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1、课 程 设 计 说 明 书目 录1 引言12 设计要求22.1设计任务22.2设计要求23 设计任务与要求33.1设计过程中应遵循的原则33.2设计思路33.3主电路的设计及控制33.4控制电路的设计及控制43.5指示电路的设计43.6指示电路原理图73.7保护电路环节的设计74 电气元件的选用84.1电动机的选择84.2熔断器的选择84.3接触器的选择84.4热继电器的选择84.5中间继电器的选择84.6时间继电器94.7控制按钮94.8 指示灯94.9 所用控制元件清单105 AutoCAD简介115.1AutoCAD介绍115.2AutoCAD2004的主要功能115.3绘图流程136
2、总结14参考文献15附录 116附录 2171 引言电气控制技术是以各类电动机为动力的传动装置与系统为对象，以实现生产过程自动化的控制技术。电气控制系统是其中的主干部分，在国民经济各行业中的许多部门得到广泛应用，是实现工业生产自动化的重要技术手段。随着科学技术的不断发展、生产工艺的不断改进，特别是计算机技术的应用，新型控制策略的出现，不断改变着电气控制技术的面貌。在控制方法上，从手动控制发展到自动控制；在控制功能上，从简单控制发展到智能化控制；在操作上，从笨重发展到信息化处理；在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微计算机为中心的网络化自动控制系统。作为生产机械
3、动力的电机拖动，经历了漫长的发展过程。20世纪初，电动机直接取代蒸汽机。开始是成组拖动，用一台电动机通过中间机构（天轴）实现能量分配与传递，拖动多台生产机械。这种拖动方式电气控制线路简单，但机构复杂，能量损耗大，生产灵活性也差，不适应现代化生产的需要。20世纪20年代，出现了单电机拖动，即由一台电动机拖动一台生产机械。单电机拖动相对成组拖动，机械设备结构简单，传动效率提高，灵活性增大，这种拖动方式在一些机床中至今仍在使用。随着生产发展及自动化程度的提高，又出现了多台电动机分别拖动各运动机构的多电机拖动方式，进一步简化了机械结构，提高了传动效率，而且使机械的各运动部分能够选择最合理的运动速度，缩
4、短了工时，也便于分别控制。2设计要求2.1设计任务某一生产设备（如油漆涂装生产线），在进行运行时要求有送风系统，通过风力把未喷到零件表面上的漆雾从空中带走或压入循环流动的水中而带走。此送风系统由三台电动机控制，每台电动机可单独工作也可同时工作。2.2设计要求1、每台电机均为10kw，要求全压起动，单方向旋转；2、每台电机应有相应的保护措施和总停控制；3、电动机工作时要求有运行指示。若只有一台电机在运行，则绿灯亮；若有两台电机在运行，则黄灯亮；若三台同时运行，则白灯亮；若三台电机均不工作，则红灯以亮一秒停一秒的方式不停地闪烁；4、系统要求有电源指示，电流指示及电压指示。3 设计任务与要求3.1设
5、计过程中应遵循的原则在电气控制系统的设计过程中，通常应遵循以下几个原则：1、最大限度满足生产机械和生产工艺对电气控制的要求。生产机械和生产工艺对电气控制系统的要求是电气设计的依据，这些要求常常以工作循环图、执行元件动作节拍表、检测元件状态表等形式提供。对于有调速要求的场合，还应给出调速技术指标。其他如起动、转向、制动、照明、保护等要求，应根据生产需要充分考虑。2、在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简单、经济合理，不要盲目追求高指标，造成不必要的高投资。3、妥善处理机械与电气关系。很多生产机械是采用机电结合控制方式来实现控制要求的，要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用和维护等方面协调处理
6、好二者关系。4、正确合理地选用电器元件，以实用为原则。选用新型号电器可以提高可靠性，减小体积，尽可能不要选用旧型号电器。5、确保电气设备安全性、可靠性高，兼顾设备使用和维护方便3.2设计思路根据设计任务及要求，电气控制原理图分为主电路，控制电路和指示电路。主回路设计需要一个刀开关,三个熔断器（过流保护），三台电动机，三个接触器，三个热继电器（过载保护），一个电流互感器，一个变压器，一个电压表，一个电流表，一个指示灯。控制回路需要七个按钮（四个常闭，三个常开），两个熔断器。指示回路需要四个指示灯（红，.绿，.黄，白），两个时间继电器（110V）。考虑到触点，还需要四个中间继电器（110V）。3.
