三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制

1、電工部分三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制課程設(shè)計(jì)的目的及要求根據(jù)已有的電路圖連接電路，在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上連接電路，最終實(shí)現(xiàn)讓電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)起來的要求：1 1 掌握三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的工作原理、接線及操作方法。2 2 掌握繼電器控制系統(tǒng)中“互鎖”、“自鎖”的概念及線路結(jié)構(gòu)。3 3 學(xué)會(huì)分析、排除繼電器劫持控制線路故障的方法。4 4 要求電動(dòng)機(jī)可以正反轉(zhuǎn)，由電動(dòng)機(jī)原理可知，若將接至電動(dòng)機(jī)的三相電源進(jìn)線中的任意兩根相對調(diào)，即可使電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)。二、設(shè)計(jì)原理電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向三相異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向是取決于磁場的旋轉(zhuǎn)方向，而磁場的旋轉(zhuǎn)方向又取決于電源的相序，所以電源的相序決定了電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。任意改變電

2、源的相序時(shí)，電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向也會(huì)隨之改變。電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制原理控制線路三相異步電動(dòng)機(jī)接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制的電氣原理圖如下圖所示。 線路中采用了兩個(gè)接觸器，即正轉(zhuǎn)用的接觸器 KM1KM1 和反轉(zhuǎn)用的接觸器 KM2KM2 它們分別由正轉(zhuǎn)按鈕 SB1SB1 和反轉(zhuǎn)按鈕 SB2SB2 控制。這兩個(gè)接觸器的主觸頭所接通的電源相序不同，KM1KM1 與 KMKM 叱問其中對調(diào)了兩相的相序?？刂齐娐酚袃蓷l，一條由按鈕SB1SB1 和 KMKM 餞圈等組成的正轉(zhuǎn)控制電路；另一條由按鈕 SBSB 才口 KM2KM2 線圈等組成的反轉(zhuǎn)控制電路?；ユi原理接觸器 KMKM 便口 KM2KM2 勺主觸頭決不允許同時(shí)閉

3、合，否則造成兩相電源短路事故。為了保證一個(gè)接觸器得電動(dòng)作時(shí)，另一個(gè)接觸器不能得電動(dòng)作，以避免電源的相間短路，就在正轉(zhuǎn)控制電路中申接了反轉(zhuǎn)接觸器 KM2KM2 勺常閉輔助觸頭，而在反轉(zhuǎn)控制電路中申接了正轉(zhuǎn)接觸器KM1KM1 的常閉輔助觸頭。當(dāng)接觸器 KM1KM1 得電動(dòng)作時(shí)，用在反轉(zhuǎn)控制電路中的 KM1KM1 的常閉觸頭分?jǐn)?，切斷了反轉(zhuǎn)控制電路，保證了 KM1KM1 主觸頭閉合時(shí)，KM2KM2 的主觸頭不能閉合。同樣，當(dāng)接觸器 KM2KM2 導(dǎo)電動(dòng)作時(shí)，KM2KM2 的常閉觸頭分?jǐn)?，切斷了正轉(zhuǎn)控制電路，可靠地避免了兩相電源短路事故的發(fā)生。這種在一個(gè)接觸器得電動(dòng)作時(shí)，通過其常閉輔助觸頭使另一個(gè)接觸

4、器不能得電動(dòng)作的作用叫聯(lián)鎖（或互鎖）。實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖作用的常閉觸頭稱為聯(lián)鎖觸頭（或互鎖觸頭）0 0當(dāng)按下正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕 SB1SB1 后，電源相通過停止按鈕 SBSB 的動(dòng)斷接點(diǎn)、正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕 SBSB1 1的動(dòng)合接點(diǎn)、反轉(zhuǎn)交流接觸器 KM2KM2 勺常閉輔助觸頭、正轉(zhuǎn)交流接觸器線圈 KM1KM1 熱繼電器 F FR R的動(dòng)斷接點(diǎn)，使正轉(zhuǎn)接觸器 KM1KM1 帶電而動(dòng)作，其主觸頭閉合使電動(dòng)機(jī)正向轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)行，并通過接觸器 KM1KM1 的常開輔助觸頭自保持運(yùn)行。 反轉(zhuǎn)啟動(dòng)過程與上面相似， 只是接觸器 KM2gMKM2gM 乍后，調(diào)換了兩根電源線UUWffiWffi（即改變電源相序），從而達(dá)到反轉(zhuǎn)目的。三、

