水冷系統(tǒng)自動投切控制

1、課題E 水冷系統(tǒng)自動投切控制一、課程設(shè)計目的： 通過電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計，掌握電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計方法、電器元件和電氣控制線路的安裝過程、設(shè)計資料整理和電氣繪圖。在此過程中培養(yǎng)從事設(shè)計工作的整體觀念，通過較為完整的工程實踐基本訓(xùn)練，為綜合素質(zhì)全面提高及增強工作適應(yīng)能力打下堅實的基礎(chǔ)。二、課題背景：1、水冷系統(tǒng)冷水機又稱冷凍機、制冷機、冰水機、凍水機、冷卻機等。其性質(zhì)原理是一個多功能的機器，除去了液體蒸氣通過壓縮或熱吸收式制冷循環(huán)。蒸汽壓縮冷水機組包括四個主要組成部分的蒸汽壓縮式制冷循環(huán)壓縮機，蒸發(fā)器，冷凝器，部分計量裝置的形式從而實現(xiàn)了不同的制冷劑。吸收式冷水機利用水作為制冷劑，并依靠之間的水和溴

2、化鋰溶液，以達(dá)到制冷效果很強的目的。2、水冷系統(tǒng)的自動投切控制水冷系統(tǒng)用于大功率元器件如晶閘管的散熱，其工作的可靠性非常重要。一旦出現(xiàn)故障停止運行，需散熱的大功率元器件將很快燒毀，對生產(chǎn)影響極大，一般采用兩面三刀臺水泵一臺運行，另一臺備用，實現(xiàn)自動投切，工作過程如下：起動一臺水泵電機，該水泵運行信號指示燈亮，另一臺水泵備用信號指示燈亮，表示可以隨時投入運行，當(dāng)正在運轉(zhuǎn)的水泵電機因過載、缺相、短路等原因停止運行時，備用水泵電機立即起動，自動投入運行（即自動投切）。3、水冷系統(tǒng)自動投切控制研究的意義。在通風(fēng)、吸塵、水泵、油泵、氣泵等設(shè)備中，一旦電動機出現(xiàn)故障停止運轉(zhuǎn)，就會影響到生產(chǎn)、生活秩序的正常

3、進(jìn)行，因此，對這些設(shè)備采取備用電動機自動投入運行是十分必要的。通過電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計實踐，掌握電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計方法、電器元件和電氣控制線路的安裝過程、設(shè)計資料整理和電氣繪圖軟件的使用方法。在此過程中培養(yǎng)從事設(shè)計工作的整體觀念，通過較為完整的工程實踐基本訓(xùn)練，為綜合素質(zhì)全面提高及增強工作適應(yīng)能力打下堅實的基礎(chǔ)。三、設(shè)備工藝要求1、兩臺水泵電機型號為Y132S2-2，額定功率為7.5kW。2、兩臺電機均為全壓起動，單方向旋轉(zhuǎn)。3、一臺電機因過載、缺相、短路等原因停轉(zhuǎn)時，另一臺電機立即投入運行，兩臺電機任意互相備用。4、運行的電機有運行指示燈顯示，備用的電機有備用指示燈顯示，有電源電壓、電流指示。

4、5、有總?？刂坪捅匾亩搪?、過載保護。四、設(shè)計思路及工作原理1、基本設(shè)計思路水冷系統(tǒng)的自動投切控制過程中有兩臺水泵電動機，一臺為主電動機，另一臺為備用電動機。起動一臺水泵電機，該水泵運行信號指示燈亮，另一臺水泵備用信號指示燈亮，表示可以隨時投入運行，當(dāng)正在運轉(zhuǎn)的水泵電機因過載、缺相、短路等原因停止運行時，備用水泵電機立即起動，自動投入運行（即自動投切）。通過利用繼電器觸點的自鎖、互鎖等方法實現(xiàn)水冷系統(tǒng)的自動投切。電氣原理圖，如下。2、工作原理1、當(dāng)M1作為主電機，M2作為備用電機。把QF1，QF2，QF3合上，電路得電，準(zhǔn)備進(jìn)行起動。先按住SB2，再按下SA1，松開SB2后按下SA2。正常工作

5、情況下：按住開關(guān)SB2，再按SA1，松開SB2后按SA2。線圈KM1得電，KM1的主觸點閉合，主電動機M1通電啟動，KM1的常開觸點閉合，KM1自鎖，主電動機M1持續(xù)轉(zhuǎn)動。HL1、HL2同時亮。同時，由于控制電路中含有電氣互鎖和機械互鎖，在按下SB2時，由于機械互鎖的作用，SB2按鈕的常閉按鈕斷開，切斷KM2線圈支路，在KM1線圈的通電時，KM1的常閉觸點斷開，也切斷了KM2線圈支路。在不正常情況下：由于處在不正常情況下，需要自動投切，當(dāng)M1在非正常情況下停止轉(zhuǎn)動，使得KM1主觸點失電斷開，KM1線圈失電，KM1常閉觸點重新閉合，KM1常開觸點斷開，KM2線圈得電，KM2主觸點閉合，常開觸點閉