7、3主电路的设计及控制每台电动机可单独工作也可同时工作，要求全压启动，单方向旋转，每台电机应有相应的保护措施和总停控制。主电路采用电压380V，控制电路电压110V.使用空气开关或刀开关加熔断器做电源开关，用接触器来控制电机接通电源，三个热继电器分别做三个电动机的断相与过载保护，指示灯HL5做电源指示。经过变压器PT降压后，电压表做相间电压指示。接在电流互感器上的电流表做单相电流指示。三个电动机以及电流表，电压表，指示灯均接地保护。主电路图如下：图 1 主电路图3.4控制电路的设计及控制变压器TC2把电压降到110V，熔断器FU5短路保护。按钮SB1为总停，SB2、SB4、SB6分别作三台电动机
8、的停止按钮，SB3、SB5、SB7分别作三台电动机的启动按钮，且用接触器的辅助常开触点并联启动按钮起自锁作用。指示灯TJ1，TH2，TH3,TH4的颜色分别为绿红白黄，分别做一台电机工作，两台电机工作，三台电机工作，三台电机均不工作的指示灯。控制电路图如下：图2 控制电路图3.5指示电路的设计 逻辑设计法：设：三台通风机为A.B.C,绿灯为F1，黄灯为F2，白灯为F3，红灯为F4。令开机为“1”，停机“0”。 灯亮为“1”，不亮为“0”。3.5.1绿灯亮的设计1真值表：表 1 绿灯设计的真值表ABCF10011010110012逻辑式：F1=3控制线路：图3 黄灯控制电路3.5.2黄灯亮的设计
9、1真值表：表 2 黄灯设计的真值表ABCF20111110110112逻辑式：F2=3控制线路：图4 黄灯控制电路3.5.2白灯亮的设计1真值表：表 3 白灯设计的真值表ABCF311112逻辑式：F3=ABC3控制线路：图5 黄灯控制电路3.5.3红灯亮的设计1真值表：表 4 红灯设计的真值表ABCF400012逻辑式：F3=3红灯亮一秒，停一秒可由时间继电器完成，如下图：图6 红灯控制电路线路通电后，指示灯红灯得电亮和线圈KT1同时得电，常开触点KT1延时1S闭合，线圈KT2和KA4同时得电，常闭触点KA4断开，指示灯灭，同时常闭触点KT2延时1S断开，线圈KT1，KT2，KA4均失电，断
10、开的常闭触点KT2瞬间闭合，常闭触点KA4和指示灯再次得电,如此循环实现红灯亮一秒，停一秒。3.6指示电路原理图 本次课设所涉及的显示电路如下：图 7 指示电路（一）图 8 指示电路（二）其中，电压表显示的是相间电压，电流表显示的是相电流。3.7保护电路环节的设计（1）短路保护 由FU1、FU2实现主电路的短路保护，FU3,FU4,FU5实现控制电路的短路保护。（2）过载保护 由热继电器实现电动机的长期过载保护。（3）欠压和失压保护 当电源电压严重下降或电压消失时，接触器电磁吸力急剧下降或消失，衔铁释放，各触电复原，断开电动机电源，电动机停转。由具有自保电路的接触器控制来实现欠压失压保护。（4
11、）电动机的接地保护 接电线PE。（5）电流表电压表指示灯接地保护4 电气元件的选用4.1电动机的选择传输线为一般中小型设备，负载为一般任务，设备无特殊要求，选用经济、简单、可靠且具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点的Y160L-8全封闭自扇冷式龙兴三相异步电动机，B级绝缘，额定电压380V，额定电流17.7A，频率50HZ，额定功率7.5KW。4.2熔断器的选择选用要求：在电气设备正常运行是，熔断器不应熔断，在出现短路是，应立即熔断；在电流发生正常变动（电动机启动）时，熔断器不应熔断在用电设备持续过载时，应延时熔断。对熔断器的选用主要包括类型和熔体额定电流的确定。熔断器的额定电压要
12、大于或等于电路的额定电压；额定电流根据负载的保护特性和短路电流的大小来选择。YL160-8电动机为感性负载，起动电流为额定电流的5.5倍，根据笼型电动机其熔断器的额定电流为：单台电动机 INF=(1.5-2.5) INM，得INF26.55A。选择RL6-63，额定电压为500V，熔断器额定电流为63A，熔断体额定电流为35A。对于指示灯负载，熔体的额定电流应略大于或等于负载电流选用RL6-25，熔断体额定电流为2A。4.3接触器的选择选择要求：根据接触器所控制负载的工作任务、控制对象的工作参数和控制回路电压来选择。 传输带中交流接触器控制的电动机负载为一般任务且是断续周期工作制，故只要使选用
13、的接触器的额定电压和额定电流等于或稍大于电动机的额定电压和电流即可。选用CJ10-20。 4.4热继电器的选择选择热继电器作为电动机的过载保护时，应使选择的热继电器的安秒特性位于电动机的过载特性之下，并尽可能地接近甚至重合，以充分发挥电动机的能力。热继电器（Thermal over-load Relay）主要用于电机过载保护。热继电器分两相式、三相式、三相带缺相保护式 三种形式选择依据是：形式、额定电流。热继电器热元件的整定电流可调，范围约为 0.8到1.2 I FR（热继电器的额定电流）热继电器热元件的整定电流一般按0.95到1.05Ie（电动机的额定电流）选用，对过载能力较差的电机可选得更
14、小些。本次选取热继电器型号为JR10-10。4.5中间继电器的选择电磁式中间继电器实质上是一种电磁电压继电器，其特点是触头多、触头容量较大（额定电流5A到10A）和动作灵敏（动作时间小于0.05S）。其主要用途为当其他继电器的触头对数或触头容量不够时，可借助中间继电器来扩大它们的触头数或触头容量，起到中间转换作用。由于中间继电器只要求线圈电压为零时能可靠释放，对动作参数无要求，所以没有调节装置。4.6时间继电器时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型，主要类型及特点如下：1、空气阻尼式时间继电器又称为气囊式时间继电器，它是根据空气压缩产生的阻力来进行延时的，其结构简单，价格便宜，延时范围大（0.4到180s），但延时精确度低。 2、电磁式时间继电器延时时间短（0.3到1.6s），但它结构比较简单，通常用在断电延时场合和直流电路中。 3、电动式时间继电器的原理与钟表类似，它是由内部电动机带动减速齿轮转动而获得延时的。这种继电器延时精度高，延时范围宽（0.4到72h），但结构比较复杂，价格很贵。 4、晶体管式时间继
