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电工学综合实验篇一.题目:三相异步电动机正反转控制及能耗制动线路设计与装调(一).控制对象: 一生产流水线上成品传输用Y型电动机，已知其同步转速为1500r/min(4极)，电动机额定功率为180W，额定转速为1440 r/min，电动机采用Y型接法，额定电压为380V，额定电流为0.65A，电动机效率为85%，功率因数为0.85，电动机空载电流为0.2A，定子电阻为40）一般采用轻载起动，为长期工作方式，可逆转换频繁。(二)控制方案确定:1.因为电机可逆转换频繁,为防止转换时发生相间短路,必须采用正反转互锁(拟采用电气与机械双重互锁);2.电机容量较小,可采用交流接触器进行控制;3.本控制系统简单,控制电路电压直接用交流380V或交流220V(本实验采用交流380V );4.本系统所采用的保护方式有:熔断器-短路保护,;交流接触器-失压欠压保护; 热继电器-过载(流) 保护。能耗制动：在电动机定子绕组与交流电源断开之后，立即在电机的任意两相定子绕组中通入直流电，这样在电机的定子绕组中产生一个静止的恒定磁场，由于转子的惯性电机仍按原方向旋转，而切割磁力线，因此在转子电路中产生感应电动势和感应电流，转子电流与静止磁场相互作用产生一个与旋转方向相反的制动力矩，使电动机迅速停止工作。（实质上是把转子原来储存的机械能转变成电能，又消耗在转子的制动上。）它常用于要求制动准确、平稳的场合。能耗制动：运行中的三相异步电动机要停车时，在切除交流电源的同时，将一直流电源接入电动机定子绕组中的任意两相。当电动机转速为0时，再切断直流电源。（制动用的直流电通常用变压器和整流元件组成）（本次实验，直流电直接用实验台上的24V直流电源）制动作用的强弱与通入直流电源的大小和电动机转速有关，在同样的转速下电流越大制动作用越强。一般取直流电流为电动机空载电流的34倍。绘制电气原理图：简单扼要介绍绘图原则：原理图采用国家标准规定的图形符号和文字符号，主电路与辅助电路相互分开，按各电气元件工作顺序等原则，详细表示设备中全部电气元件以及各基本组成部份连接关系。（1）所有电机、电器等元器件都应采用国家统一规定的图形符号和文字符号来表示；（2）电器控制线路图分主电路和辅助电路两部份。主电路通过的电流较大。要用粗实线画，辅助电路电流较小，用细实线来画，在各导线间有电的联系时，必须在相联导线的线条交点处画一个园点；（3）同一电器的不同部份，可以分散画在图中不同的部位，但要用同一文字符号标明，对于几个同类电器则用不同数字同一文字的符号表示；（4）在电器控制线路图中，所有继电器、接触器触头的状态按电路未通电时的状态画，按钮、行程开关等到机械开关按未受力作用时的状态画，即按常态来画；（5）为安装和维修的方便，电机和电器的各接线端子都要标号。主电路英文字母+数字单标或双标，每经过一个器件要换号；辅助电路用数字顺序标号；（6）具有循环运动的机构，应绘出工作循环图。工作原理：按SB2-KM1线圈得电并自锁-KM1主触头闭合-电机得电正转，-KM1互锁触头断开-SB2互锁触头断开按SB3-KM1线圈失电、KM1互锁触头接通-KM2线圈得电并自锁-KM2主触头闭合-电机得电反转，-KM2互锁触头断开-SB3互锁触头断开按下SB1-KM1（或KM2）失电- KM1（或KM2）主触头断开-电机失电停转；-KM3、KT得电并自锁-直流电加入电机定子绕组中，实现快速停机。（经延时，KM3、KT失电，直流电退出） (三)元件参数选择:(根据控制对象,合理选择元器件,主要是熔断器的选择;交流接触器的选择;热继电器的选择等)（1)熔断器FU1的选取：Ieg 2K1IqD(K1为负载系数，轻载为0.4、重载为0.50.6; IqD 为电机起动电流(47倍电机额定电流); Ieg 2*0.4*7*0.65=3.64A;选用5A的螺旋式熔断器即可。多台：Ieg K2（IqD1 +Ie(n-1)）K2=0.4（2)交流接触器选择:额定电压大于或等于负载回路电压;额定电流应大于或等于被控回路的额定电流;吸引线圈额定电压应于所控制电路的电压一致,若电动机频繁起动与转换,则接触器主触头向上一级选择。