《电机与拖动》课程设计.doc

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1、摘 要通过电气控制系统的设计实践，掌握电气控制的设计方法、安装过程、资料整理和电气控制的绘图。在此过程中培养从事设计工作的整体观念，通过较为完整的工程实践基本训练，为全面提高综合素质及增强工作适应能力打下一定的基础。主要任务为根据电气控制设备的工艺要求，查找有关资料，选择电气元件，设计电器控制线路，借助计算机电气绘图软件，整理设计资料。关键词：电气控制 ；设计；实践训练；电气元件；计算机绘图 目 录1 课题描述12 设计过程22.1 查阅资料22.2 设计电路图，选择元器件22.3 操作装盘22.4 整理有关资料23 测试3总结4参考文献51 课题描述电机与拖动课程设计是高等工业学校电气类专业

2、学生的一次设计训练，是本课程的一个重要教学环节。其意义和目的在于：通过电气控制系统的设计实践，使学生掌握电气控制的设计方法、安装过程、资料整理和电气控制的绘图。在此过程中培养从事设计工作的整体观念，通过较为完整的工程实践基本训练，为全面提高学生的综合素质及增强工作适应能力打下一定的基础。主要任务为根据电气控制设备的工艺要求，查找有关资料，选择电气元件，设计电器控制线路，借助计算机电气绘图软件，整理设计资料。课程的主要任务：（1）正反转主题1：设计鼠笼式异步电动机正反转线路1主题2：设计鼠笼式异步电动机正反转线路2主题3：设计鼠笼式异步电动机带动工作台往返一个行程，停在原处。主题4：设计鼠笼式异

3、步电动机带动工作台重复往返。（2）起动主题1：设计鼠笼式异步电动机定子串电阻降压启动控制线路。主题2：设计鼠笼式异步电动机星三角型换接起动控制电路。主题3：设计鼠笼式异步电动机自耦降压器降压启动控制电路。主题4：设计绕线三相异步电动机转子串电阻降压启动控制电路。（3）顺序控制主题1：设计三相异步电动机顺序启动，单独停车。主题2：设计两台电动机顺序启动，逆序停车。（4）制动主题1：单向反接制动。要求1：采用速度继电器的单向反接制动，按下启动按钮，电动机单向运转，按下停止按钮，进入反接制动状态，转速随制动进行而迅速下降，速度继电器检测转速变化。做必要的短路保护和过载保护。要求2：选择元器件，列出清

4、单；画出主回路、控制回路电气线路图。主题2：单向能耗制动。要求1：采用速度继电器的单向反接制动，按下起动按钮，电动机单向运转，按下停止按钮，三相电源断开，接入直流电源进入能耗制动，用时间继电器来检测转速较低时断开直流电源，停车。做必要的短路保护和过载保护。要求2：选择元器件，列出清单；画出主回路、控制回路电气线路图2 设计过程2.1 查阅资料当我们接到课题的时候，有许多知识都还不了解，所以我们查阅了包括电机与拖动、智能建筑：楼宇自动化系统原理与应用在内的图书资料，还上网搜索了与这次课程设计有关的知识加以学习，为后续的设计打下了基础2.2 设计电路图，选择元器件1三相异步电动机正反转电路图A1、

5、合上开关QS使线路的电源引入。2、按辅助设备控制按钮SB2，接触器KM1线圈得电吸合，主触点闭合辅助设备运行，并且KM1辅助常开触点闭合实现自锁，电机正转。常闭辅助KM1分段KM2线圈不得电，切断反转电路。3、先按SB1，接触器KM1线圈失电，电机停转。4、按辅助设备控制按钮SB3，接触器KM2线圈得电吸合，主触点闭合辅助设备运行，并且KM2辅助常开触点闭合实现自锁，电机反转。常闭辅助KM2分段KM1线圈不得电，切断正转电路。2正反转电路图B 合上开关QS使线路的电源引入。2、按辅助设备控制按钮SB2，接触器KM1线圈得电吸合，接触器KM2线圈不得电切断反转电路。主触点闭合辅助设备运行，并且K

