空氣隙。定子由鐵芯、繞組和機(jī)座三部分組成。定子鐵芯是電機(jī)磁路的一部分，它由0.5mm的硅鋼片疊壓而成，片與片自間是絕緣的，以減少渦流損耗。硅鋼片的內(nèi)圈沖有定子槽，槽中安放繞組，鐵心被疊壓后成為一整體，固定于機(jī)座上。定子繞組是電機(jī)的電路部分，由許多線圈連接而成，每個(gè)線圈有兩個(gè)有效邊，分放在兩個(gè)槽里。三相對(duì)稱(chēng)繞組ax,by,cz可連接成三角形或星形。機(jī)座主要用于固定和支撐鐵芯定子。轉(zhuǎn)子由鐵芯和繞組組成。轉(zhuǎn)子鐵心壓裝在轉(zhuǎn)軸上，由硅鋼片疊壓而成，轉(zhuǎn)子鐵心也是電機(jī)磁路的一部分。異步電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組多采用鼠籠式，它是在轉(zhuǎn)子鐵芯槽里插入銅條，再將全部銅條兩端焊接在兩個(gè)銅端環(huán)上組成，小型鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組多用鋁離

8、心澆注而成。異步電機(jī)的繞組除了鼠籠式還有線繞式。線繞式轉(zhuǎn)子繞與定子繞組一樣，轉(zhuǎn)子繞組一般是連接成星形的三相繞組轉(zhuǎn)子繞組組成的磁極數(shù)與定子相同，線繞式轉(zhuǎn)子通過(guò)軸上的滑環(huán)和電刷在轉(zhuǎn)子回路中接入外加電阻，用以改善啟動(dòng)性能和調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。三相交流鼠籠式和線繞式異步電機(jī)轉(zhuǎn)子構(gòu)造雖然不同，但其工作原理是相同的。2.2三相交流異步電機(jī)的工作原理直流電動(dòng)機(jī)是通過(guò)一靜止的磁場(chǎng)與通入電樞繞組中的電流相互作用而產(chǎn)生一恒定方向上的電磁轉(zhuǎn)矩使電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。而異步電機(jī)是通過(guò)一旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)與感應(yīng)在轉(zhuǎn)子繞組內(nèi)所產(chǎn)生的電流相互作用而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2.2 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理定子上裝有對(duì)稱(chēng)三相繞組，在圓柱體的轉(zhuǎn)子鐵心上嵌有

9、均勻分布的導(dǎo)條，導(dǎo)條兩端分別用銅環(huán)把他們連接成一個(gè)整體。當(dāng)定子接通三項(xiàng)電源后，即在定子、轉(zhuǎn)子之間的氣隙內(nèi)建立了一同步速為n1的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)時(shí)將切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，其方向可由右手定則確定。磁場(chǎng)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，導(dǎo)體相對(duì)磁體為逆時(shí)針?lè)较蚯懈畲帕€。轉(zhuǎn)子上半邊導(dǎo)體感應(yīng)電勢(shì)的方向?yàn)槌鰜?lái)的，用表示；下半邊導(dǎo)體感應(yīng)電勢(shì)的方向?yàn)檫M(jìn)去的，用表示。因轉(zhuǎn)子繞組是閉合的，導(dǎo)體中有電流，其方向與電勢(shì)相同。載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中再受到磁力作用 ，其方向由左手定則確定。這樣，在轉(zhuǎn)子導(dǎo)體上形成一個(gè)順時(shí)針?lè)较虻碾姶呸D(zhuǎn)矩。于是 轉(zhuǎn)子就跟著旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。 綜上，三相異步電動(dòng)機(jī)能

10、夠轉(zhuǎn)動(dòng)的必備條件：一是電動(dòng)機(jī)的定子必須產(chǎn)生一個(gè)在空間不斷旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，二是電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子必須是閉合導(dǎo)體。2.3三相異步電動(dòng)機(jī)工作特性異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩t是由載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受電磁力的作用而產(chǎn)生的，它使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，三相異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩t可以用電磁功率pm和同步角速度1表示，即t=pm1=3i2，2 r2，s2f1p式中, 1=2f1/p，p為極對(duì)數(shù)。根據(jù)三相交流異步電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)化“”型等效電路，圖2.3.1 三相交流異步電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)化“”型等效電路有i2，=u1r1+r2,s2+x1+x2,2二式可得t=3p2f1u12r2,sr1+r2,s2+x1+x2,2由于三相交流異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子參數(shù)、

11、電源頻率f1及電源電壓u1一定時(shí)，上式即表明異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩t只與轉(zhuǎn)差率s有關(guān)，因此可用函數(shù)式t 表示，稱(chēng)為異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性，畫(huà)出其圖象則稱(chēng)為轉(zhuǎn)矩特性曲。如圖2所示：額定轉(zhuǎn)矩tn對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率即額定轉(zhuǎn)差率sn最大轉(zhuǎn)差率tm對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)差率即臨界轉(zhuǎn)差率sm當(dāng)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩t2用牛米(nm)作單位，旋轉(zhuǎn)角速度用弧度/秒(rad/s)作單位時(shí)，輸出功率p2的單位是瓦特。在電動(dòng)機(jī)中計(jì)算轉(zhuǎn)矩時(shí)輸出功率p2的單位是千瓦(kw)，轉(zhuǎn)速n的單位是轉(zhuǎn)/分(r/min)，可以將計(jì)算公式簡(jiǎn)化，在額定狀態(tài)下轉(zhuǎn)矩公式為: tn=9550pnnn。 圖2.3.2 異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線如上圖三相異步電機(jī)的機(jī)械特性曲

