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1、设备管理三速电动机变极调速控制设备的设计论文前言随着现代技术的发展和工业生产过程的智能化，自动控制技术起着越来越重要的作用。所谓的自动控制，是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备装置（称控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动按照预定的规律运行1。其中，本次毕业设计涉及的系统就是一个典型的自动控制系统。自动控制技术在社会生产过程中起着举足轻重的作用，无论是在宇宙航行、机器人控制、导弹制导以及核动力等高新技术领域，亦或是在生物、医学、环境、经济管理和其他许多社会生活领域中，都有自动控制技术的应用。特别是在一些基础性的工业过程控制领域，自
2、动控制技术更是凸显了自身的优势。首先，自动控制技术为企业安全的生产过程创造了良好的条件；其次，自动控制技术使得企业的生产过程更加高效、经济和环保。一个良好的生产环境对于企业而言是至关重要的，其原因主要有以下两点：第一，就生产过程而言，安全是第一要素，其包括参与生产人员的人身安全和设备安全。而良好健康的生产环境正是安全的重要保证；第二，就企业而言，如何获得更高的利润是企业能否正常运转的重要保证，一个良好健康的生产环境不仅能够降低企业设备的维护费用和原料损耗，而且还能提升生产效率，进而大幅提升企业利润。因此，如何保证企业生产运行在一个良好健康的环境下，显得十分重要。我们知道，纺织工业是一项重要的国
3、民经济基础行业，其产品涉及到人们生活的诸多方面。然而，目前我国的纺织工业还存在着生产技术落后、技术标准低、人才资源匮乏、信息化程度不高、缺乏品牌经营管理等诸多问题。当然，解决以上问题并非短时期能够完成。企业自身在经营和发展的过程中，能够全方位考虑企业的良性发展，循序渐进地提升自身的技术水平和管理水平，显得十分必要。对于纺织厂的生产车间而言，如何控制温度和相对湿度是车间良性运行的重要保证。车间温湿度的控制涉及自然环境的状态和人为地对温湿度进行补偿两个问题。因此，可以将其定义为一个基于环境状态实时变化的车间温湿度自动补偿问题。温湿度的补偿主要采用控制轴流风机的方法实现。目录中文摘要I英文摘要II第
4、1章绪论11.1选题背景及意义11.2电机调速控制系统发展现状11.2.1直流电动机调速技术21.2.2交流电动机调速技术31.3电机调速中的控制技术41.4论文内容及章节安排4第2章电机拖动方案的确定52.1电机拖动原理52.1.1直流电机拖动原理及特性62.1.2交流电机拖动原理及特性82.2电机拖动方案论述122.3本章小结13第3章电动机的选型方案论述143.1电动机选型143.2本章小结16第4章电气控制原理图的设计174.1电气控制原理图设计方法论证174.1.1经验设计法174.1.2逻辑设计法设计224.2本章小结29第5章电器元件的选择明细305.1电器元件的选择305.1.
5、1刀开关305.1.2熔断器305.1.3热继电器315.1.4接触器315.1.5电流互感器与电流表325.1.6中间继电器325.1.7时间继电路325.1.7按钮335.1.8指示灯335.1.9指示灯335.1.10接线端子345.2电路元件明细表345.3本章小结35第6章电器布置图的设计366.1电气布置图的设计原则366.1.1低压电器电控设备的布置原则366.1.2三速电动机电气控制柜的布置396.3本章小结41第7章电器接线图的设计427.1接线图的设计427.2本章小结49第8章总结与展望508.1系统设计总结508.2三速电动机变极调速的未来展望50致谢51参考文献52附
6、录53附录A：国家电气标准的若干规定53一、电控设备导线的颜色53表A1依导线颜色标志电路的规定54表A2依电路选择导线颜色的规定552018届机电设备维修与管理专业毕业设计（论文）中文摘要针对某纺织车间温湿度的保持问题，采用控制轴流风机的方法实现对温湿度的控制。通过建立风机转速、风量以及轴功率之间关系的数学模型，确定了电机的拖动方案。其中，电机选型为YD序列变极三速电动机。根据控制系统的功能和设计要求，论述了系统的元件选型方案。最后据温湿度控制要求和电机拖动方案，设计了电气控制设备电气控制原理图。系统最终实现了对轴流风机的控制，从而实现了对车间温湿度的控制。本文对系统结构和工作原理进行了详述
7、，包括系统的硬件设计和软件设计，并对系统是否满足设计要求进行了分析。关键字：纺织工业，三速电动机，变极调速，温湿度控制英文摘要Inordertomaintainthetemperatureandhumidityofatextileworkshop,thecontroloftheaxialfanisusedtocontrolthetemperatureandhumidity.Justthroughtheestablishmentofthefanspeed,airvolumeandshaftpowerrelationshipbetweenthemathematicalmodeltodetermin
8、ethemotordragprogram.Amongthem,themotorselectionfortheYDsequencevariablepolethree-speedmotor.Accordingtothefunctionanddesignrequirementsofthecontrolsystem,theponentselectionschemeofthesystemisdiscussed.Finally,accordingtothetemperatureandhumiditycontrolrequirementsandmotordragprogram,designedelectri