5、設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟生產(chǎn)中有的機(jī)械需要人工點(diǎn)動(dòng)控制電機(jī)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)控制功能，只需將點(diǎn)動(dòng)按鈕用接在交流接觸器的線圈中。即點(diǎn)動(dòng)控制 KMKM 僅流接器，從而間接實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)控制。如下圖所示：接下 SB1SB1 接鈕 KMKM 餞圖通電。 KM1KM1 主觸頭閉合。 三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。 當(dāng)松開 SB1SB1 接鈕時(shí)， SBSB1 1觸頭斷開。KM1KM1 線圈斷開，電動(dòng)機(jī)失電，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。自鎖控制是電氣控制中常用的一種電路， 如下圖所示。 啟動(dòng)時(shí)合上斷路器， 按下啟動(dòng)按鈕 SBSB2 2接觸器 KM1KM1 線圈通電。其常開主觸頭閉合。電動(dòng)機(jī)接通電源，開始啟動(dòng)。同時(shí)接觸器 KM1KM1 的輔助常開

6、觸點(diǎn)閉合。使接觸器 KM1BKM1B 圈有兩條通電路徑。這樣。當(dāng)松開接鈕 SB2SB2 后，接觸器KMKM 餞圈仍能通過其輔助觸點(diǎn)，使其線圈通電并保持吸合狀態(tài)。這種依靠接觸器本身輔助觸點(diǎn)使其線圈保持通電的現(xiàn)象，稱為自鎖。起自鎖作用的觸點(diǎn)稱為自鎖觸點(diǎn)。要使電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)， 必須按下 SB1,SB1,接觸器 KM1KM1 線圈電， 則其主觸頭斷開， 切斷電動(dòng)機(jī)三相電源， 電動(dòng)機(jī)停車，同時(shí)接觸器 KM1KM1 自鎖觸點(diǎn)斷開，控制回路解除自鎖，松開停止按鈕，控制由路又回到啟動(dòng)前的狀態(tài)。四、設(shè)計(jì)結(jié)果分別按下 SB1SB3SB2SB1SB3SB2 進(jìn)行正反向互換，SB3SB3 為總的控制開關(guān)，起到暫停電路

7、的功能。異步電動(dòng)機(jī)星角轉(zhuǎn)換一、課程設(shè)計(jì)的目的及要求1 1 掌握三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)星角轉(zhuǎn)換控制電路的工作原理、接線及操作方法。2 2 了解星型接法和角型接法的工作原理。3 3 學(xué)會(huì)分析、排除繼電器劫持控制線路故障的方法。4 4 掌握數(shù)顯時(shí)間繼電器的工作原理。二、設(shè)計(jì)原理1 1Y Y換接起動(dòng)對于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為三角形連接并有六個(gè)出線端子的籠型異步電動(dòng)機(jī)， 為了減小起動(dòng)電流，起動(dòng)時(shí)定子繞組星形連接，降低定子電壓，起動(dòng)后再連接成三角形。這種方法成為 Y Y起動(dòng)。2 2 電動(dòng)機(jī)星角接法轉(zhuǎn)換， 是根據(jù)電動(dòng)機(jī)負(fù)載變化情況， 用改變繞組接線方式來調(diào)整電壓，使其與負(fù)載近似匹配，從而達(dá)到一定的節(jié)電效果。當(dāng)電

