電器原理大作業(yè)

1、課程設(shè)計(jì)：普通機(jī)床電氣電路的設(shè)計(jì)與分析背景材料普通臥式車床是一種應(yīng)用極為廣泛的金屬切削機(jī)床，主要用來(lái)車削外圓、內(nèi)圓、端面、螺紋和定型表面，并可以通過(guò)尾架進(jìn)行鉆孔、鉸孔、攻螺紋等加工。1.1主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)情況普通臥式車床結(jié)構(gòu)主要有床身、主軸變速箱、進(jìn)給箱、溜板箱、刀架、尾架、 絲桿和光桿等部分組成，如圖1。圖11進(jìn)給箱 2掛輪箱 3主軸變速箱 4溜板與刀架5溜板箱 6尾架7絲桿 8光桿 9床身車床的主運(yùn)動(dòng)為工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，它是由主軸通過(guò)卡盤帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)， 其為 車削加工時(shí)的主要切削功率。車削加工時(shí)，應(yīng)根據(jù)加工工件，刀具種類、工件尺 寸、工藝要求等來(lái)選擇。不同的切削速度，普通車床一般采用機(jī)械變速，

2、車削加 工時(shí)，一般不要求反轉(zhuǎn)，但在加工螺紋時(shí)，為避免亂扣，要反轉(zhuǎn)退刀，再以正向 進(jìn)刀繼續(xù)進(jìn)行加工，所以要求主軸能夠?qū)崿F(xiàn)正反轉(zhuǎn)。車床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是溜板帶動(dòng)刀架的橫向或縱向的直線運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)方式有手 動(dòng)和機(jī)動(dòng)兩種。主運(yùn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)并通過(guò)各自的變速箱來(lái)調(diào)節(jié) 主軸旋轉(zhuǎn)或進(jìn)給速度。此外，為提高效率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，車床的溜板箱還能快速移動(dòng)，稱為輔助運(yùn)動(dòng)。1.2車床對(duì)電氣控制的要求普通臥式車床由三臺(tái)三相籠型異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，即主軸電動(dòng)機(jī)M1、冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2和刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) M3。從車削加工工藝要求出發(fā)，對(duì)各電動(dòng)機(jī) 的控制要求是：1）主軸電動(dòng)機(jī)M1, 10kW，采用全電壓下的空載直接起動(dòng)，能

3、實(shí)現(xiàn)正、反向旋轉(zhuǎn) 的連續(xù)運(yùn)行。為便于對(duì)工件作調(diào)整運(yùn)動(dòng)，即對(duì)刀操作，要求主軸電動(dòng)機(jī)能實(shí) 現(xiàn)單方向的點(diǎn)動(dòng)控制，同時(shí)定子串入電阻獲得低速點(diǎn)動(dòng)。2）主軸電動(dòng)機(jī)停車時(shí)，由于加工工件轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，采用反接制動(dòng)。加工過(guò)程 中為顯示電動(dòng)機(jī)工作電流設(shè)有電流監(jiān)視環(huán)節(jié)。3）冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2，200W，用以車削加工時(shí)提供冷卻液，采用直接起動(dòng)，單 向旋轉(zhuǎn)，連續(xù)工作。4）快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3，2kW，單向點(diǎn)動(dòng)、短時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。5）電路應(yīng)有必要的保護(hù)和聯(lián)鎖，有安全可靠的照明電路。1環(huán)J.M MH| 畫時(shí)反 |1 j+廠i 7L上可時(shí)1 *1 1幅 F耳t hW ；0圖2普通車床電氣原理圖課程設(shè)計(jì)要求：2.1分析車床的電氣控制電路的

