电气元件参数计算及选择.

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1、Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 3.4 电气元件参数计算及选择 3.4.1 电动机起动、制动电阻计算 3.4.1.1 三相绕线转子异步电动机起动电 阻计算 为减小起动电流，增加起动转矩，常采用转子 绕组串接电阻的方法来实现。为此要确定外加电阻的 级数，以及各级电阻的大小。电阻的级数越多，起动 或调速时转矩波动就越小，但控制线路也就越复杂。 通常电阻级数可以根据表3-1来选取。 Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 起动电阻级数确定以后，对于平衡短接法，转 子每相串联的各级电阻值，可以用下面公式计算： Rn = km-n r （3-1

2、） 式中，m为起动电阻级数；n为各级起动电阻的序号 ，n=1表示第一级，即最先被接的电阻；k为常数；r 为最后被短接的那一级电阻值。 Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 k 、r值可分别由下列两个公式计算： （3-2） 式中，s为电动机额定转差率；E2为正常工作中电 动机转子电压（V）；I2为正常工作时电动机转子 电流（A）。 每相起动电阻的功率为： （3-3） Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 （3-4） 式中，I2s为转子起动电流（A），取I2s=1.5 I2；R为 每相串联电阻（）。 3.4.1.2 笼式异步电动机制动电阻的计

3、算 反接制动时，三相定子回路中各相串联的限流 电阻及可按下面经验公式近似计算： （3-5） Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 式中，U为电动机定子绕组相电压（V）；Is为全压 起动电流（A）；k为系数，当要求最大反接制动电流 ImIs时，k =0.13 ；当要求Im 1/2Is时，k =1.5。 若在反接制动时，仅在两相定子绕组中串接电 阻，选用电阻值应为上述计算值的1.5倍，而制动电 阻的功率为： （3-6） 式中，IN为电动机额定电流；R为每一相串接的限流 电阻值。 根据制动频繁程度适当选取前面系数。 Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计

4、算及选择 3.4.2 鼠笼型电机能耗制动参数计算 图3-14为能耗制动整流装置的原理图。 3.4.2.1 能耗制动直流电流与电压的计算 从制动效果来看，希 望直流电流大些。但是， 过大的电流会引起绕组发 热，耗能增加，而且当磁 路饱和后对制动力矩的提 高也不明显，通常制动直 流电流按下式选取： Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 ID=（24）IO 或 ID=（12）IN （3-7） 式中，IO为电动机空载电流；IN为电动机额定电流。 制动时，直流电压为： UD= IDR （3-8） 式中，R为两相串联定子绕组的冷电阻。 3.4.2.2 整流变压器参数计算 对单相

5、桥式整流电路，变压器二次交流电压为 ： （3-9） Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 变压器容量计算 ：由于变压器仅在能耗制动时工 作，故容量允许比长期工作小。根据制动频繁程度， 取计算容量的（1/21/4）。 3.4.3 控制变压器容量计算 当控制线路比较复杂，控制电压种类较多时，需 要采用控制变压器进行电压变换，以提高工作的可靠 性和安全性。 控制变压器的容量可以根据由它供电的控制线路 在最大工作负载时所需要的功率来考虑，并留有一定 的余量。即 Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 （3-10） 式中，ST为控制变压器容量（VA）

6、；SC为控制电 路在最大负载时所有吸持电器消耗功率的总和（VA ），对交流电磁式电器，SC应取其吸持视在功率（ VA）；KT为变压器容量储备系数，一般取1.11.25 。 常用交流电磁式电器的起动与持功率（均为视在 功率）列于表3-2中。 Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 3.4.4 常用电器元件的选择 在控制系统原理图设计完成之后，就可根据线路 要求，选择各种控制电器，并以元件目录表形式列在 标题栏上方。 Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 正确、合理地选用各种电器元件，是控制线路 安全、可靠工作的保证，也是使电气控制设备具有一

7、定的先进性和良好的经济性的重要环节。下面从设计 、使用角度简要介绍一些常用控制电器的选用依据。 3.4.4.1 常用电器元件的选择原则 根据对控制元件功能的要求，确定电气元件 的类型。比如，当元件用于通、断功率较大的主电路 时，应选用交流接触器。若有延时要求，应选用延时 继电器。 Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 确定元件承载能力的临界值及使用寿命。主 要是根据电气控制的电压、电流及功率大小来确定元 件的规格。 确定元器件预期的工作环境及供应情况。如 防油、防尘、货源等。 确定元件在供应时所需的可靠性等。确定用 以改善元件失效率用的老化或其它筛选实验。采用与 可

8、靠性预计相适应的降额系数等。进行一些必要的计 算和校核。 Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 3.4.4.2 电器元件的选择 （1）按钮、开关的选择 按钮 通常用来短时接通或断开小电流控制电路 的一种主令电器。 选用依据主要是根据需要的触头对数、动作要求 、结构形式、颜色以及是否需要带指示灯等要求。 目前，按钮产品有多种结构形式，多种触头组合 以及多种颜色，供不同使用条件选用。 如起动按钮选绿色，停止按钮选红色，紧急操作 选蘑菇式等。 Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 其额定电压有交流500V、直流440V，额定电流 为5A。常选用

