電力拖動基本控制路線畢業(yè)論文.docVIP

周口科技學(xué)院畢業(yè)論文學(xué) 校： 周口科技職業(yè)學(xué)院系 別： 機(jī)械工程系09機(jī)電一班 學(xué) 號： 200903020071論文題目： 電力拖動控制路線及維修指導(dǎo)老師 ： 羅雨來論文作者： 鄭春武 緒論 以電動機(jī)作為原動機(jī)拖動機(jī)械設(shè)備運(yùn)動的一種拖動方式。又稱電氣傳動。 簡史 各類機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動都要依靠動力。在電動機(jī)問世以前，人類生產(chǎn)多以風(fēng)力、水力或蒸汽機(jī)作為動力。19世紀(jì)30年代出現(xiàn)了直流電動機(jī)，俄國物理學(xué)家.雅科比首次以蓄電池供電給直流電動機(jī)，作為快艇螺旋槳的動力裝置，以推動快艇航行。此后，以電動機(jī)作為原動機(jī)的拖動方式開始被人們所矚目。到80年代，由于三相交流電傳輸方便以及結(jié)構(gòu)簡單的三相交流異步電動機(jī)的發(fā)明，使電力拖動得到了發(fā)展。 20世紀(jì)，隨著社會的進(jìn)步，為提高生產(chǎn)率和改善產(chǎn)品質(zhì)量，工業(yè)部門對機(jī)械設(shè)備不斷提出新的、高的技術(shù)要求。如要求有寬的速度調(diào)節(jié)范圍、有高的調(diào)速精度、能快速地進(jìn)行可逆運(yùn)行以及對位置、加速度、張力、轉(zhuǎn)矩等物理量的可控性能的要求等。以蒸汽機(jī)、柴油機(jī)等作為原動機(jī)的拖動裝置很難甚至不可能予以完成，而應(yīng)用電力拖動則能很好地滿足上述技術(shù)要求。因此，電力拖動被廣泛用于冶金、石油、交通、紡織、機(jī)械、煤炭、輕工、國防和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等部門，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，是社會生產(chǎn)不可缺少的一種傳動方式。 特點由于電能獲得方便，使用電動機(jī)的設(shè)備體積比其他動力裝置小,并且沒有汽、油等對環(huán)境的污染,控制方便，運(yùn)行性能好，傳動效率高，可節(jié)省能源等。所以，80以上的機(jī)械設(shè)備，小如用步進(jìn)電機(jī)拖動指針跳動的電子手表、大到上萬千瓦的大型軋鋼機(jī)械等都應(yīng)用電力拖動。80年代，中國生產(chǎn)的電能中約有三分之一用于電力拖動。單個電力拖動裝置的功率可以從幾毫瓦到幾百兆瓦，轉(zhuǎn)速可從每小時幾轉(zhuǎn)到每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)。組成電力拖動裝置由電動機(jī)及其自動控制裝置組成。自動控制裝置通過對電動機(jī)起動、制動的控制，對電動機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)的控制，對電動機(jī)轉(zhuǎn)矩的控制以及對某些物理參量按一定規(guī)律變化的控制等，可實現(xiàn)對機(jī)械設(shè)備的自動化控制。采用電力拖動不但可以把人們從繁重的體力勞動中解放出來，還可以把人們從繁雜的信息處理事務(wù)中解脫出來，并能改善機(jī)械設(shè)備的控制性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率。分類按電動機(jī)供電電流制式的不同，有直流電力拖動和交流電力拖動兩種。早期的生產(chǎn)機(jī)械如通用機(jī)床、風(fēng)機(jī)、泵等不要求調(diào)速或調(diào)速要求不高，以電磁式電器組成的簡單交、直流電力拖動即可以滿足。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對電力拖動的靜態(tài)與動態(tài)控制性能都有了較高的要求，具有反饋控制的直流電力拖動以其優(yōu)越的性能曾一度占據(jù)了可調(diào)速與可逆電力拖動的絕大部分應(yīng)用場合。