12、線有三個(gè)特殊點(diǎn)，即圖中的a、b及c三點(diǎn)。同步運(yùn)行點(diǎn)a 該點(diǎn)t=0，n=n1=60f1/p,s=0。此時(shí)電動(dòng)機(jī)不進(jìn)行幾點(diǎn)能量轉(zhuǎn)換。最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)b 該點(diǎn)電磁轉(zhuǎn)矩為最大值tm，相應(yīng)的轉(zhuǎn)差率為sm。當(dāng)ssm時(shí)，隨t增大，s減小，n升高，機(jī)械特性曲線的斜率為正。所以最大轉(zhuǎn)矩點(diǎn)是三相異步電機(jī)機(jī)械特性曲線斜率改變符號(hào)的分界點(diǎn)。因此，稱(chēng)sm為臨界轉(zhuǎn)差率。啟動(dòng)點(diǎn) c該點(diǎn)s=1，n=0，電磁轉(zhuǎn)矩為初始啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩tst。電動(dòng)機(jī)在旋轉(zhuǎn)時(shí)，作用在軸上的有兩種轉(zhuǎn)矩，一種是電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩t，一種是生產(chǎn)機(jī)械作用在軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩tl（其它如摩擦轉(zhuǎn)矩忽略不計(jì)），當(dāng)t=tl時(shí)，電動(dòng)機(jī)便以某種相應(yīng)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行；當(dāng)ttl時(shí)，電動(dòng)機(jī)則

13、提高轉(zhuǎn)速；當(dāng)ttl時(shí)，電動(dòng)機(jī)將降低轉(zhuǎn)速。t-tl=jddt異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性參數(shù)（1）額定轉(zhuǎn)矩 ：額定轉(zhuǎn)矩t是指電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下工作時(shí)，軸上輸出的最大允許轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩可根據(jù)電動(dòng)機(jī)銘牌的額定功率和額定轉(zhuǎn)速用公式來(lái)求得。（2）最大轉(zhuǎn)矩與過(guò)載系數(shù)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩tn應(yīng)小于最大轉(zhuǎn)矩tm，而且不許太接近tm，否則，電動(dòng)機(jī)略一過(guò)載，電動(dòng)機(jī)便停轉(zhuǎn)，因此，一般電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩較最大轉(zhuǎn)矩小得多。把最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的比值稱(chēng)作過(guò)載系數(shù)，它是表示電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力的一個(gè)參數(shù)。（3）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與啟動(dòng)能力電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩tst是指電動(dòng)機(jī)剛啟動(dòng)瞬間(n=0，s=1)的轉(zhuǎn)矩。將s=1帶入t=3p2f1u12r2,s

14、r1+r2,s2+x1+x2,2得啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩tst=3p2f1u12r2,r1+r2,2+x1+x2,2可見(jiàn)初始啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩tst具有以下特點(diǎn)：a在給定的定子頻率及三相交流異步電機(jī)參數(shù)的條件下，tst與電壓u1的平方成正比。b在一定范圍內(nèi)，增加轉(zhuǎn)子回路電阻r2，可以增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩tst。c當(dāng)u1 、f1一定時(shí)（x1+x2）越大，tst就越大。啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比可表示起動(dòng)能力，用啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)來(lái)表示，是標(biāo)明異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能的重要指標(biāo)?？蛰d或輕載啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)能力為11.8，一般的電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)能力為1.52.4，在重負(fù)荷下啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，要求有大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，故啟動(dòng)能力可達(dá)2.63。2.4三相交流異步電

15、動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的要求三相異步電機(jī)啟動(dòng)應(yīng)該滿(mǎn)足以下基本要求1）電動(dòng)機(jī)有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩; 2）一定大小啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩前提下，啟動(dòng)電流越小越好; 3）啟動(dòng)所需設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便; 4）啟動(dòng)過(guò)程中功率損耗越小越好。2.5三相交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)問(wèn)題電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)特性中最主要的是它的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。設(shè)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為tst，為了機(jī)組能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，必須大于拖動(dòng)機(jī)械在n=0時(shí)的靜負(fù)載力矩tl加上靜摩擦阻力。圖2.5：電動(dòng)機(jī)負(fù)載特性曲線上圖中曲線1表示異步機(jī)的t-s曲線，曲線2和3表示（如圖4）兩種不同的負(fù)載特性曲線，為了能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，必須要求a點(diǎn)在b點(diǎn)或c點(diǎn)的上面，否則機(jī)組將轉(zhuǎn)動(dòng)不起來(lái)。根據(jù)力矩平衡關(guān)系可以得出，為了保證能順利加速到額

16、定轉(zhuǎn)速，在整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中，必須保持正的加速度，也就要求電動(dòng)機(jī)的電磁力矩t在整個(gè)啟動(dòng)過(guò)程中大于負(fù)載的制動(dòng)力矩tl。在相同的慣量下，力矩的差額越大，加速越快。慣量大得機(jī)械，起動(dòng)就較慢。對(duì)于重復(fù)起動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械來(lái)說(shuō)，加速過(guò)程的時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)勞動(dòng)生產(chǎn)率的影響是很大的。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)特性的另一個(gè)問(wèn)題是起動(dòng)電流，在起動(dòng)時(shí)電流的大小可以用等值電路來(lái)求得。異步機(jī)在額定電壓下的起動(dòng)電流常大于額定電流好幾倍。起動(dòng)電流太大的影響是：一方面將影響電源的電壓，太大的起動(dòng)電流將產(chǎn)生較大的線路壓降，使得電源電壓在起動(dòng)時(shí)下降，特別當(dāng)電源容量較小時(shí)電壓降更多，可能影響電源上其它電機(jī)的運(yùn)行。另一個(gè)方面，大的起動(dòng)電流將在線路及電機(jī)中產(chǎn)生損耗