4、工作原理 （圖2）1. 主電路分析；答：合上QS1）KM1合上時(shí)電機(jī)M1正轉(zhuǎn)2）KM2合上時(shí)電機(jī)M1反轉(zhuǎn)3）KM3合上電機(jī)M1定子不加電阻，告訴運(yùn)轉(zhuǎn)，斷開 KM3電機(jī)M1定子帶 電阻低速運(yùn)轉(zhuǎn)4）KM4合上電機(jī)M2單向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)5）KM5合上電機(jī)M3運(yùn)轉(zhuǎn)2. 控制電路分析1）主電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)動(dòng)調(diào)整控制答：合上QS,接通電源。按下SB2, KM1接通，常開開關(guān)閉合，電機(jī) M1定子帶電阻低速正轉(zhuǎn)，松開SB2，電機(jī)停轉(zhuǎn)。SB2實(shí)現(xiàn)對(duì)M1的點(diǎn)動(dòng) 控制。2）主電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制答：按下SB3,接觸器KM3與時(shí)間繼電器KT接通，此時(shí)M1定子外接 電阻被短接，而KA接通，則KM1接通，并完成自鎖，電機(jī) M1高速正

5、轉(zhuǎn)，到了計(jì)時(shí)器設(shè)定的時(shí)間，電流表被接通工作，顯示電流值；按下SB1, 電機(jī)停轉(zhuǎn)；按下SB4電機(jī)M1高速反轉(zhuǎn)，原理類似正轉(zhuǎn)3）主電動(dòng)機(jī)的反接制動(dòng)控制答：當(dāng)電機(jī)M1正轉(zhuǎn)速度過(guò)高時(shí)，速度繼電器 KS 1工作，常開開關(guān)閉 合，此時(shí)按下SB1，電機(jī)M1斷電，松開SB1，由于電機(jī)速度仍然很高， KS 1繼續(xù)閉合，KM2通電，電機(jī)M1接通反轉(zhuǎn)電源，進(jìn)入定子帶外接 電阻的反接制動(dòng)狀態(tài)；當(dāng)電機(jī) M1反轉(zhuǎn)速度過(guò)高時(shí)，同理可知同樣能進(jìn) 入反接制動(dòng)控制狀態(tài)。4）刀架的快速移動(dòng)和冷卻泵控制答：按下SB6，KM4接通，冷卻泵電機(jī) M2直接起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，松開SB6, 繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；按下SB5電機(jī)M2停轉(zhuǎn)。接通SQ時(shí)，KM5接通，M

6、3運(yùn)轉(zhuǎn), 刀架快速移動(dòng)，松開SQ,電機(jī)M3停轉(zhuǎn)。5）輔助電路答：輔助電路是照明電路。按下 SA，電燈亮，斷開SA，點(diǎn)燈滅3. 分析電路的保護(hù)環(huán)節(jié)，聯(lián)鎖環(huán)節(jié)答：保護(hù)環(huán)節(jié)是熱繼電器和熔斷器，防止過(guò)載、短路對(duì)設(shè)備的破壞;聯(lián)鎖環(huán)節(jié)是KM1與KM2的聯(lián)鎖，防止同時(shí)接通造成三相短路2.2、已知電動(dòng)機(jī) M1，M2，M3功率分別為10KW，200W，2KW，電壓等級(jí)都 是380V。請(qǐng)仔細(xì)分析計(jì)算各主要元器件的工作參數(shù)和要求，并在此基礎(chǔ)上，查 閱產(chǎn)品樣本，選擇合適的型號(hào)，生產(chǎn)廠家。主要器件包括：KM1KM5FU1 FU6FR1FR2KS, KT, KAKC （說(shuō)明電壓，電流和容量就可以）答：各電機(jī)的功率因數(shù)按0

7、.8算。P（1） M1 : PN=10kw，Un=380v，I ni =19A，選用 Y-J2.J H160315v3U N1 cosPM2 : Pn=200w，Un=380v， I N1N1 =0.38A，選用 Y2-JO 型3U N1 cosM3 : PN=2kw，Un=380v， IN1 ： =3.8A，選用 JH-JH02 H80280 型3U N1 cos（2） KM1/ KM2/ KM3 :由以上計(jì)算只M1的額定電流為19A，所以選用CJ20-25 交流接觸器，其額定電流為 25A，額定電壓380V，勵(lì)磁線圈額定電壓 127V。KM4 :同理M2的額定電流為0.38A，所以選用CJ

