小車自動(dòng)往返系統(tǒng)設(shè)計(jì)

課程設(shè)計(jì)題目：小車自動(dòng)往返系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：所在學(xué)院：專業(yè)班級(jí)：級(jí)別：指導(dǎo)教師：目錄TOC\o"1-3"\h\u1概述 21.1繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的概況

21.2

繼電器與接觸器的定義與概念

21.3

繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)

31.4

繼電器-接觸器控制系統(tǒng)的發(fā)展形勢

32

方案設(shè)計(jì)

32.1

控制系統(tǒng)描述

32.3

繼電器-接觸器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

43

元器件的選型 43.1

三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇 53.2

開關(guān)的選擇

53.3

熔斷器的選擇

63.4

時(shí)間繼電器的選擇

73.5

熱繼電器的選擇 73.6

接觸器的選擇 84電路圖設(shè)計(jì) 104.1主電路圖 104.2工作原理 11設(shè)計(jì)小結(jié) 12感謝 13參考文獻(xiàn) 14附錄一接線圖 15附錄二實(shí)物連接圖 163.1

三相異步電動(dòng)機(jī)的選擇通過對(duì)控制要求的分析，控制系統(tǒng)選擇一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)M。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的最大扭矩為1000(N?m)，工作電壓380V，額定功率370W,計(jì)算電動(dòng)機(jī)的參數(shù)。

綜合工藝要求，選取電動(dòng)機(jī)的額定功率370W，型號(hào)：Y112-M-4，額定電壓：380V，額定電流為1.68A

,額定頻率：50Hz,電動(dòng)機(jī)定子三相繞組采用Y行連接，封閉式防護(hù)安裝。三相籠型異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖3-1所示：圖3-1三相異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖3.2

開關(guān)的選擇

在該系統(tǒng)的主電路中，采用三級(jí)的組合開關(guān)。

電動(dòng)機(jī)的額定功率為370W，額定電流為1.68A。用于電動(dòng)機(jī)電路時(shí)，組合開關(guān)的額定電流一般取電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5-2.5倍。即開關(guān)的額定電流范圍為2.52-4.2A，則可選擇型號(hào)為HZ5-10型的空氣開關(guān)。外觀圖如圖3-2所示。圖3-3空氣開關(guān)外觀圖3.3

熔斷器的選擇

在本系統(tǒng)中，需要熔斷器保護(hù)三相異步電動(dòng)機(jī)。熔體的額定電流一般為電動(dòng)機(jī)額定電流的1.5-2.5倍，而電動(dòng)機(jī)的額定電流為1.68A.所以熔體的最大額定電流為4.2A

,熔斷器的額定電壓為交流380V，則可選擇型號(hào)為RC1A-10的熔斷器。其外觀如圖3-3所示。圖3-3熔斷器外觀圖這種熔斷器具有結(jié)構(gòu)簡單，價(jià)格低廉，更換方便等特點(diǎn)。使用時(shí)將瓷蓋插入瓷座，拔下瓷蓋便可更換熔絲。3.4

時(shí)間繼電器的選擇

在本系統(tǒng)中，時(shí)間繼電器需要延時(shí)1分鐘，延時(shí)精度要求不是很高。并考慮到價(jià)格費(fèi)用成本因素，應(yīng)選擇空氣阻尼式時(shí)間繼電器（得電延時(shí)），可選用型號(hào)為JS-23A的空氣阻尼式時(shí)間繼電器，其觸點(diǎn)的額定電壓為380V，延時(shí)范圍為0.4-180s，精度范圍為±10%,符合系統(tǒng)要求。

圖3-4時(shí)間繼電器外觀圖3.5

熱繼電器的選擇熱繼電器的主要用作過載保護(hù)，最常用于交流電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)，應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境、啟動(dòng)情況及負(fù)載性質(zhì)來選用。

本系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)長期工作，應(yīng)按照電動(dòng)機(jī)的額定電流來選擇。熱繼電器的整定電流應(yīng)為電動(dòng)機(jī)額定電流的0.95-1.05倍。

本電動(dòng)機(jī)的額定電流為1.68A，可以用整定電流范圍為1.5-2.4A,熱元件整定電流的中間值要等于或稍大于電動(dòng)機(jī)的額定電流值，符合要求。則可選用熱繼電器的型號(hào)為JR36-201.5-2.4A。

圖3-5熱繼電器的外觀圖。熱繼電器由薄長方形的熱元件和雙金屬片組合而成的熱動(dòng)元件一級(jí)對(duì)電路進(jìn)行操作的觸點(diǎn)部分構(gòu)成。熱繼電器一般與電磁接觸器組合使用，電動(dòng)機(jī)一旦有過負(fù)載或者堵轉(zhuǎn)狀態(tài)等異常電流通過時(shí)，熱繼電器的電熱器就被加熱，雙金屬片就產(chǎn)生一定彎曲，與此聯(lián)動(dòng)的觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)就產(chǎn)生動(dòng)作，例如切斷電磁接觸器的操作線圈，防止因異常電流而引起電動(dòng)機(jī)燒損。3.6

接觸器的選擇我國生產(chǎn)的交流接觸器常用的有CJl0，CJl2，CJX1，CJ20等系列及其派生系列產(chǎn)品，CJ0系列及其改型產(chǎn)品已逐步被CJ20、CJX系列產(chǎn)品取代。上述系列產(chǎn)品一般具有三對(duì)常開主觸點(diǎn)，常開、常閉輔助觸點(diǎn)各兩對(duì)。