6、M1辅助常开触点闭合实现自锁，电机正转。3按辅助设备控制按钮SB3，接触器KM2线圈得电吸合，主触点闭合辅助设备运行，并且KM2辅助常开触点闭合实现自锁，电机反转。常闭辅助KM2分段KM1线圈不得电，切断正转电路。4按SB1，接触器线圈失电，电机停转。3三相异步电动机带动工作台重复往返电路原理图工作原理如下所示：4两台电动机顺序起动、逆序停止电路图顺序启动、逆序停车控制电路是在一个设备启动之后另一个设备才能启动运行的一种控制方法，常用于主、辅设备之间的控制，如上图当辅助设备的接触器KM1启动之后，主要设备的接触器KM2才能启动，主设备KM2不停止，辅助设备KM1也不能停止。但辅助设备在运行中应

7、某原因停止运行（如FR1动作），主要设备也随之停止运行。工作过程：1、合上开关QS使线路的电源引入。2、按辅助设备控制按钮SB2，接触器KM1线圈得电吸合，主触点闭合辅助设备运行，并且KM1辅助常开触点闭合实现自保。3、按主设备控制按钮SB4，接触器KM2线圈得电吸合，主触点闭合主电机开始运行，并且KM2的辅助常开触点闭合实现自保。4、KM2的另一个辅助常开触点将SB1短接，使SB1失去控制作用，无法先停止辅助设备KM1。5、停止时只有先按SB3按钮，使KM2线圈失电辅助触点复位（触点断开），SB1按钮才起作用。6、主电机的过流保护由FR2热继电器来完成。7、辅助设备的过流保护由FR1热继电器

8、来完成，但FR1动作后控制电路全断电，主、辅设备全停止运行。5鼠笼式异步电动机定子串电阻降压启动电路原理图工作原理：1、闭合开关QS。2、按下按钮SB2，KM1线圈得电自锁，其常开主触头闭合，电动机串电阻启动，KT线圈得电；当电机的转速接近正常转速时，到达KT的整定时间，其常开延时触头闭合，KM2线圈得电自锁，KM2的常开主触头KM2闭合将R短接，电机全压运转。6鼠笼式三相异步电动机Y降压电路原理图 凡正常运行时定子绕组接成三角形的是三相鼠笼式异步电动机，在启动时临时成星形，待电动机启动后接近额定转速时，在将定子绕组通过Y降压启动装置接换成三角形运行，这种启动方法叫Y降压启动。属于电动机降压启

9、动的一种方式，由于启动时定子绕组的电压只有原运行电压的，启动力矩较小只有原力矩的，所以这种启动电路适用于轻载或空载启动的电动机。 1、合上空气开关QF接通三相电源.2、按下启动按钮SB2，首先交流接触器KM3线圈通电吸合，KM3的三对主触头将定子绕组尾端联在一起。KM3的辅助常开触点接通使交流接触器KM1线圈通电吸合，KM1三对主常触头闭合接通电动机定子三相绕组的首端，电动机在Y接下低压启动。 3、随着电动机转速的升高，待接近额定转速时（或观察电流表接近额定电流时），按下运行按钮SB3，此时BS3的常闭触点断开KM3线圈的回路，KM3失电释放，常开主触头释放将三相绕组尾端连接打开，SB3的常开

10、接点接通中间继电器KA线圈通电吸合，KA的常闭接点断开KM3电路（互锁），KM3的常开接点吸合，通过SB2的常闭接点和KM1常开互锁接点实现自保，同时通过KM3常闭接点（互锁）使接触器KM2线圈通电吸合，KM2主触头闭合将电动机三相绕组连接成，使电动机在接法下运行。完成了Y接压启动的任务。 4、热继电器FR作为电动机的过载保护，热继电器FR的热元件接在三角形的里面，流过热继电器的电流是相电流，定值时应按电动机额定电流的 计算。 5、KM2及KM3常闭触点构成互锁环节，保证了电动机Y接法不可能同时出现，避免发生将电源短路事故。 7鼠笼式异步电动机自耦变压器降压起动电路原理图8三相异步电动机单相反