9、的按钮有LA2，LAl0，LAl9及LA20等 系列。符合IEC国际标准的新产品有LAY3系列，额 定工作电流为1.58A。 刀开关 又称为闸刀，主要用于接通和切断长期 工作设备的电源以及不经常起动、制动和容量小于7 5kW的异步电动机。 主要技术参数有额定电压、电流、通断能力、 动稳定电流、热稳定电流等。 Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 在使用时其额定电压应等于或大于电路的额定 电压；额定电流应等于或稍大于电路的额定电流。 若用刀开关控制电动机，则必须考虑电动机的 起动电流比较大，应选用额定电流大一级的刀开关。 此外刀开关的通断能力、动稳定电流值等均应符合电

10、 路要求。 刀开关选用时，主要是根据电源种类、电压等 级、断流容量及需要极数。当用刀开关来控制电动机 时，其额定电流要大于电动机额定电流的3倍。 Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 组合开关 主要用于电源的引入与隔离，又叫电 源隔离开关。其选用依据是电源种类、电压等级、触 头数量以及断流容量。当采用组合开关来控制5kW 以下小容量异步电动机时，其额定电流一般取设备的 （1.53）I N倍。接通次数小于（1520）次h，常 用的组合开关为HZ10系列。 行程开关 主要用于控制运动机构的行程、位置 控制或联锁等。根据控制功能、安装位置、电压电流 等级，触头种类及数量来

11、选择结构和型号。常用的有 LX2，LX19，JLXKl型行程开关以及JXW-11、 JLXKl-11型微动开关等。 Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 对于要求动作快、灵敏度高的行程控制，可采 用无触头接近开关，特别是近年来出现的霍尔接近开 关性能好，寿命长，是一种值得推荐的无触头行程开 关。 断路器（自动开关） 具有过载、欠压、短路保 护作用，故在电气设计的应用中越来越多。 自动开关的类型较多，有框架式、塑料外壳式 、限流式、手动操作式和电动操作式。 Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 在选用时，主要从保护特性要求（几段保护） ，分

12、断能力、电网电压类型、电压等级、长期工作 负载的平均电流、操作频繁程度等几方面去确定它 的型号。 断路器的主要技术参数有：额定电压、额定电 流、极数、脱扣器类型及其整定电流范围、分断能 力、动作时间等。常用的有DZ10系列（额定电流分 10，100，200，600A四个等级）。符合IEC标准的 有3VE系列（额定电流从0.163A）。 Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 在初步确定自动开关的类型和等级后，各级保 护动作值的整定还必须注意和上、下级开关保护特 性的协调配合，从总体上满足系统对选择性保护的 要求。 （2）接触器的选择 接触器的额定电流或额定功率随使用场

13、合及控 制对象的不同、操作条件与工作繁重程度不同而变化 。接触器分直流和交流接触器两大类，交流接触器主 要有CJ0及CJ10系列，直流接触器多用CZ0系列。 Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 目前，符合IEC和新国标的产品有LCl-D系列， 可与3BT系列互换使用的CJXl、CJX2系列，这些新 产品正逐步取代CJ和CZ0系列产品。 在一般情况下，接触器的选用主要依据是接触 器主触头的额定电压、电流要求，辅助触头的种类、 数量及其额定电流，控制线圈电源种类，频率与额定 电压，操作频繁程度和负载类型等因素。 接触器铭牌额定电压是指主触头的额定电压。 其电压等级：

14、交流有220V、380V和660V，在特殊场合应用的 其额定电压高达1140V； Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 直流主要有110V、220V、440V和660V。 按规定，在接触器线圈已发热稳定时，加上85 的额定电压，衔铁应可靠地吸合；反之，如果工 作中电网电压过低或者突然消失，衔铁亦应可靠地 释放。如某负载是380V的三相异步电动机，则应选 380V的交流接触器。 接触器铭牌额定电流是指主触头的额定工作电 流。它是在一定的条件（额定电压、使用类别和操 作频率等）下规定的，其常用的电流等级为： Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选

15、择 交流接触器：10A，15A，25A，40A，60A， 100A，150A，250A，400A，600A。 直流接触器：25A，40A，60A，100A，150A， 250A，400A，600A。 上述电流是指接触器安装在敞开式控制屏上， 触头工作不超过额定温升，负载为间断长期工作 制时的电流值。所谓间断长期工作制是指接触器 连续通电时间不超过8h。若超过8h，必须空载开闭3 次以上，以消除表面氧化膜。如果上述诸条件改变 了，就要相应修正其电流值。具体如下： Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 当接触器安装在箱柜内时，由于冷却条件变差 ，电流要降低1020%使用； 当接触器工作于长期工作制时，安装是敞开式 ，电流要降低2025%使用；安装在箱柜内时，电流 要降低2535使用； 当接触器工作于重复短时工作制时，则通电持 续率不应超过40；敞开安装，电流允许提高 1025%，箱柜安装，允许提高510。介于上述情 况之间者，可酌情增减。 吸引线圈的额定电压等级： Y XSH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 交流线圈： 36V、127V、220V和380V。 直流线圈： 24V、48V、220V、和440V。 一般情况下，交流负载用交流接触器，直流负 载用直流接触器，但交流负载频繁动作时也可采用直 流