17、引起發(fā)熱，特別是當(dāng)加速力矩較小，機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量j較大，起動(dòng)很慢的情況下，損耗將很多而發(fā)熱也更嚴(yán)重。由上面可以看出，對(duì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的要求是不同的，須看負(fù)載的特性，電網(wǎng)的情況等因素而定。有時(shí)要求有大的起動(dòng)力矩，有時(shí)要求限制啟動(dòng)電流的大小，有時(shí)兩個(gè)要求須同時(shí)滿(mǎn)足?？偟膩?lái)說(shuō)，要考慮下列各問(wèn)題： a.應(yīng)該有足夠大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，適當(dāng)?shù)臋C(jī)械特性曲線；b.盡可能小的啟動(dòng)電流；c.啟動(dòng)的操作應(yīng)該很方便；所用的啟動(dòng)設(shè)備應(yīng)該盡可能簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)；啟動(dòng)過(guò)程中的功率損耗應(yīng)盡可能的少。2.6工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械不同的啟動(dòng)條件用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械有不同的起動(dòng)條件，有些機(jī)械在起動(dòng)時(shí)負(fù)載力矩很小，隨著速度的增大力矩漸增大到額定值，這些負(fù)載的

18、例子如鼓風(fēng)機(jī)，它的負(fù)載力矩差不多和轉(zhuǎn)速的平方成正比，起動(dòng)時(shí)只需克服一些靜摩擦力矩。有些機(jī)械在起動(dòng)時(shí)負(fù)載力矩就和額定轉(zhuǎn)速時(shí)一樣大，這類(lèi)的例子象卷?yè)P(yáng)機(jī)等起重設(shè)備。有些機(jī)械則在起動(dòng)過(guò)程中負(fù)載較輕，等速度高起來(lái)以后再加上負(fù)載，例如機(jī)床等。此外，起動(dòng)的頻繁程度也是需要考慮的因素。有些機(jī)械起動(dòng)次數(shù)少，有些則不斷地停而又再起動(dòng)。這一切因素都將電動(dòng)機(jī)起動(dòng)性能提出不同的要求。2.7三相交流異步電機(jī)啟動(dòng)方法介紹2.7.1直接啟動(dòng)直接啟動(dòng)就是用閘刀開(kāi)關(guān)或接觸器把電機(jī)直接接到具有額定電壓的電源上。在變壓器容量允許的情況下，三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)該盡可能采用全電壓直接起動(dòng)，既可以提高控制線路的可靠性，又可以減少電器的維

19、修工作量。三相交流異步電動(dòng)機(jī)單向啟動(dòng)控制線路常用于只需要單方向運(yùn)轉(zhuǎn)的小功率電動(dòng)機(jī)的控制。例如小型通風(fēng)機(jī)、水泵以及皮帶運(yùn)輸機(jī)等機(jī)械設(shè)備。直接啟動(dòng)方法主要受電網(wǎng)配電變壓器的容量限制，過(guò)大啟動(dòng)電流可能會(huì)使電壓下降，影響在同一電網(wǎng)上其他設(shè)備的正常運(yùn)行。一般異步電機(jī)的功率小于7.5千瓦時(shí)允許直接啟動(dòng)，對(duì)于更大容量的電機(jī)能否使用要視配電變壓器的容量和各地電網(wǎng)部門(mén)而定。2.7.2軟啟動(dòng)以上幾種降壓?jiǎn)?dòng)的方法是有級(jí)啟動(dòng)，啟動(dòng)的平滑性不高，應(yīng)用一些自動(dòng)控制線路組成的軟啟動(dòng)器可以實(shí)現(xiàn)鼠籠式異步電機(jī)的無(wú)級(jí)平滑運(yùn)動(dòng)，這種方法稱(chēng)為軟啟動(dòng)。軟啟動(dòng)分為磁控式和電子式兩種。磁控式故障率高，已被電子式取代。啟動(dòng)過(guò)程電機(jī)所加的電

20、壓不是一個(gè)固定值，軟啟動(dòng)裝置輸出電壓安指定要求上升，被控電機(jī)電壓由零安指定斜率上升至全電壓，轉(zhuǎn)速相應(yīng)由零上升到規(guī)定轉(zhuǎn)速。軟啟動(dòng)能保證電機(jī)在不同負(fù)載下平滑啟動(dòng)，減少電機(jī)啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)沖擊，又降低對(duì)自身承受的較大結(jié)構(gòu)沖擊力。軟啟動(dòng)可以設(shè)定起始電壓、 上升方式、啟動(dòng)電流倍數(shù)等參數(shù)，以適用重載、輕載啟動(dòng)不同情況。2.7.3串電阻（或電抗）降壓?jiǎn)?dòng)在三相交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中，常在三相定子電路中串接電阻（或電抗）來(lái)降低定子繞組上的電壓，使電動(dòng)機(jī)在降低了的電壓下起動(dòng)，以達(dá)到限制起動(dòng)電流的目的。一旦電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速接近額定值時(shí)，切除串聯(lián)電阻（或電抗），使電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全電壓正常運(yùn)行。這種線路的設(shè)計(jì)思想，通常都是采用時(shí)間

21、原則按時(shí)切除起動(dòng)時(shí)串入的電阻（或電抗）以完成起動(dòng)過(guò)程。在具體線路中可采用人工手動(dòng)控制或時(shí)間繼電器自動(dòng)控制來(lái)加以實(shí)現(xiàn)。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)在三相定子電路中串接電阻，使電動(dòng)機(jī)定子繞組電壓降低，起動(dòng)后再將電阻短路，電動(dòng)機(jī)仍然在正常電壓下運(yùn)行。這種起動(dòng)方式由于不受電動(dòng)機(jī)接線形式的限制，設(shè)備簡(jiǎn)單，因而在中小型機(jī)床中也有應(yīng)用。機(jī)床中也常用這種串接電阻的方法限制點(diǎn)動(dòng)調(diào)整時(shí)的起動(dòng)電流。串電阻起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是控制線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，動(dòng)作可靠，提高了功率因數(shù)，有利于保證電網(wǎng)質(zhì)量。但是，由于定子串電阻降壓?jiǎn)?dòng)，啟動(dòng)電流隨定子電壓成正比下降，而啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩則按電壓下降比例的平方倍下降。同時(shí)，每次啟動(dòng)都要消耗大量的電能。因此，三相鼠