因为电机的额定电流为0.65A,故选择10A的交流接触器,线圈额定电压为380V,型号为CJ10-10。（3)控制回路熔断器FU2的选取:由选取定的交流接触器,可查表知交流接触器的起动容量,I 0.4*起动容量/线圈额定电压=0.4*100/380=0.1A,可选取熔体为0.5A的熔体。（4)热继电器的选择:考虑到热继电器在由额定整定电流为1.2Ie时加热至20分钟后开始工作，则热元件的额定电流为电动机的额定电流=0.65A，故选择JSR112/Z系列。（按0.9-1.1电机的额定电流来取,通常就取相等）列出所需元器件明细表：序号名称型号规格数量备注12(四)元件布局及安装接线图设计:为了具体安装接线、检查线路和排除故障，必须根据电路图，绘制安装接线图，它表明电器控制系统中各元件的实际安装位置和接线情况。安装接线图绘图原则：（1）安装接线图，应表示出各电器的实际安装位置，同一电器的触头和线圈要画在一起；凡是需要接线的部件端子都应绘出（2）接线图中元件的图形和文字符号以及端子的编号应与原理图上的一致；（3）控制箱（柜）内外的电器元器件之间的连线，应通过接线端子排进行连接；（4）走向相同的可以合并画成单线；（5）应标明导线和走线管的型号、规格和尺寸。）*对于较复杂的电器控制系统的安装接线图,常采用简化画法(相对标号法)所谓相对标号法：指两个相关电器元器件接线连接端子甲与乙，在甲端标注指向乙端；在乙端标注指向甲端；同时在接线端子旁边标注线号。参考安装接线图: (略) 先了解学生绘图情况, 再通过现场讲解电气元件布局和安装接线图设计：（1）电气元件的布局应达到操作维护方便，以提高劳动效率；（2）应考虑维修工艺要求；（3）为便于配电箱与外线连接，端子排应布置在控制箱出线处；（4）连接导线最短原则；（5）连接导线应按原理图上的编号进行标注。安装接线图绘制：安装接线图是表示电气设备或装置的连接关系的一种简图，用来进行安装接线、线路检查、线路维修和故障处理。要点:1.图中所有电器元件的带电部分应按实物,依对称原则绘制;2.图上各电器元件及引线均应注明与电气控制原理图一致的文字符号、接线端号;3.同一电器元件的各个部分必须画在一起;4.电气接线图一律用细线条绘制，应清楚地表示出各电器元件的接线点和接线去向。（走线方式有板前、板后两种）其它：接线图中应标出布线用的各种导线的型号、规格、截面积及颜色要求；柜内、柜外设备连接都应经过端子排；接线端子排上各接点按线号顺序排列，并将动力线、交、直流控制线分开。(五)电路安装及综合调试.（1）电气元件的安装：应按接线图上的位置安装固定；（2）电路的安装应严格遵守工艺操作规程；（3）最好的接线方式是先根据接线图配线，配线后，应在每一线的两端穿上号码简并编号，最后依据线号进行接线和捆绑、整形。1.安装接线前应对所使用的电器元器件逐个进行检查(外观、活动机构是否灵活、线圈、触头是否完好-万用表查)；（各器件简介）2。按图接线（注意接（配）线工艺）3。线路的检查和试车运行（注重检查方法-电阻法与电压法）4。故障的查找与排除(附加:*电机首尾端的判别)电气控制箱配线工艺：1.布线时,严禁损伤线芯和导线绝缘;2.各电器元件接线端子引出导线的走向,以元件的水平中心线为界线,上端进入上线槽,，下端进入上线槽，任何导线都不允许从水平方向进入走线槽内；3导间之间连接一般不允许直接架空敷设；元件与线槽之间的外露导线，应走线合理，并尽可能做到横平竖直，变换走向要垂直；同一个元件上位置一致的端子和同型号电器元件中位置一致的端子上引出或引入的导线，应敷设在同一平面上，做到高低一致或前后一致，不得交叉；一般一个接线端子最多只能连接两根导线。（六）写出综合实验报告（附:在本实践过程中,同学们应重点掌握以下几方面内容: 电工工具的使用,了解异步电动机的铭牌数据、绕组接法，认识常用的接触器、继电器、按钮等常用控制电器; 掌握电气元器件的检查、器件布局和线路安装的工艺要求及接线原则，熟悉控制系统电气原理图和安装原理图的绘制; 掌握控制电路的工作原理和通电试车后故障的排除。）
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