三相鼠籠式異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制

1、電工部分三相鼠籠式異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制一、 課程設(shè)計(jì)的目的及要求 根據(jù)已有的電路圖連接電路，在實(shí)驗(yàn)臺上連接電路，最終實(shí)現(xiàn)讓電動機(jī)轉(zhuǎn)起來的要求：1掌握三相鼠籠式異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路的工作原理、接線及操作方法。2掌握繼電器控制系統(tǒng)中“互鎖”、“自鎖”的概念及線路結(jié)構(gòu)。3學(xué)會分析、排除繼電器劫持控制線路故障的方法。 4要求電動機(jī)可以正反轉(zhuǎn)，由電動機(jī)原理可知，若將接至電動機(jī)的三相電源 進(jìn)線中的任意兩根相對調(diào)，即可使電動機(jī)正反轉(zhuǎn)。二、 設(shè)計(jì)原理電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向 三相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向是取決于磁場的旋轉(zhuǎn)方向，而磁場的旋轉(zhuǎn)方向又取決于電源的相序，所以電源的相序決定了電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向。任意改變電源的相序

2、時，電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向也會隨之改變。電動機(jī)正反轉(zhuǎn)控制原理 控制線路三相異步電動機(jī)接觸器聯(lián)鎖的正反轉(zhuǎn)控制的電氣原理圖如下圖所示。線路中采用了兩個接觸器，即正轉(zhuǎn)用的接觸器KM1和反轉(zhuǎn)用的接觸器KM2，它們分別由正轉(zhuǎn)按鈕SB1和反轉(zhuǎn)按鈕SB2控制。這兩個接觸器的主觸頭所接通的電源相序不同，KM1與KM2之間其中對調(diào)了兩相的相序。控制電路有兩條，一條由按鈕SB1和KM1線圈等組成的正轉(zhuǎn)控制電路；另一條由按鈕SB2和KM2線圈等組成的反轉(zhuǎn)控制電路。 互鎖原理 接觸器KM1和KM2的主觸頭決不允許同時閉合，否則造成兩相電源短路事故。為了保證一個接觸器得電動作時，另一個接觸器不能得電動作，以避免電源的相間短路

3、，就在正轉(zhuǎn)控制電路中串接了反轉(zhuǎn)接觸器KM2的常閉輔助觸頭，而在反轉(zhuǎn)控制電路中串接了正轉(zhuǎn)接觸器KM1的常閉輔助觸頭。當(dāng)接觸器KM1得電動作時，串在反轉(zhuǎn)控制電路中的KM1的常閉觸頭分?jǐn)?，切斷了反轉(zhuǎn)控制電路，保證了KM1主觸頭閉合時，KM2的主觸頭不能閉合。同樣，當(dāng)接觸器KM2得電動作時， KM2的常閉觸頭分?jǐn)啵袛嗔苏D(zhuǎn)控制電路，可靠地避免了兩相電源短路事故的發(fā)生。這種在一個接觸器得電動作時，通過其常閉輔助觸頭使另一個接觸器不能得電動作的作用叫聯(lián)鎖（或互鎖）。實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖作用的常閉觸頭稱為聯(lián)鎖觸頭（或互鎖觸頭）。當(dāng)按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1后，電源相通過停止按鈕SB的動斷接點(diǎn)、正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1的動合接點(diǎn)

4、、反轉(zhuǎn)交流接觸器KM2的常閉輔助觸頭、正轉(zhuǎn)交流接觸器線圈KM1、熱繼電器FR的動斷接點(diǎn)，使正轉(zhuǎn)接觸器KM1帶電而動作，其主觸頭閉合使電動機(jī)正向轉(zhuǎn)動運(yùn)行，并通過接觸器KM1的常開輔助觸頭自保持運(yùn)行。反轉(zhuǎn)啟動過程與上面相似，只是接觸器KM2動作后，調(diào)換了兩根電源線U、W相（即改變電源相序），從而達(dá)到反轉(zhuǎn)目的。三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟生產(chǎn)中有的機(jī)械需要人工點(diǎn)動控制電機(jī),實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動控制功能，只需將點(diǎn)動按鈕串接在交流接觸器的線圈中。即點(diǎn)動控制KM1交流接器，從而間接實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的點(diǎn)動控制。如下圖所示：接下SB1接鈕KM1線圖通電。KM1主觸頭閉合。三相異步電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)松開SB1接鈕時，SB1觸頭斷開。KM1線