自20年代以來，可調(diào)速直流電力拖動較多采用的是直流發(fā)電機(jī)-電動機(jī)系統(tǒng),并以電機(jī)擴(kuò)大機(jī)、磁放大器作為其控制元件。電力電子器件發(fā)明后，以電子元件控制、由可控整流器供電的直流電力拖動系統(tǒng)逐漸取代了直流發(fā)電機(jī)-電動機(jī)系統(tǒng),并發(fā)展到采用數(shù)字電路控制的電力拖動系統(tǒng)。這種電力拖動系統(tǒng)具有精密調(diào)速和動態(tài)響應(yīng)快等性能。這種以弱電控制強(qiáng)電的技術(shù)是現(xiàn)代電力拖動的重要特征和趨勢。 交流電動機(jī)沒有機(jī)械式整流子，結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠,有良好的節(jié)能效果,在功率和轉(zhuǎn)速極限方面都比直流電動機(jī)高；但由于交流電力拖動控制性能沒有直流電力拖動好，所以70年代以前未能在高性能電力拖動中獲得廣泛應(yīng)用。隨著電力電子器件的發(fā)展，自動控制技術(shù)的進(jìn)步，出現(xiàn)了如晶閘管的串級調(diào)速、電力電子開關(guān)器件組成的變頻調(diào)速等交流電力拖動系統(tǒng)，使交流電力拖動已能在控制性能方面與直流電力拖動相抗衡和媲美，并已在較大的應(yīng)用范圍內(nèi)取代了直流電力拖動。 目錄緒論1n 課題一 電路元器件介紹及認(rèn)識4n 課題二 基本的控制路線6n 課題三 正反轉(zhuǎn)控制路線7n 課題四 Y-降壓啟動控制路線9n 課題五 自動化與電力拖動12低壓斷路器：低壓斷路器(曾稱自動開關(guān))是一種不僅可以接通和分?jǐn)嗾Ｘ?fù)荷電流和過負(fù)荷電流，還可以接通和分?jǐn)喽搪冯娏鞯拈_關(guān)電器。低壓斷路器在電路中除起控制作用外，還具有一定的保護(hù)功能，如過負(fù)荷、短路、欠壓和漏電保護(hù)等。低壓斷路器的分類方式很多，按使用類別分，有選擇型(保護(hù)裝置參數(shù)可調(diào))和非選擇型(保護(hù)裝置參數(shù)不可調(diào)),按滅弧介質(zhì)分，有空氣式和真空式(目前國產(chǎn)多為空氣式)。低壓斷路器容量范圍很大，最小為4A，而最大可達(dá)5000A。 低壓斷路器廣泛應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng)各級饋出線，各種機(jī)械設(shè)備的電源控制和用電終端的控制和保護(hù)。 低壓熔斷器：從特性方面讓他餓來看從特性方面來看，過載需要反時限保護(hù)特性，短路則需要瞬動保護(hù)特性。從參數(shù)方面來看，過載要求熔化系數(shù)小，發(fā)熱時間常數(shù)大，短路則要求較大的限流系數(shù)，較小的發(fā)熱時間常數(shù)、較高的分?jǐn)嗄芰洼^低的過電壓。從工作原理來看，過載動作的物理過程主要是熱熔化過程，而短路則主要是電弧的熄滅過程。熔斷器的保護(hù)特性也就是熔體的熔斷特性，一般從特性方面來看，過載需要反時限保護(hù)特性，短路則需要瞬動保護(hù)特性。從參數(shù)方面來看，過載要求熔化系數(shù)小，發(fā)熱時間常數(shù)大，短路則要求較大的限流系數(shù)，較小的發(fā)熱時間常數(shù)、較高的分?jǐn)嗄芰洼^低的過電壓主令電器-按鈕按鈕，是一種常用的控制電器元件，常用來接通或斷開控制電路（其中電流很?。?，從而達(dá)到控制電動機(jī)或其他電氣設(shè)備運(yùn)行目的的一種開關(guān)。自動控制電器-接觸器 接觸器(Contactor)是指工業(yè)電中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場，使觸頭閉合，以達(dá)到控制負(fù)載的電器。接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。