11、接制动原理图 闭合开关QS,2、按下SB2,线圈KM1通电并自锁，电动机全压起动。当与电动机相连的速度继电器KS转速超过140r/min时，相应触头闭合。3、按下SB1，线圈KM1断电，KM1主触头断开，切断电源。当SB1按到底时，常开触头闭合，使线圈KM2通电并自锁。电动机反接制动。4、当转速降到KS释放转速时，KS释放KM2线圈断电，主触头断开电动机反相序电源，反接制动结束，电动机自然停车至零。9三相异步电动机单相能耗制动原理图.1.合上空气开关Q接通三电源 2、按下启动按钮SB2，接触器KM1线圈通电并自锁，主触头闭合电动机接入三相电源而启动运行。3、当需要停止时，按下停止按钮SB1，K

12、M1线圈断电，其主触头全部释放电动机脱离电源。4、此时，接触器KM2和时间继电器KT线圈通电并自锁，KT开始计时KM2主触点闭合将直流电源接入电动机定子绕组，电动机在能耗制动下迅速停车。 另外，时间继电器KT的常闭触点延时断开时接触器KM2线圈断电，KM2常开触点断开直流电源，脱离电源及脱离定子绕组，能耗制动及时结束，保证了停止准确。5、该电路的过载保护由热继电器完成。6、互锁环节： KM2常闭触点与KM1线圈回路串联，KM1常闭触点与KM2线圈回路串联。保证了KM1与KM2线圈不可能同时通电，也就是在电动机没脱离三相交流电源时，直流电源不可能接入定子绕组。 按钮、B1的常闭触点接入KM1线圈

13、回路，SB1的常开触点接入KM2线圈回路，这是按纽互锁也保证了KM1、KM2不可能同时通电，与上面的互锁触点起到同样作用。7、直流电源采用二极管单相桥式整流电路，电阻R用来调节制动电流大小，改变制动力的大小。2.3 操作装盘装盘不像设计电路那么简单，需要我们有较强的动手操作能力，还要有整体思维能力，走线既要正确，又要美观，线要捋直，拐弯的地方要是直角，绝缘皮要剪掉毫米，剪短了可能压住，导致不通电，剪长了则使铜线外露，易发生事故，盘内为硬线，盘外为软线，等等好多的注意事项，连好了还要仔细的检查，及时发现及改正错误。2.4 整理有关的资料将课程设计过程中所学到的用到的，还有原理图等进行整理。遇到的

14、不懂的地方，可以到图书馆或上网查询相关的资料。123 测试经过几天紧张、有序的忙碌，我们组终于完成了三相异步电动机实现正反转的接线任务。接下来要做的工作就是测试三相异步电动机能否按预期要求实现功能了。 首先，我们进行一些小的测试，例如，用万用表测试所有的接线是否发生断路，如有这种情况出现，则需立即更换接线；还可用万用表测试线圈是否连接正确，以免发生短接问题。在确定接线无误后，我们又对所接的电路进行修正，修正时尽量使拐点变小或变得成直角，避免出现架空接线的现象，努力将弯曲的线路变得笔直，是同一平面的接线看起来井然有序，有利于出现问题时方便检查线路。最后，在所有的组都准备完毕后，我们就按照顺序进行

15、每组的正式测试了。轮到我们组时，我们小心地将线路板移到实验室，当老师给线路板正确供电后，发现试验台的报警仪响个不停，这说明我们的接线有问题，这时为了安全，我们赶紧切断供电，重新回去检查线路的问题所在。我们对着三相异步电动机正反转控制线路原理图仔细地检查每一条接线正否出现断路或短路的现象，为了尽快找到问题并改正我们组两、三个人检查线路不同部分，果然，经过认真的检查，我们发现电路中的线圈的接法出现了错误，我们不慎将其中一个线圈短接，导致没有电流经过线圈而使线路的电阻过小造成短路。将线圈正确改正后，我们又去进行测试，结果这次测试完全正确，老师也很满意。当线路控制电动机正确实现正反转后，我们组又进行了