8、動(dòng)機(jī)滿載時(shí)，負(fù)載率大于 40%40%轉(zhuǎn)換角形接法，全電壓運(yùn)行；電動(dòng)機(jī)輕載時(shí)，負(fù)載率小于 40%40%轉(zhuǎn)換星形接法，繞組在 220V220V 電壓下運(yùn)行。這種方法適用于電動(dòng)機(jī)繞組角接，接線盒有 6 6 個(gè)接線柱，處于輕載運(yùn)行或滿載-輕載交替運(yùn)行的電動(dòng)機(jī)。角-星形接法轉(zhuǎn)換只需對電動(dòng)機(jī)一、二次接法略為改動(dòng)，改法簡單，可有效地避免大馬拉小車的不經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。三、設(shè)計(jì)結(jié)果按下 SB1SB1 電動(dòng)機(jī)開始轉(zhuǎn)動(dòng)，計(jì)時(shí)器從 0 0 開始計(jì)時(shí)，到達(dá)設(shè)定的時(shí)刻，停止計(jì)數(shù)，電動(dòng)機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，且轉(zhuǎn)速加快。四、結(jié)果分析及心得這次電工課程設(shè)計(jì)讓我了解到了關(guān)于同步電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)，三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理。發(fā)現(xiàn)自己比較喜歡這

9、些自己動(dòng)手的實(shí)驗(yàn)，先聽老師講了一些生活中用到電動(dòng)機(jī)的地方，又講了電動(dòng)機(jī)工作原理。接下來幾天就是對電動(dòng)機(jī)線路的接線。先看老師連了下第 2 2 個(gè)實(shí)驗(yàn)以后，自己根據(jù)線路圖慢慢的接線，來后觀察電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，以及通過SB1,SB2,SB3SB1,SB2,SB3 三個(gè)按鈕來控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。在經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)后，能把書本上所學(xué)的東西用到動(dòng)手操作上。五、設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟起動(dòng)時(shí)，KM1KM1 閉合，此時(shí)電機(jī)為星型連接。同時(shí)計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。當(dāng)計(jì)時(shí)器到達(dá)設(shè)定時(shí)間，KM1KM1 斷開，同時(shí) KM3KM3 用合，電機(jī)由星型起動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榻切瓦\(yùn)行。KMKM 儕口 KMKM 吩別為星型接法和角型接法的接觸開關(guān)，當(dāng)其中一個(gè)

10、接通時(shí)，電動(dòng)機(jī)是以星型運(yùn)行，時(shí)間繼電器 KTKT 的線圈得電，時(shí)間繼電器開始計(jì)時(shí)。當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定時(shí)間，電機(jī)轉(zhuǎn)為角型運(yùn)行。電子部分計(jì)數(shù)顯示電路設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)的目的及要求計(jì)數(shù)顯示電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)計(jì)數(shù)顯示電路并做出硬件，具體要求如下：1 1、可以手動(dòng)按鈕完成計(jì)數(shù)2 2、可以自動(dòng)完成 X X 進(jìn)制定時(shí)計(jì)數(shù)（X=X=學(xué)號%10+10%10+10）3 3、有清零、啟動(dòng)、暫停和連續(xù)計(jì)數(shù)功能4 4、學(xué)會(huì)簡單的萬用表、示波器使用，以及簡單的調(diào)試二、設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)中采用 NE555NE555 來產(chǎn)生一秒的脈沖信號。秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的信號是電路的時(shí)鐘脈沖和定時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，555555 集成定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字電路相混合的集

11、成電路。它結(jié)構(gòu)簡單，使用靈活，用途廣泛，可以組成多種波形發(fā)生器、多諧振蕩器、定時(shí)延時(shí)電路、單穩(wěn)觸發(fā)電路、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、報(bào)警電路、檢測電路、頻率變換電路等。為了給計(jì)數(shù)器 74LS19274LS192 提供一個(gè)時(shí)序脈沖信號，使其進(jìn)行減計(jì)數(shù)，本設(shè)計(jì)采用 555555 構(gòu)成的多諧振蕩電路（即脈沖產(chǎn)生電路）, ,其基本電路如下圖所示，由 555555 工作特性和其輸出周期計(jì)算公式可知，其產(chǎn)生的脈沖周期為：T=0.7T=0.7（R1+2F2R1+2F2）C C因此， 我們可以計(jì)算出各個(gè)參數(shù)通過計(jì)算確定了 R1R1 取 15k15k 歐姆,R2R2 取 68k68k 歐姆。電容取 C C 為 10uF10u

