30kw三相異步電動機y-△起動電氣控制系統(tǒng)課程設計

1、<p><b>　　機電一體化實訓</b></p><p><b>　　總結(jié)報告</b></p><p>　　題 目： 30KW三相異步電動機 </p><p>　　Y-△起動電氣控制系統(tǒng) </p><p>　　學 號：

2、 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　2013年12月25日</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　眾所周知，三相異步電動機允許直接啟動，但是，由于它的直接啟動電流大，而且需要

3、的無功功率大，將引起船舶電網(wǎng)電壓的下降，對電網(wǎng)上的其他用電設備產(chǎn)△Ｋ生影響，有的相繞組是△接法，啟動時是空載或輕載的三相異步電動機，廣泛采用結(jié)構簡單、操作方便、價格便宜的Ｙ－△降壓啟動方式。所謂Ｙ－△降壓啟動方法是把電機接線△盒中的６個接線端子（三相）利用接觸器使其先接成Ｙ接法啟動，當達到相對穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速時再轉(zhuǎn)換成△接法運行。保持線電壓不變，使每一相繞組的電壓在啟動時降低到線電壓的1/，從而使啟動電流減小為直接啟動時的三分之一，達到減小電

4、網(wǎng)線路電壓降的目的。</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1.系統(tǒng)概述1</b></p><p>　　2.系統(tǒng)各部分設計、計算及選擇1</p><p>　　2.1 三相異步電動機工作原理1</p><p>　　2.2 Y200L-4/3

5、0kw三相異步電動機各參數(shù)2</p><p>　　2.3 電動機額定電流與轉(zhuǎn)矩的的計算2</p><p>　　2.4電氣控制工作原理及其原理圖3</p><p>　　2.4.1 電路的工作原理3</p><p>　　2.4.2電機控制原理圖4</p><p>　　2.5電路各處電流值的計算及元器件的選擇5&

6、lt;/p><p>　　2.6電動機Y-△起動電氣控制系統(tǒng)電器選用明細表6</p><p>　　3.設計方案的安裝調(diào)試與注意事項7</p><p><b>　　4.鳴謝8</b></p><p><b>　　參考文獻9</b></p><p><b>　　1.系

7、統(tǒng)概述</b></p><p>　　三相異步電動機的全壓啟動電流可達電動機額定電流的5~7倍，過大的啟動電流會造成電網(wǎng)電壓顯著下降，在短時間內(nèi)會在線路上造成較大的電壓降，而使負載端的電壓降低，直接影響同一電網(wǎng)其它電動機的正常工作。通常對中、小容量的三相異步電動機采用直接啟動方式，對大容量的三相異步電動機采用降壓啟動。三相異步電動機的Ｙ——△降壓啟動可使電動機啟動時，每相繞組所承受的電壓降到正常工作時的

8、1/，電流為直接啟動時的1/3。Ｙ一△降壓啟動器、啟動柜等裝置，因啟動電流特性好、線路簡單、成本低、運行可靠、操作和維修方便，在輕載或空載場合被普遍應用。</p><p>　　2.系統(tǒng)各部分設計、計算及選擇</p><p>　　2.1 三相異步電動機工作原理</p><p>　　圖1：三相電動機的結(jié)構示意圖</p><p>　　當定子繞組接至

9、三相對稱電源時，流入定子繞組的三相對稱電流，在氣隙內(nèi)產(chǎn)生一個以同步轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)的定子旋轉(zhuǎn)磁場，設旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向為逆時針，當旋轉(zhuǎn)磁場的磁力線切割轉(zhuǎn)子導體時，將在導體內(nèi)產(chǎn)生感應電動勢e2，電動勢的方向根據(jù)右手定則確定。N極下的電動勢方向用?表示，S極下的電動勢用Θ表示，轉(zhuǎn)子電流的有功分量i2a與e2同相位，所以Θ?和既表示電動勢的方向，又表示電流有功分量的方向。轉(zhuǎn)子電流有功分量與氣隙旋轉(zhuǎn)磁場相互作用產(chǎn)生電磁力fem,根據(jù)左手定則，在N極下的