9、calcontrolequipment,electricalcontrolschematic.Thesystemfinallyachievedthecontroloftheaxialfan,inordertoachievethecontroloftheplanttemperatureandhumidity.Inthispaper,thesystemstructureandworkingprinciplearedescribedindetail,includingthesystemhardwaredesignandsoftwaredesign,andthesystemtomeetthedesig
10、nrequirementswereanalyzed.Keywords:Textileindustry,Three-speedmotor,Variablepolespeed,Temperatureandhumiditycontrol46第1章绪论1.1选题背景及意义目前我国纺织工业存在以下问题，首先，技术装备落后，新产品开发不足。据统计，中国纺织品三大行业（纺织业、服装业、化学纤维制造业）产值占比约分别为61%、28%、11%。除化学纤维生产技术和服装骨干企业的缝纫设备接近国际先进水平以外，纺纱、织造、染整等传统工艺与世界先进水平有较大差距。其次，目前中国的纺织企业还处于低端生产阶段。大约有80
11、%的企业生产中低档产品、6%的企业生产中低档产品，4%的企业生产品质低价格低产品，仅有10%的企业生产高品质产品。再次，高素质人力资源缺乏。行业缺乏品牌运作、资本运筹、国际交往的人才，缺乏国际化经营经验和适应国际竞争的复合型人才。再者，企业信息化程度不高。行业性软件开发力量薄弱，软件产品少，企业管理软件应用比例低，信息化普及率低，电子商务起步慢，多数企业管理方式落后，难以真正建立起小批量、多品种、高品质、快交货的市场快速反应机制。最后，缺乏品牌经营理念。传统家纺多，规模小，产品单一，加工贸易比重仍然很大，应对国际竞争手段不足，处在整合阶段2。因此，如何将现代化的设备技术和经营管理经验引入纺织工
12、业的生产过程和管理方案显得十分必要。再者，就纺织工业的生产车间而言，如何保证一个安全、稳定的生产环境更是提升企业综合实力和保证可观利润的关键。面对复杂多边的外部环境，车间的温湿度也会随着环境的改变而发生变化，车间温湿度的变化不仅影响生产原料的质量，还影响到工人的精神状态以及机器设备的运行状态。这就是说，维持车间合理的温湿度变化对车间的生产有巨大的影响。通过这次设计，不仅解决了纺织车间的温湿度控制问题，为企业的安全、高效生产提出了可行的解决方案，而且培养了学生综合运用所学知识和技能去分析和解决一般工程技术问题的能力。使学生建立正确的设计思路，掌握低压电器组成的电气传动控制设备工程设计的一般程序和
13、方法。1.2电机调速控制系统发展现状调速电机是利用改变电机的级数、电压、电流、频率等方法改变电机的转速，以使电机达到较高的使用性能的一种电机。由于其优异性能，调速电动机已广泛用于钢铁、电站、电缆、化工、石油、水泥、纺织、印染、造纸、机械等工业部门作恒转矩或递减转矩的负载机械无级调速之用，尤其适宜作流量变化较大的泵和风机类负载托动之用，能够获得良好的节能效果3。能源在我们日常生活中的应用是一个不争的事实，要使能源为我们人类所利用，目前大部分要靠电动机和发电机所实现。而我们在生产过程中，大部分要靠电动机把电能转换为机械能供人类使用。对一些精确控制，调速技术的发展至关重要。直流电动机具有良好的起动、
14、制动性能，宜于在宽范围内平滑调速，以前在许多需要调速和快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。目前交流拖动控制系统的应用领域主要有以下三个方面：（1）一般性能调速和节能调速。在过去大量的所谓“不变速交流拖动”中，如果换成交流调速系统，每台风机、水泵平均都可以节约20%30%以上的电能。但风机、水泵的调速范围和对动态快速性的要求都不高，只需要一般的调速性能。（2）高性能的交流调速系统和伺服系统。由于交流电机原理上的原因，其电磁转矩难以像直流电机那样通过电枢电流施行灵活的实时控制。20世纪70年代初发明了矢量控制技术，或称磁场定向控制技术,从而使交流电机的调速技术取得了突破性的进展。其后，又陆
15、续提出了直接转矩控制、解耦控制等方法。常应用在电梯的交流调速系统中。（3）特大容量、极高转速的交流调速。直流电机的换向能力限制了它的容量转速积不超过106kWr/min，超过这一数值时，其设计与制造就非常困难了。交流电机没有换向器，不受这种限制，因此，特大容量的电力拖动设备，如厚板轧机、矿井卷扬机等，以及极高转速的拖动，如高速磨头、离心机等，都以采用交流调速为宜4。1.2.1直流电动机调速技术直流电动机电力拖动在19世纪中叶诞生，在20世纪前半叶，只有20%的高性能可调速拖动系统采用直流电动机。直流电动机的数学模型简单，转矩易于控制。换向器与电刷的位置保证了电枢电流与励磁电流的解耦，使转矩与电枢电流成正比。1960年以来，晶闸管整流器的应用，使得直流调速技术得到了飞速对的发展。采用可控晶闸管组成整流器的晶闸管整流器-电动机系统，它们在20世纪60年代起得到了广泛的应用。用全控型电力电子器件可组成直流PWM变换器-电动机系统，现在越来越多地取代了晶闸管-电动机系统5。主要有以下3个方面：（1）转速反馈控制的直流调速系统；（2）转速、电流反馈控制的直流调速系统；（3）可逆控制和弱磁控制的直流调速系统。目前由于交流调速技术的迅速发展，直流调速技术逐渐被淘汰。1.2.2交流电动机调速技术1880年前只有直流电力拖动，1895年左右，发明了交流电，就有了交流电力