16、答辩。首先老师让我们组出一个人简单地讲解电动机实现正反转的原理，这时我们组的主接线人将我们接线的原理介绍了一下，即我们组选择的接线方法是直接实现电动机的正反转控制，用复合按钮代替单触点按钮，并将复合按钮的常闭触点分别串接入对方接触器的控制电路之中，这样在连接一条电路的同时，可以切断另一条电路，即可不使用停止按钮过渡而直接控制正反转。但须注意这种直接正反转控制线路仅适用于小容量电动机，且拖动的设备转动惯量又较小的场合。老师对他的回答很满意，接着又问了我们组其他人一个问题，我的问题是该电路中实现保护的设备有哪些，我指着电路说是熔断器和热继电器，熔断器在电路中起着过载和短路保护作用，使用时，熔体串接

17、于被保护的电路中，当流过熔断器的电流大于规定值时，其产生热量使熔体熔断，从而自动切断电路，实现过载和短路保护。热继电器是利用电流的热效应原理来切断电路的保护电器。它是专门用来对连续运行的电动机实现过载及断相保护，以防电动机因过热而烧毁的一种保护电路。老师又问热继电器如果不工作了该怎样更换它，我想了想说，热继电器主要是利用其内的电阻丝实现其保护功能，只要打开继电器的封盖，更换掉坏了的电阻丝，那么热继电器又可以正常工作了。老师又问了其他同学几个问题，对于我们组的整体表现感到比较满意。通过老师的提问，加深了我们对于电路原理的认识和领悟。4总结在这次的课程设计中，暴露出我们最大的问题就是没有动手操作的

18、经验，有不少人花了较长的时间才认识了各种元器件和工具的用法，更不用说在之后的操作中出现的各种问题了，这需要我们多进行实践操作才能弥补这方面的不足，不能只死学课本，而是要学以致用。还有就是接触器的线圈连接错误，有一个而有两个，我们误将其中的一个当做了，从而致使连接错误。幸好我们及时发现了错误，并改正了。另外，还有一些连接点选择的不好，使线路变得有点复杂，多添了许多的拐点，如果我们在装盘的前期规划时好好的提前合理安排一下，那么就不会有那么多的拐点，可以使接线变得简单，也可以节省更多的线。这些问题都给了我们许多思考的空间，使我们能深入研究，而不是只停留在表面上，同时，我们也增加了也多实践动手的经验。

19、这次课程设计结束了，虽然只有短暂的两周，我们可以接触的东西也是很有限的，但是在一定的程度上却开拓了我们的视野。在了解、熟悉和掌握一定的工程基础知识和操作技能过程中，培养、提高和加强了我们的工程实践能力、创新意识和创新能力。从开始接到设计任务到不断地查阅、学习各种我们所需资料，到制定设计方案、进行电器元件的选择，到进行电路原理图的设计，到最后动手操作装盘，不断实验、不断改进，锻炼了我们的提出问题、分析问题、解决问题的能力，使我们的设计思维得到了拓展和提高，尤其是在最后装盘的时候，每个人都在动手去操作，熟练掌握了装盘的各种注意问题和及技法、技巧，更锻炼了我们的团队合作协调能力。总之，这次实习让同学

20、们充分认识到理论与实践相结合的重要性，也认识到自身把理论应用于实际能力和动手操作能力的欠缺，能力的有限。“纸上得来终觉浅，须知此事要躬行”，所以我们要充分利用在学校的时间，努力学好我们的专业知识，在学好理论的基础上投身实践，积极进行动手操作设计，以适应知识经济发展需要，更好应对市场经济的挑战。通过研究电动机正反转控制的典型电路，我们对于电气控制电路的基本原理有了一定的了解，使我们建立起电气控制技术在实际生活中应用的概念和工程意识，培养和提高了我们理论与实际相结合、有效地提高了我们分析和解决问题的能力以及动手实践的能力，为后续课程的学习和思维、引向实际电路的应用和创新打下了坚实的基础。 在这次宝贵的实习中，我们受益匪浅，学到了很多书本上涉及不到的知识，由于我们是分组进行研究、操作，很大程度上提高了我们的团队合作能力和团队凝聚力以及集体荣誉感。参考文献1、顾绳谷.电机与拖动（上下册）.机械工业出版社.2007.2、王再英.韩养社.高虎贤.智能建筑：楼宇自动化系统原理与应用.电子工业出版社.2004