22、籠式異步電動(dòng)機(jī)采用電阻降壓的啟動(dòng)方法，僅適用于要求啟動(dòng)平穩(wěn)的中小容量電動(dòng)機(jī)以及啟動(dòng)不頻繁的場(chǎng)合。大容量電動(dòng)機(jī)多采用串電抗降壓?jiǎn)?dòng)。2.7.4自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)在自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)的控制線路中，限制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流是依靠自耦變壓器的降壓作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。自耦變壓器的初級(jí)和電源相接，自耦變壓器的次級(jí)與電動(dòng)機(jī)相聯(lián)。自耦變壓器的次級(jí)一般有3個(gè)抽頭，可得到3種數(shù)值不等的電壓。使用時(shí)，可根據(jù)啟動(dòng)電流和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的要求靈活選擇。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，定子繞組得到的電壓是自耦變壓器的二次電壓，一旦起動(dòng)完畢，自耦變壓器便被切除，電動(dòng)機(jī)直接接至電源，即得到自耦變壓器的一次電壓，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入全電壓運(yùn)行。通常稱(chēng)這種自耦變壓器為啟動(dòng)補(bǔ)償

23、器。這一線路的設(shè)計(jì)思想和串電阻起動(dòng)線路基本相同，都是按時(shí)間原則來(lái)完成電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過(guò)程的。在自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)過(guò)程中，啟動(dòng)電流與啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的比值按變比平方倍降低。在獲得同樣啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的情況下，采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)從電網(wǎng)獲取的電流，比采用電阻降壓?jiǎn)?dòng)要小得多，對(duì)電網(wǎng)電流沖擊小，功率損耗小。所以自耦變壓器被稱(chēng)之為啟動(dòng)補(bǔ)償器。換句話說(shuō)，若從電網(wǎng)取得同樣大小的啟動(dòng)電流，采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)會(huì)產(chǎn)生較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。這種起動(dòng)方法常用于容量較大、正常運(yùn)行為星形接法的電動(dòng)機(jī)。其缺點(diǎn)是自耦變壓器價(jià)格較貴，相對(duì)電阻結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，且是按照非連續(xù)工作制設(shè)計(jì)制造的，故不允許頻繁操作。第三章 三相異步交流電機(jī)的星-三角啟

24、動(dòng)鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)采用全壓直接啟動(dòng)時(shí)，控制線路簡(jiǎn)單，維修工作量較少。但是，并不是所有異步電動(dòng)機(jī)在任何情況下都可以采用全壓?jiǎn)?dòng)。這是因?yàn)楫惒诫妱?dòng)機(jī)的全壓?jiǎn)?dòng)電流一般可達(dá)額定電流的4-7倍。過(guò)大的啟動(dòng)電流會(huì)降低電動(dòng)機(jī)壽命，致使變壓器二次電壓大幅度下降，減少電動(dòng)機(jī)本身的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，甚至使電動(dòng)機(jī)根本無(wú)法啟動(dòng)，還要影響同一供電網(wǎng)路中其它設(shè)備的正常工作。判斷一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)能否全壓?jiǎn)?dòng)，一般容量在10kw以下的三相異步電動(dòng)機(jī)可直接啟動(dòng)。10kw以上的三相異步電動(dòng)機(jī)是否允許直接啟動(dòng)，要根據(jù)電動(dòng)機(jī)容量和電源變壓器容量的比值來(lái)確定。對(duì)于給定容量的三相異步電動(dòng)機(jī)，一般用下面的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)估計(jì)：ist/in（3/4電

25、源變壓器容量）/（4電動(dòng)機(jī)容量）式中 ist:電動(dòng)機(jī)全電壓起動(dòng)電流；in:電動(dòng)機(jī)額定電流。若計(jì)算結(jié)果滿(mǎn)足上述經(jīng)驗(yàn)公式，一般可以全壓?jiǎn)?dòng)，否則不予全壓?jiǎn)?dòng),應(yīng)考慮采用降壓?jiǎn)?dòng)。有時(shí)，為了限制和減少啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩對(duì)機(jī)械設(shè)備的沖擊作用，允許全壓?jiǎn)?dòng)的電動(dòng)機(jī)，也多采用降壓?jiǎn)?dòng)方式。下面分析三相異步電動(dòng)機(jī)的星-三角降壓?jiǎn)?dòng)。3.1星-三角啟動(dòng)時(shí)的電流及電壓圖3.1 星三角啟動(dòng)時(shí)的電流及電壓圖3.1中啟動(dòng)時(shí)電網(wǎng)供給電動(dòng)機(jī)的初始啟動(dòng)電流為ist=un3zk三角形接法直接啟動(dòng)時(shí)電網(wǎng)供給的電流為ikn=3unzk 因此有istikn=13,星-三角啟動(dòng)時(shí)的減壓系數(shù)a=u1un=13unun=13由于電磁轉(zhuǎn)矩t=f(a

26、2)所以星三角啟動(dòng)時(shí)，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩tk、最小轉(zhuǎn)矩tmin都降低為額定電壓時(shí)的1/3，與定子串電阻或電抗減壓?jiǎn)?dòng)相比，在減壓系數(shù)相同且電動(dòng)機(jī)初始轉(zhuǎn)矩相同的情況下，星三角啟動(dòng)時(shí)電網(wǎng)供給的電流較小。星三角啟動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)電流小、啟動(dòng)設(shè)備簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、操作方便，缺點(diǎn)是啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩小，適合于小功率電動(dòng)機(jī)空載或輕載啟動(dòng)。3.2 y-降壓?jiǎn)?dòng)主電路及控制電路圖3.1 星三角啟動(dòng)的接線圖線路設(shè)計(jì)思想：y-降壓起動(dòng)也稱(chēng)為星形-三角形降壓?jiǎn)?dòng)，簡(jiǎn)稱(chēng)星三角降壓?jiǎn)?dòng)。這一線路的設(shè)計(jì)思想仍是按時(shí)間原則控制啟動(dòng)過(guò)程。所不同的是，在啟動(dòng)時(shí)將電動(dòng)機(jī)定子繞組接成星形，每相繞組承受的電壓為電源的相電壓220v，減小了啟動(dòng)電流對(duì)電網(wǎng)的影