5、圈斷開，電動機(jī)失電，電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。自鎖控制是電氣控制中常用的一種電路，如下圖所示。啟動時合上斷路器，按下啟動按鈕SB2，接觸器KM1線圈通電。其常開主觸頭閉合。電動機(jī)接通電源，開始啟動。同時接觸器KM1的輔助常開觸點(diǎn)閉合。使接觸器KM1線圈有兩條通電路徑。這樣。當(dāng)松開接鈕SB2后，接觸器KM1線圈仍能通過其輔助觸點(diǎn)，使其線圈通電并保持吸合狀態(tài)。這種依靠接觸器本身輔助觸點(diǎn)使其線圈保持通電的現(xiàn)象，稱為自鎖。起自鎖作用的觸點(diǎn)稱為自鎖觸點(diǎn)。要使電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，必須按下SB1，接觸器KM1線圈電，則其主觸頭斷開，切斷電動機(jī)三相電源，電動機(jī)停車，同時接觸器KM1自鎖觸點(diǎn)斷開，控制回路解除自鎖，松開停止按

6、鈕，控制由路又回到啟動前的狀態(tài)。四、 設(shè)計(jì)結(jié)果分別按下SB1 SB3 SB2進(jìn)行正反向互換，SB3 為總的控制開關(guān)，起到暫停電路的功能。異步電動機(jī)星角轉(zhuǎn)換一、 課程設(shè)計(jì)的目的及要求1掌握三相鼠籠式異步電動機(jī)星角轉(zhuǎn)換控制電路的工作原理、接線及操作方法。2 了解星型接法和角型接法的工作原理。3學(xué)會分析、排除繼電器劫持控制線路故障的方法。4 掌握數(shù)顯時間繼電器的工作原理。二、設(shè)計(jì)原理1 Y換接起動對于正常運(yùn)行時定子繞組為三角形連接并有六個出線端子的籠型異步電動機(jī)，為了減小起動電流，起動時定子繞組星形連接，降低定子電壓，起動后再連接成三角形。這種方法成為Y起動。2電動機(jī)星角接法轉(zhuǎn)換，是根據(jù)電動機(jī)負(fù)載變

7、化情況，用改變繞組接線方式來調(diào)整電壓，使其與負(fù)載近似匹配，從而達(dá)到一定的節(jié)電效果。當(dāng)電動機(jī)滿載時，負(fù)載率大于40%，轉(zhuǎn)換角形接法，全電壓運(yùn)行；電動機(jī)輕載時，負(fù)載率小于40%，轉(zhuǎn)換星形接法，繞組在220V電壓下運(yùn)行。這種方法適用于電動機(jī)繞組角接，接線盒有6個接線柱，處于輕載運(yùn)行或滿載-輕載交替運(yùn)行的電動機(jī)。角-星形接法轉(zhuǎn)換只需對電動機(jī)一、二次接法略為改動，改法簡單，可有效地避免大馬拉小車的不經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。三、 設(shè)計(jì)結(jié)果按下SB1電動機(jī)開始轉(zhuǎn)動，計(jì)時器從0開始計(jì)時，到達(dá)設(shè)定的時刻，停止計(jì)數(shù)，電動機(jī)繼續(xù)轉(zhuǎn)動，且轉(zhuǎn)速加快。四、結(jié)果分析及心得這次電工課程設(shè)計(jì)讓我了解到了關(guān)于同步電動機(jī)，異步電動機(jī)，三相異

