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1、编号： 机电一体化实训说明书 题 目：三相异步电动机星三角起动电气控 制 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师： 诸葛致 2013年 12月 22日目录 一、前言.2 1、1设计题目的主要内容 .2 1、2资料收集 .2 1、3工作过程简介 .2 二、正文.3 2、1系统概述 .3 2、2 各部分设计、计算及分析.3 2、2、1：查阅电机资料.3 2、2、2：绘制电动机 Y-起动过程分析与控制原理图 绘制.3 2、2、3：计算相电压、相电流.5 2、2、4：计算各种电器.6 三、设计方案的安装调试或验证.8 四、总结.9 参考文献.9一、
2、前言 1、1 设计题目的主要内容设计三相异步电动机（型号为 Y200L-4，额定功率为 30kw）电气控制系 统主线路、控制线路，要求控制方案安全、可靠，经济投入尽可能少。 1、2 资料收集参考书目：实用电动机控制电路200例.齐宝林等编.福建科学技术出版社.索 书号:TM320.12/5 1、3 工作过程简介 首先查阅型号为 Y200L-4 额定功率为 30kw 的三相异步电动机的各种参数 （要求注明出处） ，根据各种参数计算验证电机的额定电流，计算结果应与查得 的额定电流相符，否则数据有误。电流验证无误后，再设计并绘制电气控制系 统原理图，并根据电机额定电流计算电机带上额定负载时电路各处的
3、电流值， 计算各种电器(如交流接触器、热继电器、熔断器、自动空气开关、时间继电器、 电缆线等)的相关参数，然后选择电器具体的型号，并绘制电器元件明细表。绘 制电气安装接线图，并再实验台上进行接线、通电、调试、运行。 二、正文 2、1 系统概述在工程设计中, 我们经常对不满足全压起动条件的电动机采用降压起动的方 式, 其中 Y-起动方式以其设备价格低、 起动电流小、 控制方式简单、维护 方便等优点在民用建筑电气设计中被普遍采用。 2、2 各部分设计、计算及分析 2、2 、1：查阅电机资料 课设题目中的三相异步电动机型号为 Y200L-4 其中 Y 表示的是 Y 系列 200表示的是机座中心高度
4、L 表示的是长铁 4表示此电机是 4级由百度文库的网址查阅得知电机的具体参数如下： 2、2 、2：绘制电动机 Y-起动过程分析与控制原理图绘制 工作过程详见电气可编程控制原理与应用 （第2 版）课本P55- 57 第 1 阶段, 电动机定子绕组 Y接起动.当按下起动按钮 SB2时, 接触器 KM1 得电, 配电回路中主触点闭合, 使电动机定子绕组端子接通电源; 同时接 触器 KM3 得电, 其主触点闭合, 使电动机定子绕组端子短接, 此时电动机定子 绕组接成 Y 形, 并开始起动运转。 第 2 阶段, 电动机定子绕组接线, 转入正常运行, 经时间继电器 KT延 时, 电动机 Y运行达到一定转速
5、, KT 常闭触点打开, 接触器KM3 失电, 其主 触点断开、 常闭辅助触点闭合,使接触器 KM2 得电 ( 接触器 KM2,KM3 互锁), KM2 主触点闭合, 定子绕组端子相接, 此时电动机定子绕组接成形, Y-起 动过程结束, 进入正常形运行状态. 堵 转 转 矩 堵 转 电 流 最 大 转 矩 噪声 额 定 功 率 额 定 电 流 转 速 效 率 功 率 因 数 额 定 转 矩 额 定 电 流 额 定 转 矩 1级 2级 振 动 速 度 重 量 型 号 kW A r/m in % COS 倍 倍 倍 dB( A) mm/ s kg Y2 00 L- 4 30 56. 8 147 0
6、 92. 2 0.8 7 2 7 2.2 79 84 1.8 253电路图如下左边为控制主回路 右边为控制回路 2、2 、3：计算相电压、相电流 电动机定子绕组 Y形接法和形接法的电流、 电压分析 当电动机定子绕组为 Y形接法时,定子绕组端电压为相电压: e AN U U 3 1 Z U I I e AY AN 3 当电动机定子绕组为形接法时, 定子绕组端电压为线电压: e AB U U Z U Z U I e AB AB Z U I I e AB A 3 3 由上可知： 定子绕组Y形接法时线路电流只有接法时线路电流的 1/3 倍; 定子绕组接 法时绕组内的电流为线路电流的 1/ 3 倍。 对
7、于Y- 起动的电动机主回路接线在建筑电气通用图集中列出： 电气元件 Y型接线起动 型接线起动 QF I QF =(1/3)I Q I QF =I e KM1 I KM1 = I A(Y)= (1/3)I Q I KM1 = I AB = (1 Error! 3 No bookmark name given.)I e KM2 I KM2 =0 I KM2 = I AB=(1/ Error! 3 No bookmark name given.)I e KM3 I KM3 = I A(Y)=(1/3)I Q I KM3 =0 KH I KH = I A(Y)=(1/3)I Q I KH = I AB