10、所有電流方向為?的導體和在S極下所有電流流向為Θ的導體均產(chǎn)生沿著逆時針方向的切向電磁力fem,在該電磁力作用下，使轉(zhuǎn)子受到了逆時針方向的電磁轉(zhuǎn)矩Me的驅(qū)動作用，轉(zhuǎn)子將沿著旋轉(zhuǎn)磁場相同的方向轉(zhuǎn)動。驅(qū)動轉(zhuǎn)子的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子軸端拖動的生產(chǎn)機械的制動轉(zhuǎn)矩相平衡，轉(zhuǎn)子將以恒速n拖動生產(chǎn)機械穩(wěn)定運行，從而實現(xiàn)了電能與機械能之間的能量轉(zhuǎn)換，這就是異步電動機的基本工作原理。</p><p>　　2.2 Y200L-4/30kw三

11、相異步電動機各參數(shù)</p><p>　　Y系列全程為全封閉自扇冷式三相鼠籠型異步電動機。使用非常普遍，應用于一般無特殊要求的機械設備、如農(nóng)業(yè)機械、食品機械、風機、水泵、機床、拌攪機、空氣壓縮機等</p><p>　　課設題目中的三相異步電動機型號為Y200L-4</p><p>　　其中： Y------------------------------------

12、表示的是Y系列</p><p>　　200----------------------------------表示的是機座中心高度</p><p>　　L------------------------------------表示的是長鐵芯</p><p>　　4-------------------------------------表示此電機是4級</p&

13、gt;<p>　　Y200L-4三相異步電動機參數(shù)表</p><p>　　由佛山市豐晟牌電機網(wǎng)站查得。</p><p>　　網(wǎng)址：http://detail.1688.com/offer/1298815821.html</p><p>　　2.3 電動機額定電流與轉(zhuǎn)矩的的計算</p><p><b>　　電動機的額定電

14、流：</b></p><p>　　In===56.8（A）</p><p>　　根據(jù)公式計算的額定電流值與電動機銘牌的額定電流值相一致。</p><p>　　計算電動機的額定轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　Tn=9550=9550=194.90（Nm ） </p><p>　　2.4電氣控制工作原理及

15、其原理圖</p><p>　　2.4.1 電路的工作原理</p><p>　　a.起動按鈕（SB1）。手動按鈕開關，可控制電動機的起動運行。</p><p>　　b.停止按鈕（SB2）。手動按鈕開關，可控制電動機的停止運行。</p><p>　　c.主交流接觸器（KM1）。電動機主運行回路用接觸器，起動時通過電動機起動電流，運行時通過正常運行

16、的線電流。</p><p>　　d.Y形連接的交流接觸器（KM3）。用于電動機起動時作Y形連接的交流接觸器，起動時通過Y形連接降壓起動的線電流，起動結(jié)束后停止工作。</p><p>　　e.Δ形連接的交流接觸器（KM2）。用于電動機起動結(jié)束后恢復Δ形連接作正常運行的接觸器，通過繞組正常運行的相電流。</p><p>　　f.時間繼電器（KT）。控制Y—Δ變換起動的起

17、動過程時間（電機起動時間），即電動機從起動開始到額定轉(zhuǎn)速及運行正常后所需的時間。</p><p>　　g.熱繼電器（或電機保護器FR）。熱繼電器主要設置有三相電動機的過負荷保護；電機保護器主要設置有三相電動機的過載保護、斷相保護、短路保護和平衡保護等。</p><p>　　第 1 階段, 電動機定子繞組 Y接起動.當按下起動按鈕 SB1時, 接觸器 KM3 得電, 其主觸點閉合, 使電動機

18、定子繞組端子短接, 此時電動機定子繞組接成 Y 形, KM3常開輔助觸點閉合，同時接觸器 KM1 得電( 接觸器 KM1,KM3 自鎖), 配電回路中主觸點閉合, 使電動機定子繞組端子接通電源并開始起動運轉(zhuǎn)。</p><p>　　第 2 階段, 電動機定子繞組△接線, 轉(zhuǎn)入正常運行, 經(jīng)時間繼電器 KT延時, 電動機 Y運行達到一定轉(zhuǎn)速, KT 常閉觸點打開, 接觸器KM3 失電, 其主觸點斷開、 常閉輔助觸點閉

19、合,使接觸器 KM2 得電 ( 接觸器 KM2,KM3 互鎖),KM2 主觸點閉合, 定子繞組端子相接, 此時電動機定子繞組接成△形, Y-△起動過程結(jié)束, 進入正?！餍芜\行狀態(tài).</p><p>　　2.4.2電機控制原理圖</p><p>　　圖2：Y-△降壓起動電機主回路</p><p>　　圖3：Y-△降壓起動電機控制回路</p><p&