27、響。而在其啟動(dòng)后期則按預(yù)先整定的時(shí)間換接成三角形接法，每相繞組承受的電壓為電源的線電壓380v，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。凡是正常運(yùn)行時(shí)定子繞組接成三角形的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，均可采用這種線路。定子繞組接成y-降壓起動(dòng)的自動(dòng)控制線路附錄所示。可以看到主電路中有三組主觸點(diǎn)，其中接觸器km2和km3主觸點(diǎn)一定不能同時(shí)閉合，意味著電源將被短路。所以，控制線路的設(shè)計(jì)必須保證一個(gè)接觸器吸和時(shí)，另一個(gè)接觸器不能吸和，這就叫做互鎖。也就是說(shuō)km2和km3兩個(gè)接觸器需要互鎖。通常的方法是在控制線路中解除其km2與km3線圈的支路里分別串聯(lián)對(duì)方的一個(gè)動(dòng)斷輔助觸電。這樣，每個(gè)接觸器線圈能否被接通，將取決于另一個(gè)接觸器是否

28、處于釋放狀態(tài)，如解除其km2已接通，它的動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)八km3線圈的電路斷開(kāi)，從而保證km2和km3兩個(gè)接觸器不會(huì)同時(shí)吸合。這一對(duì)動(dòng)斷觸點(diǎn)叫做互鎖觸點(diǎn)。y-降壓?jiǎn)?dòng)控制線路的工作原理如下：合上電源開(kāi)關(guān)qs，按下起動(dòng)按鈕sb2，這時(shí)，接觸器km1、km2時(shí)間繼電器kt線圈通電，解除其km1主觸點(diǎn)和自鎖觸點(diǎn)閉合。km2主觸點(diǎn)閉合與km2互鎖觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)按y形接法啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)所整定延時(shí)時(shí)間后，時(shí)間繼電器kt的動(dòng)合觸點(diǎn)閉合和動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，使接觸器km2線圈斷電，接觸器km2主觸點(diǎn)斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)暫時(shí)斷電，同時(shí)接觸器km2互鎖觸點(diǎn)閉合，使得接觸器km3線圈通電，接觸器km3主觸點(diǎn)和自鎖觸點(diǎn)閉合，電動(dòng)機(jī)改為三

29、角形連接，然后進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)接觸器km3互鎖觸點(diǎn)斷開(kāi)，使時(shí)間繼電器kt線圈斷電。y接法的啟動(dòng)的電流僅為接法的三分之一，從而限制了啟動(dòng)電流，但是y接法的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩為接法的三分之一，所以y-起動(dòng)只適用空載或輕載啟動(dòng)。這種方法適用在正常運(yùn)行時(shí)繞組是三角接法的電機(jī)。電機(jī)定子的六個(gè)線頭都引出來(lái)，接到換接開(kāi)關(guān)上。在啟動(dòng)時(shí)先將定子接成星型，這時(shí)加在每相繞組上的電壓將為額定電壓的倍，待啟動(dòng)完成后再改接到三角接法，加上額定電壓。3.3電機(jī)的參數(shù)3.3.1 y系列（ip44）基本簡(jiǎn)介y系列（ip44）是供一般用途的籠型三相異步電動(dòng)機(jī)，它是總結(jié)多年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)的系列電動(dòng)機(jī)。具有效率高、耗電少、性能好、噪

30、聲低、振動(dòng)小、體積小、重量輕、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。該種三相異步電動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和工礦企業(yè)驅(qū)動(dòng)對(duì)轉(zhuǎn)差率及其它性能無(wú)特殊要求的機(jī)械，如水泵。鼓風(fēng)機(jī)、運(yùn)輸機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、金屬切削機(jī)床、攪拌機(jī)、碾米機(jī)、磨粉機(jī)等。由于電動(dòng)機(jī)具有較好的啟動(dòng)性能，因此，也適用于某些對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩有較高要求的機(jī)械，如某些壓縮機(jī)等。電動(dòng)機(jī)的絕緣等級(jí)采用b級(jí)絕緣，外殼防護(hù)等級(jí)為ip44，冷卻方式為ic0141。該電動(dòng)機(jī)在環(huán)境溫度不超過(guò)40，海拔不超過(guò)1000m時(shí)，定子繞組用電阻法測(cè)量溫升不超過(guò)80。3.3.2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介：y系列（ip44）電動(dòng)機(jī)定子鐵心嵌完繞組后經(jīng)浸漆外理成為一個(gè)完整的整體，從而保證了繞組及絕緣具有

31、良好的機(jī)械性能、電氣特性及熱穩(wěn)定性。電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子采用冷壓或熱套工藝，將鑄鋁轉(zhuǎn)子固定在軸上，經(jīng)校驗(yàn)動(dòng)平衡而保證電動(dòng)機(jī)振動(dòng)低到規(guī)定的限值內(nèi)。電動(dòng)機(jī)接線盒內(nèi)有較大的空腔，便于接線，出線口有鎖緊裝置，能適應(yīng)多種電源線的安裝，并可根據(jù)需要， 在與電動(dòng)機(jī)軸線平行或垂直四個(gè)方向任意出線。電動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇采用鍵配合，運(yùn)行可靠，風(fēng)罩由薄鋼板拉伸后沖孔制成，電動(dòng)機(jī)的風(fēng)罩外形美觀，剛性好，能滿(mǎn)足外殼防護(hù)等級(jí)（ip44）的要求。電動(dòng)機(jī)h160mm中心高以下采用全封閉軸承。y（ip44）h80132mm中心高電動(dòng)機(jī)的軸伸端軸承室內(nèi)放有一個(gè)波形的彈簧片，以減少軸承的摩擦損耗，軸向竄動(dòng)及對(duì)軸承施加軸向預(yù)壓力，從而提高軸承壽命，