8、步電動機(jī)的工作原理。發(fā)現(xiàn)自己比較喜歡這些自己動手的實(shí)驗(yàn)，先聽老師講了一些生活中用到電動機(jī)的地方，又講了電動機(jī)工作原理。接下來幾天就是對電動機(jī)線路的接線。先看老師連了下第2個實(shí)驗(yàn)以后，自己根據(jù)線路圖慢慢的接線，來后觀察電動機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，以及通過SB1,SB2,SB3三個按鈕來控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)動。在經(jīng)過這次課程設(shè)計(jì)后，能把書本上所學(xué)的東西用到動手操作上。五、 設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟起動時，KM1閉合，此時電機(jī)為星型連接。同時計(jì)時器開始計(jì)時。當(dāng)計(jì)時器到達(dá)設(shè)定時間，KM1斷開，同時KM3閉合，電機(jī)由星型起動轉(zhuǎn)變?yōu)榻切瓦\(yùn)行。 KM1和KM3分別為星型接法和角型接法的接觸開關(guān)，當(dāng)其中一個接通時，電動機(jī)是以星型運(yùn)行，

9、時間繼電器KT的線圈得電，時間繼電器開始計(jì)時。當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定時間，電機(jī)轉(zhuǎn)為角型運(yùn)行。電子部分計(jì)數(shù)顯示電路設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)的目的及要求計(jì)數(shù)顯示電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個計(jì)數(shù)顯示電路并做出硬件，具體要求如下：1、 可以手動按鈕完成計(jì)數(shù)2、 可以自動完成X進(jìn)制定時計(jì)數(shù)（X = 學(xué)號 % 10 + 10）3、 有清零、啟動、暫停和連續(xù)計(jì)數(shù)功能4、 學(xué)會簡單的萬用表、示波器使用，以及簡單的調(diào)試二、 設(shè)計(jì)原理設(shè)計(jì)中采用NE555來產(chǎn)生一秒的脈沖信號。秒脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的信號是電路的時鐘脈沖和定時標(biāo)準(zhǔn)，555集成定時器是一種模擬和數(shù)字電路相混合的集成電路。它結(jié)構(gòu)簡單，使用靈活，用途廣泛，可以組成多種波形發(fā)生器多諧振蕩器定時

10、延時電路單穩(wěn)觸發(fā)電路雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器報警電路檢測電路頻率變換電路等。為了給計(jì)數(shù)器74LS192提供一個時序脈沖信號,使其進(jìn)行減計(jì)數(shù),本設(shè)計(jì)采用555構(gòu)成的多諧振蕩電路(即脈沖產(chǎn)生電路),其基本電路如下圖所示，由555工作特性和其輸出周期計(jì)算公式可知,其產(chǎn)生的脈沖周期為: T=0.7(R1+2R2)C 因此,我們可以計(jì)算出各個參數(shù)通過計(jì)算確定了R1取15k歐姆,R2取68k歐姆。電容取C為10uF、C1為0.1uF,.這樣我們得到了比較穩(wěn)定的脈沖,且其輸出周期近似為1秒.計(jì)數(shù)器選用中規(guī)模集成電路74lsl92進(jìn)行設(shè)計(jì)較為簡便，CD40l92是十進(jìn)制可編程同步加/減計(jì)數(shù)器，它采用8421碼二十進(jìn)制編碼

11、，并具有直接清零、置數(shù)、加/減計(jì)數(shù)功能。下圖分別是74lsl92的管腳排列圖和時序波形圖。圖中CPU、CPD分別是加計(jì)數(shù)、減計(jì)數(shù)的時鐘脈沖輸入端(上升沿有效)。是異步并行置數(shù)控制端，（低電平有效），、分別是進(jìn)位、借位輸出端（低電平有效），CR是異步清除端，是并行數(shù)據(jù)輸入端，是輸出端。74lsl92的功能表如表所示，74lSl92的工作原理是：當(dāng)=l，CR=0時，若時鐘脈沖加入到CPU端，且CPD=1，則計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ)上完成加計(jì)數(shù)跳變脈沖；當(dāng)加計(jì)數(shù)到9時，端發(fā)出進(jìn)位下跳變脈沖。若時鐘脈沖加入到CPD端，且CPU=1，則計(jì)數(shù)器在預(yù)置數(shù)的基礎(chǔ)上完成減計(jì)數(shù)功能，當(dāng)減計(jì)數(shù)到0時, 端發(fā)出借位下跳變