20、gt;　　2.5電路各處電流值的計算及元器件的選擇</p><p><b>　　斷路器QF的選擇</b></p><p>　　斷路器的電流一般按額定電流的1.5-2.5倍來選取，為滿足電機的超載運行QS的電流(1.5-2.5A)xIn=(1.5-2.5A)x56.8A=85.2-142A</p><p>　　選?。?DZ158 100A 3P

21、 </p><p>　　交流接觸器KM（主交流接觸器KM1，Y接觸器KM3，△接觸器KM2）的選擇。</p><p>　　KM1流過的電流為電機的額定電流In，故KM1的電流56.8A.</p><p>　　選?。篊J20-40 </p><p>　　KM3流過的電流為Y接起動時的線電流=In=32.79A，故KM2的電流32.79A<

22、/p><p>　　KM2流過的電流為△接時電機的相電流=In=32.79A，故KM2的電流32.79A</p><p>　　選?。篊J20-40</p><p><b>　　熔斷器FU的選擇</b></p><p>　　控制回路FU4~5熔斷器整定電流2A</p><p>　　選取：RL1-15螺旋式

23、熔斷器 熔斷體380V2A陶瓷保險絲</p><p><b>　　熱繼電器FR的選擇</b></p><p>　　熱繼電器的動作電流整定值一般為電動機額定電流In的1.05~1.1倍=56.8Ax（1.05~1.1）=59.64A~62.48A</p><p>　　選?。篔R36-63</p><p>　　時間繼電器KT

24、的選擇</p><p>　　KT在控制回路中，選擇2A以下容量的即可</p><p><b>　　選?。篔S7-2A</b></p><p>　　時間繼電器時間設定：</p><p>　　電動機所帶的機械負載由于慣量不同，會造成電動機啟動時間不同，大多數(shù)設備是屬于輕載啟動，第一次啟動電動機不清楚啟動時間有多長，所以不可能

25、正確設定啟動時間。選擇手動啟動，當啟動電動機后開始看表計時，等電動機達到高速，如果有電流表看電流讀數(shù)退回到最低值時，這段時間就是啟動時間，為了可靠安全在剛才測量到的時間上再加2-3秒。</p><p>　　2.6電動機Y-△起動電氣控制系統(tǒng)電器選用明細表</p><p>　　3.設計方案的安裝調(diào)試與注意事項</p><p>　?。?）要對自己小組設計的電路圖熟悉，明

26、白每一個器件的作用；</p><p>　?。?）在接線前，用萬用電表測量過導線是否可用，有沒有壞的，以免用到不能用的導線，導致電路圖功能不能實現(xiàn)；</p><p>　　（3）按照電路圖接線，要一個個回路接，不要著急；</p><p>　?。?）在接好線路之后，按照電路圖進行檢查，查看有沒有出錯的；</p><p>　　（5）在調(diào)試的時候，要知

27、道復位開關在哪里，如果發(fā)生什么異常情況，及時按下復位按鈕；</p><p>　?。?）觀察電路板，是否按照所設計的功能進行完成。</p><p><b>　　4.鳴謝</b></p><p>　　這次實訓讓我們受益匪淺。通過這次的實訓，我對于電動機的自動化過程有了更深的了解，學會了用控制元件來控制電機的啟動和停止，了解了各類控制元件的實際應用和

28、參數(shù)，學會了根據(jù)電機的型號對控制系統(tǒng)的電器型號來選擇，學習到了如何計算電機繼電保護電器的參數(shù)，能把所學的東西運用到實訓中。在實訓中我們開始的時候?qū)γ恳粋€器件都不是很了解，通過我們用萬用電表的測量，了解到每一個位置的控制，明白怎么樣使用這些器件，在連線的過程中，電路沒有實現(xiàn)功能，我們也通過排查，對有問題的線、孔進行更換，最后通過我們的努力終于實現(xiàn)了功能。這次實訓對我們的實踐動手能力有很大的提高。</p><p>　

29、　在實訓的過程中，得到了老師和同學的熱情幫助，在此對他們表示由衷的感謝。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 鄧星達等編著. 機電傳動控制(第四版)[M].武漢：華中科技大學出版社，2007年7月</p><p>　　[2] 王阿根編著. 電氣可編程控制原理與應用（第2版）[M].北京：清華大學出版社。