32、減少電動(dòng)運(yùn)行中的振動(dòng)和噪聲。電動(dòng)機(jī)的非軸伸端采用軸承內(nèi)蓋，夾緊軸承，以使波形彈簧片不致于因?yàn)榱⑹桨惭b及起動(dòng)時(shí)所引起的軸向壓力而損壞。型號(hào)含義：y 180 l 4籠型異步電機(jī)中心高（mm） 級(jí)數(shù)（4級(jí)電動(dòng)機(jī)） 機(jī)座長(zhǎng)度代號(hào)（s短m中l(wèi)長(zhǎng)）3.4完成啟動(dòng)過(guò)程涉及的計(jì)算同步轉(zhuǎn)速為1500r/min的主要技術(shù)參數(shù)如下表22kw的電機(jī)，堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比為2.0，堵轉(zhuǎn)電流與額定電流之比為7.0y180l-4: 額定功率pn為22kw 額定轉(zhuǎn)速nn為1470r/min 效率n為91.5% 功率因數(shù)cos為0.86in=pn3uncos=220001.7323800.86=38.867an=pnp1=0

33、.915則，p1=24.044kw啟動(dòng)時(shí)，由于加在電機(jī)各相繞組的相電壓=線電壓/3=220v,又由于線電流=相電流ist=in3=38.8673=22.44a實(shí)際啟動(dòng)電流=22.447=157.079a切換成三角時(shí)的額定轉(zhuǎn)矩為9550pnnn=9550221470=142.925nm滿(mǎn)壓?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)矩=142.25922=3129.698nm星型接時(shí)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩3129.6983=1043.233nm，空載啟動(dòng)時(shí)間的計(jì)算同步轉(zhuǎn)速nn=1500r/min額定轉(zhuǎn)差率：sn=n1-nnn1=1500-14701500=0.02臨界轉(zhuǎn)差率：sm=snm+m2-1=0.022.0+2.02-1=0.0746滿(mǎn)載

34、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：tm=mtn=2.0142.925=285.85nm當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩tn=0時(shí),異步電機(jī)運(yùn)行在理想空載狀態(tài)，這時(shí)拖動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行方程式為t=gd2dn375dt考慮到，n=n1（1-s），dndt=-n1dsdt可得2tmsms+ssm=-gd2n1ds375dtdt=-gd2n1375tm12sms+ssmds=-tm12(sms+ssm)ds式中tm=gd2n1375tm=6.321500375285.85=9480107193.75=0.0884，為異步電機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間常數(shù)將上式兩邊積分得出啟動(dòng)時(shí)間t=0tdt=-12gd2n1375tmsisxsms+ssmds=tm2si2-

35、sx22sm+smlnsisx=tm212-0.0522sm+smln10.05=tm14sm+1.5sm=0.884140.0746+1.50.0746=0.306s=306（ms）第四章 接觸器及主要器件的選型4.1交流接觸器的選項(xiàng)4.1.1交流接觸器的結(jié)構(gòu)特性和工作原理交流接觸器主要有四部分組成:(1)電磁系統(tǒng),包括吸引線圈、動(dòng)鐵芯和靜鐵芯；(2)觸頭系統(tǒng),包括三副主觸頭和兩個(gè)常開(kāi)、兩個(gè)常閉輔助觸頭,它和動(dòng)鐵芯是連在一起互相聯(lián)動(dòng)的；(3)滅弧裝置,一般容量較大的交流接觸器都設(shè)有滅弧裝置,以便迅速切斷電弧,免于燒壞主觸頭；(4)絕緣外殼及附件,各種彈簧、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、短路環(huán)、接線柱等。其工作原

36、理為當(dāng)線圈通電時(shí),靜鐵芯產(chǎn)生電磁吸力,將動(dòng)鐵芯吸合,由于觸頭系統(tǒng)是與動(dòng)鐵芯聯(lián)動(dòng)的,因此動(dòng)鐵芯帶動(dòng)三條動(dòng)觸片同時(shí)運(yùn)行,觸點(diǎn)閉合,從而接通電源。當(dāng)線圈斷電時(shí),吸力消失,動(dòng)鐵芯聯(lián)動(dòng)部分依靠彈簧的反作用力而分離,使主觸頭斷開(kāi),切斷電源。起到遠(yuǎn)距離的開(kāi)斷和控制作用。4.1.2 cj20系列交流接觸器適用范圍主要用于交流50hz、額定電壓至690v(個(gè)別等級(jí)能至1140v)、電流至630a的電力線路中供遠(yuǎn)距離接通和分?jǐn)嚯娐芬约邦l繁起動(dòng)和控制交流電動(dòng)機(jī)，并適宜于與熱繼電器或電子保護(hù)裝置組成電磁起動(dòng)器，以保護(hù)電路或交流電動(dòng)機(jī)可能發(fā)生的過(guò)負(fù)荷及斷相。型號(hào)及其含義結(jié)構(gòu)特征cj20系列交流接觸器為直動(dòng)式、雙斷點(diǎn)、立

37、體布置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，外形安裝尺寸較cj10、cj8等系列接觸器老產(chǎn)品大大縮小。cj20-10cj20-25接觸器為不帶滅弧罩的三層二段式結(jié)構(gòu)，上段為熱固性塑料軀殼固定著輔助觸頭、主觸頭及滅弧系統(tǒng)，下段熱塑性塑料底座安裝電磁系統(tǒng)及緩沖裝置，底座上除有使用螺釘固定的安裝孔外，下部還裝有卡軌安裝用的鎖扣，可安裝于iec標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的35mm寬帽形安裝軌上，拆裝方便。cj20-40及以上的接觸器為兩層布置正裝式結(jié)構(gòu)，主觸頭和滅弧室在上，電磁系統(tǒng)在下，兩只獨(dú)立的輔助觸頭組件布置在軀殼兩側(cè)。cj20-40用膠木軀殼，cj20-63cj20-630用鋁底座。觸頭滅弧系統(tǒng)：全系列不同容量等級(jí)的接觸器采用不同的滅