其原理是當(dāng)接觸器的電磁線圈通電后，會產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場，使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引銜鐵，并帶動觸頭動作：常閉觸頭斷開；常開觸頭閉合，兩者是聯(lián)動的。當(dāng)線圈斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸頭復(fù)原：常閉觸頭閉合；常開觸頭斷開 輔助繼電器 繼電器是一種根據(jù)輸入信號（電量或非電量）的變化，接通或斷開小電流電路，實現(xiàn)自動控制和保護(hù)電力拖動裝置的電器。一般情況下不直接控制電流較大的主電路，而是通過接觸器或其他電器對主電路進(jìn)行控制。同接觸器相比，繼電器具有觸頭分?jǐn)嗄芰π?、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、反應(yīng)靈敏、動作準(zhǔn)確、工作可靠等特點。 繼電器主要由感測機(jī)構(gòu)、中間機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。感測機(jī)構(gòu)把感測到的電量或非電量傳遞給中間機(jī)構(gòu)，并將它與預(yù)定值（整定值）相比較，當(dāng)達(dá)到預(yù)定值時，中間機(jī)構(gòu)便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，從而接通或斷開電路。熱繼電器是繼電器的其中一種，它是利用流過繼電器的電流所產(chǎn)生的熱效應(yīng)而反時限動作的繼電器。所謂反時限動作，是指電器的延時動作時間隨著通過電路電流的增加而縮短。熱繼電器主要用于電動機(jī)的過載保護(hù)、斷相保護(hù)、電流不平衡運(yùn)行的保護(hù)及其他電氣設(shè)備發(fā)熱狀態(tài)的控制。自鎖控制線路如圖所示為三相異步電動機(jī)自鎖控制電路的電路圖，它主要由按鈕開關(guān)QA（起停電動機(jī)使用）、交流接觸器CJ（用做接通和切斷電動機(jī)的電源以及失壓和欠壓保護(hù)等）、熱繼電器JR（用做電動機(jī)的過載保護(hù)）等組成。三相異步電動機(jī)的自鎖控制線路的主電路和點動控制的主電路大致相同，但在控制電路中又串接了一個停止按鈕TA,在啟動按鈕QA的兩端并接了接觸器CJ的一對常開輔助觸頭。接觸器自鎖正轉(zhuǎn)控制線路不但能使電動機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，而且還有一個重要的特點，就是具有欠壓和失壓（或零壓）保護(hù)作用。常見故障以及分析：觸頭吸合或者吸合不完全原因：1 電壓變化過大或者不穩(wěn)定 2 線路接觸不良或者配線錯誤 3 觸頭彈簧壓力過大 4 交流接觸器自身損壞故障排除及查找方法：第一步:用實驗法觀察故障現(xiàn)象，初步判定故障范圍第二步：用邏輯發(fā)縮小故障范圍第三步：用檢測法確定故障點在帶點作業(yè)下檢測最為方便快捷，但要注意安全。1.若電機(jī)不轉(zhuǎn)交流接觸器無動作：則取出導(dǎo)線一根（1.5mm銅線即可,需要兩頭剝開）將導(dǎo)線一頭置于TA左端，一頭置于A1處（切記手指不要觸碰導(dǎo)線）若交流接觸器吸合電動機(jī)運(yùn)行則換到TA右端。依次分別從兩端向中間遞進(jìn)，可以順利的找出原件問題，就可以根據(jù)相對的問題找出解決的辦法。例如1 導(dǎo)線放置在TA左端與A1端電機(jī)正常運(yùn)行，放在TA右端電機(jī)無反應(yīng)，則可以斷定常閉按鈕故障。更換即可（切不可將導(dǎo)線放置于A2端造成兩相短路）2 交流接觸器正常吸合，萬用表測的輸出端為380V電壓而電機(jī)不運(yùn)行則要檢查主電路接線端子，以及電機(jī)是否正常。分階測量法主要有電壓分階測量；電阻分階測量法等。