12、F、C1C1 為 0.1uF,.0.1uF,.這樣我們得到了比較穩(wěn)定的脈沖，且其輸出周期近似為 1 1 秒.計(jì)數(shù)器選用中規(guī)模集成電路 741S192741S192 進(jìn)行設(shè)計(jì)較為簡便，CD40192CD40192 是十進(jìn)制可編程同步加/減計(jì)數(shù)器，它采用 84218421 碼二一十進(jìn)制編碼，并具有直接清零、置數(shù)、力口/減計(jì)數(shù)功能。下圖分別是 741S192741S192 的管腳排列圖和時(shí)序波形圖。圖中 CRCR、CPDCPD 分別是加計(jì)數(shù)、減計(jì)數(shù)的時(shí)鐘脈沖輸入端（上升沿有效）。LDLD 是異步并行置數(shù)控制端，（低電平有效），COCO、BO分別是進(jìn)位、借位輸出端（低電平有效），CRCR 是異步清除端

13、，D3 D。是并行數(shù)據(jù)輸入端，Q3 Q。是輸出端。松三口口CR漏而碓D；/向同向同向臼問國17411921741192匕LU.臼日，59 9口匕0CPUQJQGNU我瞥CRCR廠|741S192741S192 的功能表如表所示，741S192741S192 的工作原理是：當(dāng) LD=lLD=l, ,CR=CM,CR=CM,若時(shí)鐘脈沖加入到 CPKCPK 且 CPD=1CPD=1 則計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ)上完成加計(jì)數(shù)跳變脈沖；當(dāng)加計(jì)數(shù)到 9 9 時(shí)，COCO 端發(fā)出進(jìn)位下跳變脈沖。若時(shí)鐘脈沖加入到 CPDCPD 端，且 CPU=1CPU=1 則計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ)上完成減計(jì)數(shù)功能，當(dāng)減計(jì)數(shù)到 0 0

14、 時(shí)，BO端發(fā)出借位下跳變脈沖。由 741S192741S192 構(gòu)成的十四進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器如圖所示，其預(yù)置數(shù)為 N=(1110)N=(1110)=(14)10=(14)10o o 它的計(jì)數(shù)原理是：只有當(dāng)?shù)臀?BOBO 端發(fā)出借位脈沖時(shí)，高位計(jì)數(shù)器才作減計(jì)數(shù)。當(dāng)高、低位計(jì)數(shù)器處于全零，且 CPMCPM0 0 時(shí)，置數(shù)端 LDLD=0,=0,計(jì)數(shù)器完成并行置數(shù)，在 CPWCPW 的輸入時(shí)鐘脈沖作用下，計(jì)數(shù)器再次進(jìn)入下一循環(huán)減計(jì)數(shù)。R71向|77|7777向mVccYfYsY.YtY*YdY.)事/AtAaETRBQRBIA3AgGNDIJJUJLilLdLJIxlUJL1J了 4LS484-7 嶂

15、碼器/3E 動(dòng)概CPUCPDL.DL.DCR操作XX00置數(shù)T110加計(jì)數(shù)110減計(jì)數(shù)XXx1清零XJCXJC口0 0口口0111101111 口-o-glll-o-gllll lolQltlolQltl口Q Qcllclla a01fl-01fl-Io114Io114Q Q1 1a.a.i iQ-pcll-Q-pcll-_Q_Qo o2.2.碼驅(qū)動(dòng)器(74LS48)74LS48)1 1.七段共陰數(shù)碼顯示管74LS4A功鰭Tsyny三S-:SL-。VL二taIaI o4oM0-1G0-1GM0CrrnRTL問EHHrvim(出重Ji由JjillLLJL!I由山GND三、設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟由時(shí)鐘脈沖