38、弧結(jié)構(gòu)。cj20-40及以上用銀基氧化物觸頭。電磁系統(tǒng)：cj20-40及以下接觸器用雙e形鐵心，迎擊式緩沖；cj20-63及以上用u形鐵心，硅橡膠緩沖。主要技術(shù)參數(shù)1.cj20系列交流接觸器符合gb14048.4-2003、eqviec60947-4-1標(biāo)準(zhǔn)要求。2.ac-3電壽命：cj20-10、16、25、40為100萬(wàn)次，cj20-63、100、160為120萬(wàn)次，cj20-250、400、630為60萬(wàn)次。3.機(jī)械壽命：cj20-10、16、25、40、63、100、160為1000萬(wàn)次，cj20-250、400、630為600萬(wàn)次。外形及安裝尺寸4.2熱繼電器選型適用范圍：熱繼電器主

39、要適用于交流50hz,主電路額定絕緣電壓至660v,電流至160a電力系統(tǒng)中作為三相交流電動(dòng)機(jī)的過(guò)載、斷相保護(hù)。符合標(biāo)準(zhǔn)：gb14048.4、jb8627型號(hào)及其含義結(jié)構(gòu)特征jr20熱繼電器的結(jié)構(gòu)采用立體布置式(又稱(chēng)“二層式”)結(jié)構(gòu)。熱繼電器為二層式，采用拉簧式跳躍動(dòng)作機(jī)構(gòu)，可以獲得良好的瞬間跳躍特性，除具有過(guò)載保護(hù)、斷相保護(hù)、溫度補(bǔ)償以及手動(dòng)和自動(dòng)復(fù)位功能除外，還具有動(dòng)作脫扣靈活性、動(dòng)作脫扣指示以及斷開(kāi)檢驗(yàn)按鈕等功能裝置，熱繼電器通過(guò)專(zhuān)用的導(dǎo)電板可安裝在相應(yīng)電流等級(jí)的交流接觸器上。由于設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了cj20交流接觸器各電流等級(jí)的相間距離，接線高度及外形尺寸。因此可與cj20很方便地配套安裝

40、?？梢酝ㄟ^(guò)電流調(diào)整旋鈕調(diào)整熱繼電器的整定電流值。電流調(diào)節(jié)旋鈕采用“二點(diǎn)定位”固定方式，消除了在旋動(dòng)電流調(diào)節(jié)旋鈕時(shí)所引起的熱繼電器動(dòng)作性能多變的弊端。動(dòng)作靈活檢查機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)不打開(kāi)蓋板，不通電就可方便地檢查熱繼電器內(nèi)部的動(dòng)作情況，動(dòng)作指示器可清晰地顯示出熱繼電器動(dòng)作與否。按動(dòng)檢驗(yàn)按鈕，斷開(kāi)常閉觸頭，即可檢查通電后控制回路的動(dòng)作情況。當(dāng)主電路中電動(dòng)機(jī)過(guò)載或斷相時(shí)，熱繼電器動(dòng)作，同時(shí)動(dòng)作脫扣指示件彈出顯示熱繼電器已動(dòng)作。熱繼電器可手動(dòng)復(fù)位，也可自動(dòng)復(fù)位，復(fù)位后，熱繼電器即可再次投入工作。主要技術(shù)參數(shù)外形及安裝尺寸.4.3 js20晶體管時(shí)間繼電器適用范圍適用于交流50hz、電壓380v及以下和直流220

41、v及以下的控制電路中，按預(yù)定的時(shí)間接通或斷開(kāi)電路，且具有體積小、重量輕、精度高、壽命長(zhǎng)、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。型號(hào)及含義js20繼電器的一些常見(jiàn)的型號(hào)有：js20/01 js20/02 js20/03主要技術(shù)參數(shù)：1.電源電壓：ac50hz、36v、110v、127v、220v、380v；dc24v、27v、30v、36v、110v、220v(其它電壓可定制)，動(dòng)作電壓為85%110%額定控制電源電壓；2.觸頭電壽命：交流10萬(wàn)次，直流6萬(wàn)次；3.機(jī)械壽命：60萬(wàn)次；4.使用環(huán)境：-5+40。外形及安裝尺寸1、2為控制電源，7、5為輸出常閉觸點(diǎn)，7、6為輸出常開(kāi)觸點(diǎn)，y型3、4為外接電位器。4.4

42、rl1螺旋式熔斷器適用范圍：rl1系列螺旋式熔斷器適用于交流50hz、額定電壓至400v、或直流440v、額定電流至200a電路中，作電氣設(shè)備短路或過(guò)載保護(hù)之用。型號(hào)及含義一些常見(jiàn)的rl1系列熔斷器型號(hào)有：螺旋式熔斷器 rl1-100 80a rl1-60 60a rl1-60 40a rl1-60 35a螺旋式熔斷器 rl1-60 30a rl1-60 25a rl1-15 6a rl1-15 4a rl1-200 200arl1-200 150a rl1-200 100a rl1-15 8a rl1-15 5a rl1-15 3a rl1-15 1arl1200 rl1-15 2a rl1

43、-100 60a rl1-60 20a rl160主要技術(shù)參數(shù)1.熔斷器的額定電流和額定分?jǐn)嗄芰π吞?hào)額定電流熔斷體額定電流額定分段能力ka交流直流400vcos440vt(ms)rl1-15152、4、5、6、10、15250.3551020rl1-606020、25、30、35、40、50、60250.355rl1-10010060、80、100500.2510rl1-200200100、120、150、200500.2510外形及安裝尺寸rl1-15、60、100、200外型rl1-15安裝孔 rl1-60、100、200安裝孔綜上所述再根據(jù)本設(shè)計(jì)的啟動(dòng)電流和啟動(dòng)時(shí)間配備如下器件交流接觸器