不多做介紹正反轉(zhuǎn)控制電路正傳控制線路 SB2常閉觸頭先分?jǐn)郖M2聯(lián)鎖（切斷反轉(zhuǎn)控制電路）按下SB1 SB2常開觸頭閉合 KM1線圈得電 KM1自鎖觸頭閉合自鎖 KM1主觸頭閉合 電機(jī)M啟動連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn) KM1聯(lián)鎖觸頭分?jǐn)鄬M2的連鎖 反轉(zhuǎn)控制電路 KM1自鎖觸頭分?jǐn)?SB2常閉觸頭先分?jǐn)?KM1線圈失電 KM1主觸頭分?jǐn)喟聪耂B2 KM1聯(lián)鎖觸頭恢復(fù)閉合 SB2常開觸頭閉合 KM2線圈得電 主觸頭閉合 電機(jī)啟動反轉(zhuǎn)運(yùn)行 正反轉(zhuǎn)電路圖分兩部分，左側(cè)的主回路，右測是控制回路。UVW是三相AC380V進(jìn)線。主回路中FU1是主回路保險。KM1和KM2分別是右側(cè)控制回路接觸器線圈的主接點。在這里就是為了掉相。FR是電機(jī)過載保護(hù)。M3是三相交流電機(jī)?？刂苹芈分?FU2是控制回路保險。FR是過載保護(hù)的常閉接點。下一個沒有標(biāo)記的常閉接點是停止按鈕，應(yīng)該是SB1。下面的SB2和SB3分別是兩個按鈕，分別是正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)按鈕，這兩個按鈕都使用了常閉和常開兩組接點。接點類的KM1和KM2分別是接觸器KM1和KM2的輔助常開接點。方框類的KM1和KM2分別是接觸器KM1和KM2的線圈。線路注意事項以及故障分析1.交流接觸器絕對不允許同時閉合，因為正反轉(zhuǎn)控制路線改變了電源相序。若同時閉合則會引起兩相短路，出現(xiàn)危險。解決辦法1.在接線同時加斷路器分段短路電流 2.在交流接觸器接線時串加常閉觸點 3.在按鈕接線同時增加按鈕連鎖，即：串聯(lián)按鈕常閉觸點2.主線路接線時相序的改變，即任意改變其中兩相的相序 例如U V W 改變?yōu)閁 W V U V W 改變?yōu)閃 V U 必須注意相間改變否則不能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)3對于線路問題的檢查以及維修如有同上的則不再繼續(xù)解釋按鈕啟動以后不能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)或者不能轉(zhuǎn)換1.可能是交流接觸器在主線的改變時接線調(diào)相出現(xiàn)失誤導(dǎo)致調(diào)相后仍按照原方向繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，處理辦法就是重新布線（建議根據(jù)相序不同改變導(dǎo)線顏色）2.按鈕無反應(yīng)則應(yīng)該檢查交流接觸器下面的熱繼電器是否復(fù)位，只需按一下即可（注釋：熱繼電器具有過熱 失壓 欠壓 缺相保護(hù)）PS：正反轉(zhuǎn)是平時電力拖動系統(tǒng)當(dāng)中有著巨大的作用，正反轉(zhuǎn)是一個簡單但是用途廣泛。大家值得掌握 降壓啟動通常的降壓啟動方法有以下幾種 1.定子繞組串電阻降壓啟動 2.自耦變壓器降壓啟動 3.Y降壓啟動 4.延邊三角形降壓啟動但是由于線路控制的復(fù)雜性以及考慮安裝方便和經(jīng)濟(jì)性的考慮一般采用Y降壓啟動控制線路。 異步電動機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、可靠性高等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用.但在起動過程中起動電流較大,所以容量大的電動機(jī)必須采取一定的方式起動,星-三角形換接起動就是一種簡單方便的降壓起動方式.星三角起動可通過手動和自動操作控制方式實現(xiàn)。 對于正常運(yùn)行的定子繞組為三角形接法的鼠籠式異步電動機(jī)來說，如果在起動時將定子繞組接成星形，待起動完畢后再接成三角形，就可以降低起動電流，減輕它對電網(wǎng)的沖擊。這樣的起動方式稱為星三角減壓起動，或簡稱為星三角起動（Y-起動）。 采用星三角起動時，起動電流只是原來按三角形接法直接起動時的1/3。如果直接起動時的起動電流以67Ie計，則在星三角起動時，起動電流才22.3倍。 起動電流降低了，起動轉(zhuǎn)矩也降為原來按三角形接法直接起動時的1/3。 