6、合，常閉觸點斷開，HL1滅，HL2繼續(xù)亮，備用電動機M2開始轉(zhuǎn)動，。同理，由于控制電路中含有電氣互鎖和機械互鎖，使得KM1線圈支路處于斷電狀態(tài)。2、當(dāng)M2作為主電機，M1作為備用電機。把QF1，QF2，QF3合上，電路得電，準(zhǔn)備進(jìn)行工作。先按住SB3，再按下SA2，松開SB3后，再按下SA1。正常工作情況下：按住開關(guān)SB3，再按SA2，松開SB3后按SA1。線圈KM2得電，KM2的主觸點閉合，主電動機M2通電啟動，KM2的常開觸點閉合，KM2自鎖，主電動機M2持續(xù)轉(zhuǎn)動。HL3、HL4同時亮。同時，由于控制電路中含有電氣互鎖和機械互鎖，在按下SB3時，由于機械互鎖的作用，SB3按鈕的常閉按鈕斷開

7、，切斷KM1線圈支路，在KM2線圈的通電時，KM2的常閉觸點斷開，也切斷了KM1線圈支路。在不正常情況下：由于處在不正常情況下，需要自動投切，當(dāng)M2在非正常情況下停止轉(zhuǎn)動，使得KM2主觸點失電斷開，KM2線圈失電，KM2常閉觸點重新閉合，KM2常開觸點斷開，KM1線圈得電，KM1主觸點閉合，常開觸點閉合，常閉觸點斷開，HL3滅，HL4繼續(xù)亮，備用電動機M1開始轉(zhuǎn)動，。同理，由于控制電路中含有電氣互鎖和機械互鎖，使得KM2線圈支路處于斷電狀態(tài)。按下SB1電動機停止。3、指示燈運行主電機有運行指示燈，備用電機有備用指示燈。當(dāng)M1為主電機，M2為備用電機時，HL1為主電機運行指示燈，HL2為備用電機

8、的指示燈。當(dāng)M2為主電機M1為備用電機時，HL3為主電機運行指示燈，HL4為備用電機的指示燈。4、保護環(huán)節(jié)熔斷器FU1、FU2、FU3和熱繼電器FR1、FR2對主控制電路的電機進(jìn)行短路和過載保護保護，還可對電路進(jìn)行欠壓保護和缺相等保護。FU4、FU5保護變壓器?？刂苹芈泛椭甘緹艋芈肥褂萌蹟嗥鱂U6、FU7進(jìn)行保護。為提高安全性,控制回路與主回路用變壓器隔離,變壓器二次側(cè)為控制回路提供110V和12V的交流電源。五、元器件的選擇1、電動機的選擇為了合理選擇電動機的種類，應(yīng)同時兩個方面的問題：一是電動機的性能，例如機械特性，起動性能和調(diào)速性能等；二是要知道生產(chǎn)工藝的特點，要使所選電動機的性能滿足生

9、產(chǎn)機械的工藝要求。1）電動機的機械特性，是指電動機的轉(zhuǎn)速n與轉(zhuǎn)矩T的關(guān)系，即n=f（T），其中，轉(zhuǎn)矩T是指電磁轉(zhuǎn)矩。電動機的機械特性決定其穩(wěn)定運行、起動、制動和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的工作情況。2）電動機的起動性能，主要是指起動轉(zhuǎn)矩的大小。一些起動轉(zhuǎn)矩不高的，例如機床、小容量水泵、通風(fēng)機等，可以選用普通三相籠型異步電動機；但起動和制動頻繁而且起動和制動要求比較大的生產(chǎn)機械，就要選用三相繞線轉(zhuǎn)子異步電動機，例如起重機、礦井提升機、大容量水泵、壓縮機、皮帶運輸機、紡織機等。3）調(diào)速性能包括調(diào)速范圍、調(diào)速的平滑性、調(diào)速系統(tǒng)的經(jīng)濟型各方面，調(diào)速性能要求不高的各種機床、通風(fēng)機、船用錨機、船用起貨機等多選用普通三相籠型

10、一步電動機。 機為兩臺水泵電機型號為Y132S2-2，額定功率為7.5kW。三相異步電動機是一般用途低壓三相鼠籠型異步電動機具有高效、節(jié)能、性能好、振動小、噪聲低、壽命長、可靠性高、維護方便、起動轉(zhuǎn)矩大等優(yōu)點。安裝尺寸和功率等級完全符合IEC標(biāo)準(zhǔn)。采用B級絕緣、外殼防護等級為IP44，冷卻方式IC411。額定電壓為380V，額定頻率為50Hz,3kW及以下為“Y”接法，4kW及以上為“”接法。應(yīng)用于一般無特殊要求的機械設(shè)備、如農(nóng)業(yè)機械、食品機械、風(fēng)機、水泵、機床、拌攪機、空氣壓縮機等。具體的數(shù)據(jù)如下：型號：Y132S2-2功率:7.5 KW 規(guī)格：全銅/國標(biāo)電流：15A 功率因素：0.88co