44、-cj 20-160熱繼電器-jr 20-160時(shí)間繼電器-js20-5/01熔斷器-rl1-200第五章 用plc實(shí)現(xiàn)三相交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)5.1 plc的基本結(jié)構(gòu)plc實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為：a、電源 plc的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此plc的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將plc直接連接到交流電網(wǎng)上去 b. 中央處理單元(cpu) 中央處理單元(cpu)是plc的控制中樞。它按照plc系統(tǒng)程序賦予

45、的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、i/o以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶(hù)程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)plc投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入i/o映象區(qū)，然后從用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶(hù)程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入i/o映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶(hù)程序執(zhí)行完畢之后，最后將i/o映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。c、存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱(chēng)為用戶(hù)程序存儲(chǔ)器。 d、輸入輸出接口電路 現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電

46、路：由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是plc與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。 現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路：由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用plc通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 e、功能模塊 如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊 5.2采用plc實(shí)現(xiàn)三相交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的必要性在分析機(jī)電式y(tǒng)-啟動(dòng)特性的基礎(chǔ)上，由于大量接觸器的使用可能導(dǎo)致可靠性較差，基于傳統(tǒng)接觸器的控制電路在消除接觸器斷線不能正常啟動(dòng)、啟動(dòng)時(shí)形成的弧光短路等故障時(shí)有一定的困難，將plc應(yīng)用到以上控制電路中，將使繼電器在繼電器控制電路中存在的問(wèn)題迎刃而解。如圖5圖5 主電路及控制線路5.3基于plc實(shí)現(xiàn)

47、三相交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方案一按照三相異步電動(dòng)機(jī)控制原理圖接線，圖中qs為空氣開(kāi)關(guān)，當(dāng)km1、km3主觸點(diǎn)閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)星形連接；當(dāng)km1、km2主觸點(diǎn)閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)三角形連接。設(shè)計(jì)一個(gè)三相異步電動(dòng)機(jī)星-三角降壓?jiǎn)?dòng)控制程序，要求合上qs按下啟動(dòng)按鈕sb2后，電動(dòng)機(jī)以星形連接啟動(dòng)，開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)1s后，km3斷電，星形啟動(dòng)結(jié)束。km2接觸器線圈得電，電動(dòng)機(jī)按照三角形連接轉(zhuǎn)動(dòng)?？紤]過(guò)載保護(hù)。（1） plc接線圖按照?qǐng)D完成plc的接線。圖中輸入端24v電源可以利用plc提供的直流電源，也可以根據(jù)功率單獨(dú)提供電源。另外若plc的輸入端為繼電器輸入，也可以用220v交流電源。圖中， plc輸出端保留星形和三角

48、形接觸器線圈的硬互鎖環(huán)節(jié)，程序中也要另設(shè)軟互鎖。（2） 程序設(shè)計(jì)圖5.1.1 plc接線圖 圖5.1.2 三相交流異步電動(dòng)機(jī)星-三角降壓?jiǎn)?dòng)梯形圖圖為電動(dòng)機(jī)星-三角降壓?jiǎn)?dòng)控制的梯形圖。在接線圖將啟動(dòng)按鈕sb2的動(dòng)合觸點(diǎn)x0、停止按鈕sb1的動(dòng)斷觸點(diǎn)x2及熱繼電器fr的動(dòng)斷觸點(diǎn)x1串聯(lián)。在正常情況下，按下啟動(dòng)按鈕后，y0導(dǎo)通，km1主觸點(diǎn)動(dòng)作，并完成對(duì)y0的自鎖。y0導(dǎo)通，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，程序第2行中，后面的動(dòng)斷觸點(diǎn)處于閉合狀態(tài)，從而使t0導(dǎo)通，且接觸器km3主觸點(diǎn)閉合，電機(jī)星形啟動(dòng)。當(dāng)t0計(jì)時(shí)1s后，使y2斷開(kāi)，即星形啟動(dòng)結(jié)束。該行中的y1動(dòng)斷觸點(diǎn)其互鎖作用，保證若已進(jìn)入三角形全壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，接

49、觸器km3成斷開(kāi)狀態(tài)。程序第3行使y1導(dǎo)通，km2主觸點(diǎn)動(dòng)作，電機(jī)呈三角形全壓?jiǎn)?dòng)。這里的y2動(dòng)斷觸點(diǎn)也起到軟互鎖作用。由于y1導(dǎo)通使t0失電，因此，程序中用y2的動(dòng)斷觸點(diǎn)對(duì)y1自鎖。按下停止按鈕，y0失電，從而使在任何時(shí)候，只要按停止按鈕，電機(jī)就停轉(zhuǎn)。（3）運(yùn)行并調(diào)制程序 a.將梯形圖程序輸入到計(jì)算機(jī)。 b.下載程序到plc，并對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試運(yùn)行。 觀察電機(jī)在程序控制下能否實(shí)現(xiàn)自動(dòng)星-三角降壓?jiǎn)?dòng)。 c.調(diào)試運(yùn)行并記錄調(diào)試結(jié)果。5.4基于plc實(shí)現(xiàn)三相交流異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方案二按照三相異步電動(dòng)機(jī)控制原理圖接線，圖中qs為空氣開(kāi)關(guān)，當(dāng)km1、km3主觸點(diǎn)閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)星形連接；當(dāng)km1、km2主觸點(diǎn)閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)三角形連接。設(shè)計(jì)一個(gè)三相異步電動(dòng)機(jī)星-三角降壓?jiǎn)?dòng)控制程序，要求合上qs按下啟動(dòng)按鈕sb2后，電動(dòng)機(jī)以星形連接啟動(dòng)，開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)1s后，km3斷電，星形啟動(dòng)結(jié)束。為了有效防止電弧短路，要延時(shí)300ms后，km2接觸器線圈得電，電動(dòng)機(jī)按照三角形連接轉(zhuǎn)動(dòng)。（1）plc接線圖按照?qǐng)D完成plc的接線。圖中輸入端24v電源