8、20-10交流接觸器，其 額定電流為10A （最小），額定電壓 380V，勵(lì)磁線圈額定電壓127V。KM5 :由于M3的額定電流為3.8A，所以選用CJ20-10交流接觸器，其 額定電流為10A （最?。?，額定電壓 380V，勵(lì)磁線圈額定電壓127V。（3）FU1 :因?yàn)镸1是頻繁啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，且有時(shí)還要點(diǎn)動(dòng)控制，則熔斷器電流按電動(dòng)機(jī)額定電流的57倍配置，即額定電流取19*（57）=95133A， 額定電壓380V。選用RT20-100。FU2:因?yàn)樗秒姍C(jī)M2是重負(fù)荷啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，其啟動(dòng)電流高達(dá)額定電 流的6倍左右，故其配置的熔斷器電流大小按電動(dòng)機(jī)額定電流的6倍左右設(shè)置。所以，額定電流取0.

9、38*6=2.28A左右，額定電壓380V。選用RT20-2。FU3:這是頻繁啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，額定電流取 3.8* (57) =1926.6A，額定 電壓 380V。選用 RT20-25。FU5:這是控制電路總回路的熔斷器，合閘電流按用電器全比使用時(shí)總電 流的1.051.15倍來(lái)設(shè)置。所以，額定電壓取110V，最多6個(gè)線圈同時(shí)工 作，如果6個(gè)線圈的額定電流都是5A，則額定電流取6*5*( 1.051.15), 約為35A。選用RT20-40。FU6 :這是普通照明電路，合閘電流按用電器全比使用時(shí)總電流的 1.051.15倍來(lái)設(shè)置。所以，額定電壓為36V，當(dāng)照明電路功率為30w時(shí), 額定電流取=3

10、0/36*( 1.051.15)=1A。選用 RT20-1。FU4：額定電壓取 380V，額定電流取(6*5*110+30)/380*( 1.051.15)， 約為10A。選用RT20-10。(4) FR1：用于保護(hù)M1，額定電壓380V，額定電流25A，額定整定電流25A，選用JRS1-25/CJX2-32熱繼電器。FR2：用于保護(hù)M2，額定電壓380V，額定電流25A，額定整定電流0.4A，選用JRS1-25/CJX2-10熱繼電器。(5) KS:用于反接制動(dòng)，選用 JY1速度繼電器。額定電壓 380V，額定電流 25A，工作轉(zhuǎn)速 1003600r/min。KT:用于保護(hù)電流表，選用 JS

11、7-1A空氣式時(shí)間繼電器。觸電額定電壓 380V，觸點(diǎn)額定電流25A，勵(lì)磁線圈額定電壓110V。KA :選用JZ7-44中間繼電器，額定電壓500V，額定電流5A，勵(lì)磁線圈 額定電壓127V。(6) TC :變壓器，額定電壓380/110/36V，額定電流10/35/1A，高壓繞組容量 3800VA，中壓繞組容量3850VA，低壓繞組容量 36VA。2.3如果M1主軸電機(jī)控制改為由變頻器驅(qū)動(dòng)， 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)變頻器供電電路，設(shè)計(jì)變 頻器的接口電路，實(shí)現(xiàn)圖2中，主軸電機(jī)的所有控制功能。同時(shí)，請(qǐng)說(shuō)明有 哪些變頻器參數(shù)必須設(shè)置。注：變頻器選用西門子 MICROMASTER 420系列變頻器，并假設(shè)其數(shù)字 端

12、口有三個(gè)以上。答：變頻器的接口電路如下運(yùn)用操作面板改變電機(jī)的運(yùn)行頻率和加減速時(shí)間。設(shè)置參數(shù)功能表如下:序號(hào)變頻器參數(shù)出廠值設(shè)定值功能說(shuō)明1P0304230230電動(dòng)機(jī)的額定電壓（230V ）2P03051.31.3電動(dòng)機(jī)的額定電流（1.3A ）3P03070.180.18電動(dòng)機(jī)的額定功率（180W ）4P031050.0050.00電動(dòng)機(jī)的額定頻率（50Hz ）5P031101395電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速（1395r/min ）6P100021用操作面板（BOP）控制頻率的 升降7P108000電動(dòng)機(jī)的最小頻率（0Hz ）8P10825050.00電動(dòng)機(jī)的最大頻率（50Hz ）9P11201010斜