12、脈沖。由74lSl92構(gòu)成的十四進(jìn)制遞減計(jì)數(shù)器如圖所示，其預(yù)置數(shù)為N=(1110) =(14)l0。它的計(jì)數(shù)原理是：只有當(dāng)?shù)臀欢税l(fā)出借位脈沖時，高位計(jì)數(shù)器才作減計(jì)數(shù)。當(dāng)高、低位計(jì)數(shù)器處于全零，且CPD為0時，置數(shù)端=0，計(jì)數(shù)器完成并行置數(shù)，在CPD端的輸入時鐘脈沖作用下，計(jì)數(shù)器再次進(jìn)入下一循環(huán)減計(jì)數(shù)。CPUCPDCR操作××00置數(shù)110加計(jì)數(shù)110減計(jì)數(shù)×××1清零1. 七段共陰數(shù)碼顯示管 2.碼驅(qū)動器（74LS48） 4. 74ls192 5.74ls48BCD-七段譯碼器/驅(qū)動器引腳 圖 6.74ls10三輸入與非門引腳圖 7.74LS1

13、0引腳圖及功能圖： 7.555定時器引腳圖 三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟由時鐘脈沖產(chǎn)生電路產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)1HZ計(jì)時信號，用預(yù)置初始值的遞減計(jì)數(shù)器對1HZ的時鐘信號進(jìn)行計(jì)數(shù)，每1s計(jì)數(shù)器減1，顯示器上顯示剩余的時間，每當(dāng)減到0時，定時時間到，報警電路工作，輸出報警信號。對于定時器的啟動、暫停/連續(xù)計(jì)時功能可以控制電路來完成。計(jì)數(shù)器進(jìn)行加計(jì)數(shù)時，其計(jì)數(shù)脈沖從CPu輸入；進(jìn)行減計(jì)數(shù)時，計(jì)數(shù)脈沖從CPd輸入。另外是異步清除端（高電平有效），D3D0是并行數(shù)據(jù)輸入端，LD是異步并行置數(shù)控制端（低電平有效），是加計(jì)數(shù)進(jìn)位輸出端，當(dāng)加計(jì)數(shù)到最大計(jì)數(shù)值時，發(fā)出一個低電平信號(平時為高電平)；為減計(jì)數(shù)結(jié)尾輸出端，當(dāng)減計(jì)數(shù)到零

14、時，發(fā)出一個低電平信號（平時為高電平），和負(fù)脈沖寬度等于時鐘脈沖低電平寬度。四、 設(shè)計(jì)結(jié)果先按照總圖將元器件焊接到電路板上，然后進(jìn)行調(diào)試，要求實(shí)現(xiàn)下列功能：A、定時器的定時時間大概為14秒，按遞減方式計(jì)時，每隔大概1s，定時器減1；能以數(shù)字形式顯示時間。B、設(shè)置一個外部控制開關(guān)，控制定時器的復(fù)位。再設(shè)計(jì)兩個開關(guān)使得可以連續(xù)/暫停計(jì)時。C、當(dāng)定時器遞減時到零（即定時時間到）時，定時器保持時間不變，使發(fā)光二極管發(fā)光（頻率1kHz）。在通電了之后，電路板可以實(shí)現(xiàn)倒計(jì)時，然后按開關(guān)可以使得它暫停/暫停，倒計(jì)時減到0之后二極管亮,然后可以用開關(guān)控制復(fù)位,復(fù)位之后電路板依舊可以從14遞減到0，直至二極管亮。五、 電路圖六、 結(jié)果分析及心得1本次課程設(shè)計(jì)，我對74LS48、74LS192、555等芯片加深了認(rèn)識，也鞏固了對它們的使用。對于數(shù)字、模擬