11、s效率：86.2% 級數(shù)：2極轉(zhuǎn)速：2900轉(zhuǎn) 電壓：380V能效等級：3極 防護等級：IP44絕緣：B極 工作制：S1.2、電源開關(guān)低壓斷路器QF1、QF2、QF3又稱為自動空氣開關(guān)，除了斷開電路的作用外，還具有電流過載、欠壓、短路保護的作用。斷路器類型有：框架式、塑料外殼式、限流式、手動操作式、電動操作式。選擇依據(jù)是：極數(shù)、額定電流、電壓類型、電壓等級、分?jǐn)嗄芰?、動作頻繁程度等。.DZ系列塑料外殼式斷路器，其額定絕緣電壓為交流500V，頻率為50Hz或60Hz，額定工作電壓為交流380V及以下或直流額定電壓220V及以下，其額定電流至1250A。一般作為配電用，額定電流為200A及以下。根

12、據(jù)脫扣器的額定電流等，通過認(rèn)真選取，最終選擇了型號為DZ20G-100P/3的低壓斷路器作為QF1，選取型號DZ10-100，脫扣器電流等級為30A的兩臺斷路器作為QF2、QF3。還有手動轉(zhuǎn)換開關(guān)SA1、SA2選擇NH9-32按鈕SB1、SB2、SB3為按鈕，選擇XB4。SB1選用紅色，SB2、SB3選用綠色。3、熔斷器FU1使用RT14-63，F(xiàn)U2、FU3、FU4、FU5、FU8使用RT14-32，F(xiàn)U6、FU7、使用RT14-204、接觸器 KM1、KM2 使用CJ20J-16 交流消聲節(jié)電型5、熱繼電器FR1、FR2使用TeSys施耐德熱繼電器LR2D1304C 6、指示燈選擇使用天水

13、二一三XDJ3-22信號燈，選取綠黃顏色各兩只，工作電壓24V7、變壓器選擇JBK1-100，初級電壓為380V次級電壓（控制）為110V次級電壓（照明）為24V8、電壓表、電流表選擇選擇交流電壓表：量程為5600V，備注：直接接通，1T1、1C2、1D1型電表尺寸：160160mm2選擇交流電流表：電流測量儀表42L6測量范圍:0-100（A），準(zhǔn)確度:1.5元件清單序號符號電氣設(shè)備名稱型號及規(guī)格數(shù)量1M三相鼠籠異步電動機Y 132S2-2 7.5 KW 380V 2900r/min22QF1低壓熔斷器DZ20G-100P/3 脫扣器電流100A13QF2低壓熔斷器DZ10-100 脫扣器電

14、流30A24SA手動開關(guān)NH9-3225SB按鈕開關(guān)XB4 紅綠36FU熔斷器1RT14-63 5RT14-32 2RT14-2087KM接觸器CJ20J-1628FR熱繼電器LR2D1304C39HL指示燈XDJ3-22 黃綠410TC變壓器BK1-100111A電流表42L6112V電壓表1T1、1C2、1D1型1六、電器元件布置圖主配電盤的電器元件布置圖控制面板的電器元件布置圖七、電氣安裝接線圖主配電盤的電氣安裝接線圖控制面板的電氣安裝接線圖八、操作說明1、當(dāng)M1作為主電機，M2作為備用電機。把QF1，QF2，QF3合上，電路得電，準(zhǔn)備進(jìn)行起動。先按住SB2，再按下SA1，松開SB2后按

15、下SA2。2、當(dāng)M2作為主電機，M1作為備用電機。把QF1，QF2，QF3合上，電路得電，準(zhǔn)備進(jìn)行工作。先按住SB3，再按下SA2，松開SB3后，再按下SA1。3、按下SB1電機停止，系統(tǒng)停止。九、心得體會通過這次實訓(xùn)，我重新回顧了這學(xué)期學(xué)的工廠電氣控制設(shè)備這本書，對書中所提到的自鎖互鎖等基本線路有了更深刻的認(rèn)識。對一般的電氣設(shè)計工藝有了更好的了解，基本掌握了設(shè)計工藝的工程，另外，通過，一下午的配電盤接線，熟悉了繼電器接線的原則以及應(yīng)該注意的問題，對自己的電工技能有了相當(dāng)大提高。在設(shè)計電氣原理圖過程中，遇到了不少問題，例如，對自鎖互鎖配合使用還不是太熟悉，以及對繪圖工具的應(yīng)用掌握了Microsoft visio的使用方法。通過指導(dǎo)老師