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现代电气控制技术课程设计报告 学 校:哈尔滨理工大学荣成学院院 系:电气信息系班 级:电气10-2学 号:1030070202姓 名:马天骁一、设计任务与要求1.1设计任务全自动增压给水设备通过水压罐压力表检测水箱压力。当水压不足时,自动向水箱加水。当水压足够时,自动停止加水,确保水压满足用户需要。当水泵启动加水一段时间后,水压仍不正常时,发出故障报警信号。该设备用于住宅小区楼房供水时,可以放在楼下隐蔽处,既安全又不影响美观,取代了传统的专用水塔给水设备和放在楼顶的水箱式给水设备。1.2设计要求1.水泵电机为三相异步电动机,功率11kw;2.全压直接起动,单方向旋转;3.水压罐压力表为具有上限与下限的电接点压力表;4.水压不足时,自动加水,水压达到要求后,自动停止加水;5.加水15分钟后,水压仍未达标时,点亮故障报警指示灯;6.压上、下限均有指示显示,加水时有水泵运行指示显示,有电源电压、电流指示;7.有全自动和手动两种控制方式;8.总停控制和必要的短路、过载保护。二、方案设计与论证本设计由主电路和控制电路构成。主电路通过开关、热继电器直接以三角形接法接到电动机;控制电路通过水压罐压力表检测水箱压力,输出开关信号,接通相应的交流接触器的主触头来控制电动机的运行与停止;电压电流表检查主电路的工作与否;时间继电器可实现电动机运行15分钟后水压未达标,点亮故障报警指示灯;通过刀闸开关、热继电器可实现总停控制和必要的短路、过载保护。采用电信号控制型压力表自动水位控制水箱抽水电路。通过压力表输出的开关信号控制电动机的运行与停止。此电路具有成本少,配置灵活,测量水位误差小,不受水箱里面水位上下浮动的影响,易于实现的优点。三、单元电路设计与参数计算3.1电接点压力表原理: 电接点压力表有三根接线,一根是公用的,表针是可调的,可将一个表针调到0.4M,接低压启动控制继电器,另一个表针调到0.6M,接高压停止继电器,公用线是高低压控制的公用线。文字说明右边是上限,左边是下限,中间的黑色指针指示实际压力数值。实际压力在上限之上时,与上限接通,与下限断开。实际压力在上下限之间时,公共端与上限,下限都断开。实际压力在下限之下时,公共端与下限接通,与上限断开, 电接点压力表就是控制上下限压力用的。光有电接点压力表是不够的,还要有配套的控制箱。 图片说明电接点压力表接线图 精度:1.6级 测量范围:-0.1060MPa 电源电压:380V/AC;220V/DC 触点功率:10VA;30VA(磁助式) 型号:YX100;YX150;YXC100;YXC150 测量对铜和钢及其合金不起腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力或负压,并在压力到达预定值时,发出信号或接通控制电路。环境震动较大时,可选用磁助式电接点压力表。 2. 单元电路设计3.2.1主电路 主电路整体电路图如图(1) 电路的电源直接采用380V交流电源。(2) 电路开关型号选用HK1,额定电压380V,额定电流60A。其额定电流为电动机的额定电流2-3倍,符合要求。(3) 泵电机为三相异步电机,选用型号为Y160M-4,额定功率为11KW,额定电流23A,额定转速1460r/min,功率因数为0.84,效率为88%。 (4) 电压互感器采用型号为JDG4-0.5 380V/100V,电流互感器采用型号为TA30 50A/5A。 (5) 电压表选用型号为SD-15V,电流表选用SD-20A。 (6) 交流接触器KM1型号为CJ10-40,其主触头额定电压380V,额定电流40A。 (7) 电路过载保护采用热继电器、熔断器。其中热继电器型号为JR36-63 30-32A,额定电压380V,额定电流为20-30A。根据资料得热继电器的额定电流为电动机额定电流的0.95-1.05倍。熔断器的型号为RM10,额定电压为380V,额定电流60A,熔体电流45A,符合要求。 3.2.2控制电路控制电路整体电路图如图(1)控制电路熔断器型号为RCIA-10A,额定电流为380V,额定电流10A。(2) 交流接触器KM1选用CJ10-40,其辅助触点额定电流为5A,额定电压380V。(3) 交流接触器KM2、KM3选用型号为CJ10-5,额定电压380V,额定电流5A。(4) 时间继电器选用型号JS20,额定电压380V,触头额定电流5A,延时范围0.4-3600s(5) 报警信号灯额定电压380V,功率1.5W。(6) 开关SB选用型号为LA10-2K,额定电压380V,额定电流5A。(7) 位置开关型号为LX19-121,工作行程30,超行程20,额定电压380V,额定电流5A。