由此可見，采用星三角起動方式時，電流特性很好，而轉(zhuǎn)矩特性較差，所以客觀存在只適用于無載或者輕載起動的場合。換句話說，由于起動轉(zhuǎn)矩小，星三角起動的優(yōu)點還是很顯著的，因為基于這個起動原理的星三角起動器，同任何別的減壓起動器相比較，其結(jié)構(gòu)最簡單，價格也最便宜。除此之外，星三角起動方式還有一個優(yōu)點，即當(dāng)負(fù)載較輕時，可以讓電動機(jī)在星形接法下運(yùn)行。此時，額定轉(zhuǎn)矩與負(fù)載可以匹配，這樣能使電動機(jī)的效率有所提高，并因之節(jié)約了電力消耗。 Y降壓起動也稱為星形三角形降壓起動，簡稱星三角降壓起動。這一線路的設(shè)計思想仍是按時間原則控制起動過程。所不同的是，在起動時將電動機(jī)定子繞組接成星形，每相繞組承受的電壓為電源的相電壓（220V），減小了起動電流對電網(wǎng)的影響。而在其起動后期則按預(yù)先整定的時間換接成三角形接法，每相繞組承受的電壓為電源的線電壓（380V），電動機(jī)進(jìn)入正常運(yùn)行。凡是正常運(yùn)行時定子繞組接成三角形的鼠籠式異步電動機(jī)，均可采用這種線路。 Y-降壓啟動控制路線 線路主要的控制方法簡介如下 按下ST啟動按鈕主交流接觸器KM閉合，在自動的狀態(tài)下時間繼電器KT帶電。輔助的交流接觸器KMY帶電，電機(jī)實現(xiàn)Y形運(yùn)轉(zhuǎn)。一段時間后時間繼電器KT瞬時閉合延時斷開出頭斷開，同時瞬時斷開延時閉合常開觸點閉合。中間繼電器K帶電，K常開觸頭閉合。同時導(dǎo)致電機(jī)完成了Y-降壓啟動，完成對KMY的聯(lián)鎖。電機(jī)降壓啟動全部完成 在手動狀態(tài)下 按下ST啟動按鈕，主交流接觸器KM閉合。KM輔助常開觸頭閉合實現(xiàn)自鎖，KMY星型啟動（注意這時候如果不按轉(zhuǎn)換按鈕SN不會實現(xiàn)降壓啟動）。按下SN，這時中間繼電器K帶電，K常開觸頭閉合。同時導(dǎo)致電機(jī)完成了Y-降壓啟動，完成對KMY的聯(lián)鎖。電機(jī)降壓啟動全部完成。 線路注意事項： 1.用Y-降壓啟動控制的電機(jī)，必須有六個出線端子，且定子繞組在三角形接法時額定電壓等于三相電源的線電壓。 2.接線時要保證電機(jī)三角形接法的正確性，即接觸器主觸頭閉合時，應(yīng)保證繞組的U1與W2、V1與U2、W1與U1相連接。3.接觸器KMY的進(jìn)線必須從三相定子繞組的末端引入，若將其首端引入，則在KMY吸合時，會產(chǎn)生三相電源短路事故。4.控制板外部配線，必須按要求必須一律放在導(dǎo)線通道內(nèi)使導(dǎo)線有適當(dāng)?shù)臋C(jī)械保護(hù)，以防止液體、鐵屑、灰塵進(jìn)去。5.通電校驗前，要在檢查一下熔體規(guī)格及時間繼電器、熱繼電器的各整定值是否符合要求。6.通電校驗時必須要求兩個人以上在場，以方便處理突發(fā)緊急事故智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。 系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意的剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng)，一般除RS232等常用通信方式外，實現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展 微型機(jī)電一體化系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機(jī)電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機(jī)械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機(jī)電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運(yùn)動靈活等特點，可進(jìn)入一般機(jī)械無法進(jìn)入的空間并易于進(jìn)行精細(xì)操作，故在生物醫(yī)學(xué)、航空航天、信