16、產(chǎn)生電路產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn) 1HZ1HZ 計(jì)時(shí)信號，用預(yù)置初始值的遞減計(jì)數(shù)器對 1HZ1HZ 的時(shí)鐘信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，每 1s1s 計(jì)數(shù)器減 1,1,顯示器上顯示剩余的時(shí)間，每當(dāng)減到 0 0 時(shí)，定時(shí)時(shí)間到，報(bào)警電路工作，輸出報(bào)警信號。對于定時(shí)器的啟動(dòng)、暫停/連續(xù)計(jì)時(shí)功能可以控制電路來完成。計(jì)數(shù)器進(jìn)行加計(jì)數(shù)時(shí)，其計(jì)數(shù)脈沖從 CPCP 嘛入；進(jìn)行減計(jì)數(shù)時(shí)，計(jì)數(shù)脈沖從 CPdCPd 輸入。另外是異步清除端（高電平有效），D3D0D3D0 是并行數(shù)據(jù)輸入端，LDLD 是異步并行置數(shù)控制端（低電平有效），CO是加計(jì)數(shù)進(jìn)位輸出端，當(dāng)加計(jì)數(shù)到最大計(jì)數(shù)值時(shí)，CO4.74ls1924.74ls1925.74ls48BCD-

17、5.74ls48BCD-七段譯碼器/驅(qū)動(dòng)器引腳上%所5CY77DiO) )阿向1問詢同向用用tr)HLS.J1: iTr-IrITJUJuLJUJUTkJrjl*J以(?!Qt5,5FTFTWD圖n.$417LS1S2何乩“I逆俎時(shí)沖取口片It薪商島缶島舟舟磊舟4US4II中甲W山端叩7提127419#1h八L段卡日動(dòng)器7.74LS107.74LS10引腳圖及功能圖:OUqlMiEABLLHLMlHHLHHHL6.74ls106.74ls10 三輸入與非門引腳圖7.5557.555 定時(shí)器引腳圖FunctionTable發(fā)出一個(gè)低電平信號（平時(shí)為高電平）；BO為減計(jì)數(shù)結(jié)尾輸出端，當(dāng)減計(jì)數(shù)到零時(shí)

18、，BOBO 發(fā)出一個(gè)低電平信號（平時(shí)為高電平），BOBO 和 COCO 負(fù)脈沖寬度等于時(shí)鐘脈沖低電平寬度。四、設(shè)計(jì)結(jié)果先按照總圖將元器件焊接到電路板上，然后進(jìn)行調(diào)試，要求實(shí)現(xiàn)下列功能：A A、定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間大概為 1414 秒，按遞減方式計(jì)時(shí)，每隔大概 1s,1s,定時(shí)器減 1;1;能以數(shù)字形式顯示時(shí)間。R R 設(shè)置一個(gè)外部控制開關(guān)， 控制定時(shí)器的復(fù)位。 再設(shè)計(jì)兩個(gè)開關(guān)使得可以連續(xù)/暫停計(jì)時(shí)。G G 當(dāng)定時(shí)器遞減時(shí)到零（即定時(shí)時(shí)間到）時(shí)，定時(shí)器保持時(shí)間不變，使發(fā)光二極管發(fā)光（頻率 1kHz1kHz）。在通電了之后，電路板可以實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時(shí)，然后按開關(guān)可以使得它暫停/暫停,倒計(jì)時(shí)減到0 0 之后二極管亮，然后可以用開關(guān)控制復(fù)位，復(fù)位之后電路板依舊可以從 1414 遞減到 0,0,直至二極管亮。五、電路圖六、結(jié)果分析及心得1.1.本次課程設(shè)計(jì)，我對 74LS4