四、总原理图及元器件清单4.1总原理图4.2元器件清单五、性能分析5.1自动如总原理图,在确保电源的正常下合上闸刀开关QS,将位置开关K至“自动”档位。当水压罐压力表检测到水箱压力不足时,输出“低”开关信号,交流接触器J1线圈得电,其常开触点闭合信号灯HL2亮。KM1线圈得电,其常开主触头闭合,电动机接通运行。电压电流表有示数显示;当水压罐压力表检测到水箱压力过高时,输出“高”开关信号,交流接触器J2线圈得电,其常闭触点断开,常开触点闭合信号灯HL3亮。交流接触器KM1线圈失电,其主触头断开,电动机停止。5.2手动将位置开关K至“手动”档位。当水箱压力不足时,按下开关SB1,然后再按下SB2,交流接触器KM1线圈得电,SB2自锁。KM1常开主触头闭合,电动机运行。按下SB1可使电动机停止。5.3报警当电动机运行15分钟后水压仍未达标时,时间继电器KT线圈得电,其常开触点闭合,信号灯HL接通发光。5.4短路、过载保护当主电路电流电压过大导致线路过热熔断器FU断开或者热继电器FR吸合,FR辅助常闭触点断开,控制电路断开,交流接触器KM1线圈失电,其主触头断开,电动机停止。六、结论与心得通过此次课程设计,使我更加扎实的掌握了有关工厂电气控制方面的知识,在设计过程中虽然遇到了一些问题,但经过一次又一次的思考,一遍又一遍的检查终于找出了原因所在,也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知,通过亲自动手制作,使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。过而能改,善莫大焉。在课程设计过程中,我们不断发现错误,不断改正,不断领悟,不断获得最终的检测调试环节,本身就是在践行“过而能改,善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了,在设计中遇到了很多问题,最后在老师的指导下,终于游逆而解。在今后社会的发展和学习实践过程中,一定要不懈努力,不能遇到问题就想到要退缩,一定要不厌其烦的发现问题所在,然后一一进行解决,只有这样,才能成功的做成想做的事,才能在今后的道路上劈荆斩棘,而不是知难而退,那样永远不可能收获成功,收获喜悦,也永远不可能得到社会及他人对你的认可! 课程设计诚然是一门专业课,给我很多专业知识以及专业技能上的提升,同时又是一门讲道课,一门辩思课,给了我许多道,给了我很多思,给了我莫大的空间。同时,设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计,我掌握了常用元件的识别和测试;熟悉了常用仪器、仪表;了解了电路的连线方法等。 我认为,在这学期的实验中,不仅培养了独立思考、动手操作的能力,在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是,在实验课上,我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的,真的是受益匪浅。要面对社会的挑战,只有不断的学习、实践,再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后,不管有多苦,我想我们都能变苦为乐,找寻有趣的事情,发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样,我们都可以在实验结束之后,变的更加成熟,会面对需要面对的事情。回顾起此课程设计,至今我仍感慨颇多,从理论到实践,在这段日子里,可以说得是苦多于甜,但是可以学到很多很多的东西,同时不仅可以巩固了以前所学过的知识,而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的,只有理论知识是远远不够的,只有把所学的理论知识与实践相结合起来,从理论中得出结论,才能真正为社会服务,从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题,可以说得是困难重重,但可喜的是最终都得到了解决。实验过程中,也对团队精神的进行了考察,让我们在合作起来更加默契,在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量,只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。此次设计也让我明白了思路即出路,有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询,只要认真钻研,动脑思考,动手实践,就没有弄不懂的知识,收获颇丰。七、参考文献 1.现代电气控制设备 电子工业出版社
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