8、=(1/ )I e 3 2、2 、4：计算各种电器 额定电流=额定功率/（ 3 UI*效率*功率因数）=56.8 Ie为电动机额定电流 各种电器的选定均由Ie整定 空气开关(QS)的选择 QS 通常选用电动机保护型, 应按 Ie 来选择。在 Y-起动时, 起动电流仅为 直接起动时电流的 ( 1/3) 倍, 所以选用电动机保护型的 QF完全能满足起动 要求。 为满足电机的超载运行，最大电流选择电动机额定电流Ie 的1.5-2.5倍 QS断路器的电流=电动机额定电流*1.5-2.5A=85.2A-142A 应该选取 正泰断路器158-125 2P 100A 正泰空气开关 DZ158 100A 2P
9、 接触器 ( 主接触器KM1, 角接触器KM2, 星接触器KM3) 的选择 主接触器KM1, 角接触器KM2都串联在电动机的绕组中，所以它们具有相同的相电流 KM1, KM2 的额定电流值以 3 Ie 为依据选择。起动电流持续的时间很短, 不足 以烧毁电气设备, 因此 KM3 的额定值可按 ( 1/3) Ie 来选择。一些设计中, KM1, KM2, KM3 全部用 Ie 来选择, 显然是浪费的。 KM1, KM2接触器的电流=电动机额定电流/ 3 =56.8/ 3 A=32.79A 选取 交流接触器32A（LC1） CJX2-3210 380V 银点 KM3接触器的电流=0.33*电动机额定
10、电流=0.33*56.8A=18.7A 选取 交流CJX2接触器16A（LC1）CJX2-2510 380V 银点 热继电器 (FR1，FR2) 的选择 FR1的主要作用是用于电动机的过载保护, 在电动机运行的过程中若过载时间 太长, 绕组温升超过允许值, 绝缘老化速度加快就会缩短电动机的使用寿命、 在严重的情况下甚至会烧 坏。其热元件的额定电流值应以Ie为依据选择, 保证 Ie值 KH可调范围之 内。串联在电动机的绕组中，所以它们具有相同的相电流。是绕组外边的所以 选取1.2倍电动机额定电流 FR1热继电器的电流=电动机额定电流*1.2=56.8*1.2A=68.16A 选取 正泰热过载继电
11、器JRS1-40/Z 70A FR2热继电器的电流在2A以下即可 选取 正泰热继电器JR36-20/3.2A 熔断器(主回路FU1，控制回路FU2)的选择 主回路FR1按电动机额定电流选定，一般选择主回路选额定电流的1.5-2.5倍 FU1熔断器整定电流=电动机额定电流*1.5-2.5A=85.2A-142A 选取 MRO茗熔RGS11 CR2L GSB 380V 100A螺栓连接式熔断体快速熔断器 控制回路用2A的熔断器足够了。 FU2熔断器整定电流=2A 选取 RL1-15螺旋式熔断器 熔断体380V2A陶瓷保险丝 时间继电器（KT）的选择 KT在控制回路中，选择2A以下容量的即可 应该选
12、取 JS14S -3 时间继电器时间设定： 电动机所带的机械负载由于惯量不同，会造成电动机启动时间不同，大多数设 备是属于轻载启动，第一次启动电动机不清楚启动时间有多长，所以不可能正 确设定启动时间。选择手动启动，当启动电动机后开始看表计时，等电动机达 到高速，如果有电流表看电流读数退回到最低值时，这段时间就是启动时间， 为了可靠安全在刚才测量到的时间上再加2-3秒。把它作为时间继电器最终设 定值。 时间设定后是否正确，可以用下面办法检查：把控制箱电动机输入熔断器熔芯 去掉，再按启动按钮，这时可以看接触器转换时间是否正确。 电缆线的选择 30KW三相异步电动机工作电流57A， 穿管时可选用 Y
13、JV-1000V-3*10+1*6mm2-3*16+1*10mm2铜芯电缆 埋地可选用 YJV22-1000V-3*10+1*6mm2-3*16+1*10mm2铜芯电缆 电动机Y-起动电气控制系统电器选用一览表 种类 选择型号 空气开关(QS) 正泰断路器158-125 2P 100A 正泰空气开关 DZ158 100A 2P 主接触器KM1 交流接触器32A（LC1） CJX2-3210 380V 银点 角接触器KM2 交流接触器32A（LC1） CJX2-3210 380V 银点 星接触器KM3 交流CJX2接触器25A（LC1）CJX2-2510 380V 银点 热继电器FR1 正泰热过
14、载继电器JRS1-40/Z 70A 热继电器FR2 正泰热继电器JR36-20/3.2A 熔断器主回路 FU1 MRO茗熔RGS11 CR2L GSB 380V 100A螺栓连接式熔 断体快速熔断器 熔断器控制回路 FU2 RL1-15螺旋式熔断器 熔断体380V2A陶瓷保险丝 时间继电器KT JS14S -3 穿管电缆线 YJV-1000V-3*10+1*6mm2-3*16+1*10mm2铜芯电缆 埋地电缆线 YJV22-1000V-3*10+1*6mm2-3*16+1*10mm2铜芯电缆三、设计方案的安装调试或验证 详细介绍设计方案、接线调试过程中所遇到的主要技术问题，记录故障现 象，分析故障原因，以及解决故障的措施。（见绘制电气安装接线图，实验台 上进行接线、通电、调试、运行时。以上遇到的
