电气工程设计报告

1电气工程设计学院：信息工程学院班级：电气1204班学生姓名：小组成员:指导老师：设计时间：2015年11月2目录一．设计目的................................................................................3二.设计题目和要求.....................................................................31.题目：电机的手动与自动控制..........................................3三．设计方案................................................................................3四．设计过程................................................................................41.采用经验设计法...................................................................41.1设计方法总要求..........................................................41.1.1电气控制原理应满足工艺的要求................41.1.2控制电路电源种类与电压数值的要求.................41.1.3确保电气控制电路工作的可靠性、安全性.........41.1.4应具有必要的保护环节..........................................81.1.5操作、维修方便.......................................................91.1.6控制电路力求简单、经济......................................92借鉴电路图...........................................................................93.选用电气元件..................................................................124.设计完成的电路图............................................................185.接线柜实物图....................................................................19五．总结...................................................................................20六．应用文献.............................................................................213一．设计目的1、掌握配电柜的接线原则。2、熟悉各种电器元件的工作原理和使用方法。二.设计题目和要求1.题目：电机的手动与自动控制2.要求：A.设计出4台三相交流电动机的自动、手动继电接触控制系统并完成相应的配电工作。B.手动要求每台电机可单独的进行起动和停止操作；C.自动要求4台三相交流电动机顺序起动。具体可根据自己的设计进行。三．设计方案开关一切换到自动位置，第一台电机立刻启动，间隔若干时间（如4秒），第二台电机启动，又隔一定时间第三台电机起动。第三台电机启动后，隔一段时间，所有电机停转。之后再进行新一轮的顺序起动。如此反复进行。4四．设计过程1.采用经验设计法1.1设计方法总要求1.1.1电气控制原理应满足工艺的要求在设计之前必须对生产机械的工作性能、结构特点和实际加工情况有充分的了解，并在此基础上来考虑控制方式，起动、反向、制动及调速的要求，设置各种联锁及保护装置。1.1.2控制电路电源种类与电压数值的要求对于比较简单的控制电路，往往直接采用交流380V或220V电源，不用控制电源变压器。对于比较复杂的控制电路，应采用控制电源变压器，将控制电压降到110V或48V、24V。对于操作比较频繁的直流电力传动的控制电路，常用220V或110V直流电源供电。直流电磁铁及电磁离合器的控制电路，常采用24V直流电源供电。1.1.3确保电气控制电路工作的可靠性、安全性（1）电器元件的工作要稳定可靠，符合使用环境条件，并且动作时间的配合不致引起竞争。复杂控制电路中，在某一控制信号作用下，电路从一种稳定状态转换到另一种稳定状态，常有几个电器元件的状态5同时变化，考虑到电器元件总有一定的动作时间，对时序电路来说，就会得到几个不同的输出状态。这种现象称为电路的“竞争”。而对于开关电路，由于电器元件的释放延时作用，也会出现开关元件不按要求的逻辑功能输出的可能性，这种现象称为“冒险”。“竞争”与“冒险”现象都将造成控制电路不能按照要求动作，当电器元件的动作时间可能影响到控制电路的动作时，需要用能精确反映元件动作时间及其互相配合的方法（如时间图法）来准确分析动作时间，从而保证电路正常工作。（2）电器元件的线圈和触点的连接应符合国家有关标准规定电器元件图形符号应符合GB4728中的规定，绘制时要合理安排版面。例如，主电路一般安排在左面或上面，控制电路或辅助电路排在右面或下面，元器件目录表安排在标题上方。在实际连接时，应注意以下几点：①正确连接电器线圈。交流电压线圈通常不能串联使用，即使是两个同型号电压线圈也不能采用串联后，接在两倍线圈额定电压的交流电源上，以免电压分配不均引起工作不可靠。