13、坡上升時(shí)間（10S ）10P11211010斜坡下降時(shí)間（10S ）11P070021BOP （鍵盤）設(shè)置1、通過(guò)操作面板El.A 挪BOP ）控制電機(jī)啟動(dòng)/停止、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)注：（1 ）設(shè)置參數(shù)前先將變頻器參數(shù)復(fù)位為工廠的缺省設(shè)定值（2）設(shè)定P0003=2允許訪問(wèn)擴(kuò)展參數(shù)（3 ）設(shè)定電機(jī)參數(shù)時(shí)先設(shè)定 P0010=1 （快速調(diào)試），電機(jī)參數(shù)設(shè)置完成設(shè)定P0010=0（準(zhǔn)備）2、外部端子點(diǎn)動(dòng)控制通過(guò)外部端子控制電機(jī)啟動(dòng)/停止、正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)，按下按鈕S1 ”電機(jī)正轉(zhuǎn)啟動(dòng)，松開按鈕“ S1 ”電機(jī)停止；按下按鈕“ S2”電機(jī)反轉(zhuǎn)，松開按鈕“ S2 ”電機(jī)停止。運(yùn)用操作面板 改變電機(jī)啟動(dòng)的點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行頻率和加

14、減速時(shí)間。參數(shù)功能表（電機(jī)設(shè)置的參數(shù)不變）如下：序號(hào)變頻器參數(shù)出廠值設(shè)定值功能說(shuō)明1P100021用操作面板（BOP ）控制頻率的升降2P108000電動(dòng)機(jī)的最小頻率（0Hz ）3P10825050.00電動(dòng)機(jī)的最大頻率（50Hz ）4P11201010斜坡上升時(shí)間（10S ）5P11211010斜坡下降時(shí)間（10S ）6P070022選擇叩令源（由端了排輸入）7P0701110正向點(diǎn)動(dòng)8P07021211反向點(diǎn)動(dòng)9P10585.0030正向點(diǎn)動(dòng)頻率（30Hz）10P10595.0020反向點(diǎn)動(dòng)頻率（20Hz）11P106010.0010點(diǎn)動(dòng)斜坡上升時(shí)間（10S）12P106110.005點(diǎn)動(dòng)

15、斜坡下降時(shí)間（5S）注：（1）設(shè)置參數(shù)前先將變頻器參數(shù)復(fù)位為工廠的缺省設(shè)定值（2）設(shè)定P0003=2允許訪問(wèn)擴(kuò)展參數(shù)（3）設(shè)定電機(jī)參數(shù)時(shí)先設(shè)定 P0010=1 （快速調(diào)試）,電機(jī)參數(shù)設(shè)置完成設(shè)定P0010=0（準(zhǔn)備）3、反接制動(dòng)電機(jī)要制動(dòng)時(shí)，由于不能在定子上接入電阻，但可以通過(guò)設(shè)定斜坡下降時(shí)間P1121=1，使電機(jī)快速安全制動(dòng)。善待他人，就是 勿以善小而不為，勿以惡小而為之”善待他人，就是 老吾老以及人之老，幼吾幼以及人之幼”善待他人，就是 與人方便，與己方便 ”善待他人，就是 以禮待人，即用你喜歡別人對(duì)待你的方式對(duì)待別人 ”.世界很大，人心很雜。紅塵很深，人世浮華。你所遇到的事，哪能沒(méi)有煩心的事？你所遇到的人，哪能都是滿意的人？想的淺一點(diǎn)，活著就該隨遇而安！看的淡一點(diǎn)，頭頂就有一方藍(lán)天！善待