在直流控制电路中，对于电感较大的电器线圈，如电磁阀、电磁铁或直流电机励磁线圈等，不宜与同电压等级的接6触器或中间继电器直接并联使用。如图，当触点KM断开时，电磁铁YA线圈两端产生较大的感应电动势，加在中间继电器KA的线圈上，造成KA的误动作。为此在YA线圈两端并联放电电阻R，并在KA支路串入KM常开触点，如图b）就能可靠工作。②合理安排电器元件和触点的位置。对于某些回路，电器元件或触点位置互换时，并不影响其工作原理，但在实际运行中，影响电路安全并关系到导线长短，如图a）接法既不安全又浪费导线。图b）所示的接法较为合理。7③防止出现寄生电路。寄生电路是指在控制电路的动作过程中，意外出现不是由于误操作而产生的接通电路。图是一个具有指示灯和过载保护的电动机正反转控制电路。正常工作时，能完成正反向起动、停止与信号指示。但当FR动作断开后，电路出现了如图中虚线所示的寄生电路，使接触器KM1不能可靠释放而得不到过载保护。如果将FR触点位置移到SB1上端就可避免产生寄生电路。8④尽量减少连接导线的数量，缩短连接导线的长度。⑤控制电路工作时，应尽量减少通电电器的数量，以降低故障的可能性并节约电能。⑥在电路中采用小容量的继电器触点来断开或接通大容量接触器线圈时，要分析触点容量的大小，若不够时，必须加大继电器容量或增加中间继电器，否则工作不可靠。1.1.4应具有必要的保护环节控制电路在事故情况下，应能保证操作人员、电气设备、生产机械的安全，并能有效地制止事故的扩大。为此，在控制电路中应采取一定的保护措施，必要时还可设置相应的指示信号。91.1.5操作、维修方便控制电路应从操作与维修人员的工作出发，力求操作简单、维修方便1.1.6控制电路力求简单、经济在满足工艺要求的前提下，控制电路应力求简单、经济。尽量选用标准电气控制环节和电路，缩减电器的数量，采用标准件和尽可能选用相同型号的电器。2借鉴电路图1011123.选用电气元件万能转换开关、中间继电器、时间继电器、交流接触器、空气开关、熔断器等。继电器131.继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示，如果继电器有两个线圈，就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。继电器的触点有两种表示方法：一种是把它们直接画在长方框一侧，这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要，把各个触点分别画到各自的控制电路中，通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号，并将触点组编上号码，以示区别。继电器的触点有三种基本形式：①、动合型（常开）（H型）线圈不通电时两触点是断开的，通电后，两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。②、动断型（常闭）（D型）线圈不通电时两触点是闭合的，通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。③、转换型（Z型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片组成的。14电磁继电器工作原理图只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。继电器一般有两股电路，为低压控制电路高压工作电路。接触器15接触器的工作原理是：当接触器线圈通电后，线圈电流会产生磁场，产生的磁场使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带动交流接触器点动作，常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原，常开触点断开，常闭触点闭合。接触器与继电器的区别接触器原理与电压继电器相同，只是接触器控制的负载功率较大，故体积也较大。交流接触器广泛用作电力的开断和控制电路。继电器是一种小信号控制电器，它用于电机保护或各种生产机械自动控制。时间继电器当加入(或去掉)输入的动作信号后，其输出电路需经过规定的准确时间才产生跳跃式变化(或触头动作)的一种继电器。16万能转换开关是用手柄带动转轴和凸轮推动出头接通或断开。由于凸轮的形状不同，当手柄处在不同位置时，触头的粉和情况不同，从而达到转换电路的目的。常用产品有LW5和LW6系列。LW5系列可控制5.5kW及以下的小容量电动机；LW6系列只能控制2.2kW及以下的小容量电动机。用于可逆运行控制时，只有在电动机停车后才允许反向起动。LW5系列万能转换开关按手柄的操作方式可分为自复式和自定位式两种。所谓自复式是指用手拨动手柄于某一档位17时，手松开后，手柄自动返回原位；定位式则是指手柄被置于某档位时，不能自动返回原位而停在该档位。某LW5万能转换开关的使用说明万能转换开关的手柄操作位置是以角度表示的。不同型号的万能转换开关的手柄有不同万能转换开关的触点，电路图中的图形符号如图2所示。但由于其触点的分合状态与操作手柄的位置有关，所以，除在电路图中画出触点图形符号外，还应画出操作手柄与触点分合状态的关系。图中当万能转换开关打向左45°时，触点1-2、3-4、5-6闭合，触点7-8打开；打向0°时，只有触点5-6闭合，右45°时，触点7-8闭合，其余打开。注意：不同的万能转换开关，旋转一定的角度后，接通的触点组合有所不同，可根据自己的要求选择合适的型号，本次课程设计选型一定，在连线时可根据其接通触点组合适当调整设计方案。1、控制面盘的设计如下图：18上图为电控柜的控制面板，其中三相线电压切换开关和自动手动切换开关为万能转换开关。4.设计完成