系統(tǒng)選用的接觸器要與繼電器相配合，電動(dòng)機(jī)的額定電流為1.68A，則可選擇通用的CJ20J-10A系列永磁式交流接觸器。

圖3-6為接觸器工作原理簡圖。圖3-6接觸器內(nèi)部結(jié)構(gòu)接觸器的工作原理是：當(dāng)接觸器線圈通電后，線圈電流會(huì)產(chǎn)生磁場，產(chǎn)生的磁場使靜鐵芯產(chǎn)生電磁吸力吸引動(dòng)鐵芯，并帶動(dòng)交流接觸器點(diǎn)動(dòng)作，常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，兩者是聯(lián)動(dòng)的。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸點(diǎn)復(fù)原，常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合。主要電氣元件如列表3-7所示。

序號(hào)代號(hào)名稱型號(hào)數(shù)量1M三相異步電動(dòng)機(jī)Y112-M-412QS空氣開關(guān)HZ5-1013FU熔斷器RC1A-1034KT時(shí)間繼電器JS-23A25FR熱繼電器JR36-2016KM接觸器CJ20J-10A2圖3-7電氣元件列表4電路圖設(shè)計(jì)4.1主電路圖對(duì)于小車的循環(huán)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)上的設(shè)計(jì)，我們通常都是通過采用控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)再又經(jīng)過設(shè)備與小車的連接，來控制小車的左右運(yùn)動(dòng)。在本設(shè)計(jì)中就是通過控制三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來控制小車的左右循環(huán)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)三相異步電機(jī)正傳時(shí)，小車向右運(yùn)動(dòng)；當(dāng)三相異步電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，小車向左運(yùn)動(dòng)。

在主電路中采用兩個(gè)接觸器的動(dòng)作來控制三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)進(jìn)而來控制小車的循環(huán)作用運(yùn)動(dòng)。主電路圖的設(shè)計(jì)如圖4-1所示：圖4-1小車循環(huán)控制的主電路圖4.2工作原理

按下按鈕SB1，線圈KM1通電，KM1常開主觸點(diǎn)閉合，常閉主觸點(diǎn)斷開，實(shí)現(xiàn)自鎖和與KM2的互鎖，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，小車向SQ1處前進(jìn)。到達(dá)SQ1處后，行程開關(guān)SQ1被觸發(fā)，SQ1對(duì)應(yīng)常開閉合，常閉斷開。線圈KM2通電，同樣實(shí)現(xiàn)自鎖和與KM1的互鎖，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，小車向SQ2處后退，到達(dá)SQ2處后，觸發(fā)行程開關(guān)SQ1，SQ1對(duì)應(yīng)常開閉合，常閉斷開。小車停車的同時(shí)，時(shí)間繼電器KT1開始工作，延時(shí)5S后，時(shí)間繼電器的延時(shí)閉合開關(guān)KT1閉合，線圈KM1通電，小車向SQ1處運(yùn)行，如此循環(huán)。。在整個(gè)工作過程中，不管小車狀態(tài)如何，如果按下SB3，控制電路斷電，小車都會(huì)停車。設(shè)計(jì)小結(jié)為期兩個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，已經(jīng)結(jié)束了。兩個(gè)星期里，為了準(zhǔn)時(shí)完成設(shè)計(jì)要求，每天都對(duì)著一大堆的數(shù)據(jù)和資料。在計(jì)算手冊(cè)上找了又找，反反復(fù)復(fù)，不斷的推進(jìn)確認(rèn)，雖然依舊還可能有很多我所不知道的錯(cuò)漏，但是我已經(jīng)全身心的把心思放進(jìn)去了。終于在最后時(shí)間，把元器件選型和電路圖設(shè)計(jì)，以及說明書都一一弄妥。感謝老師的耐心的指導(dǎo)，同學(xué)的幫助。雖然過程挺艱難，不過在老師和同學(xué)的幫助下，我還是完成了本次設(shè)計(jì)。這次的課程設(shè)計(jì)讓我看到了團(tuán)隊(duì)的力量，我認(rèn)為我們的工作是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的工作，團(tuán)隊(duì)需要個(gè)人，個(gè)人也離不開團(tuán)隊(duì)，必須發(fā)揚(yáng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。而這份精神也將成為我以后工作時(shí)的動(dòng)力。

總之，在這次設(shè)計(jì)中讓我對(duì)這門課有了更深入的了解，讓我不僅學(xué)到了以前從未接觸過的新知識(shí)，而且也學(xué)會(huì)了獨(dú)立的去發(fā)現(xiàn)、面對(duì)、分析、解決問題的能力。讓我知道理論要運(yùn)用于實(shí)踐有多重要，使我受益匪淺。在此，再次的對(duì)老師和同學(xué)說聲謝謝！感謝為期兩周的電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束，通過此次課程設(shè)計(jì)，使我更加扎實(shí)的掌握了有關(guān)控制電路方面的知識(shí)，在設(shè)計(jì)過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過老師指導(dǎo)和修改終于找出了原因所在，也暴露出了前期我在這方面的知識(shí)欠缺和經(jīng)驗(yàn)不足。實(shí)踐出真知，通過親自動(dòng)手制作，使我們掌握的知識(shí)不再是紙上談兵。在設(shè)計(jì)中遇到了很多問題，最后在老師的指導(dǎo)下，終于游逆而解?？赡茉谶@份課程設(shè)計(jì)中有很多的不足之處，或者是漏洞，還請(qǐng)老師能夠指導(dǎo)并予以糾正。在本設(shè)計(jì)論文即將完成之際，我想對(duì)所有曾經(jīng)給過我?guī)椭椭С值娜藗儽硎局孕牡母兄x。同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做課程設(shè)計(jì)的環(huán)境。最后再一次感謝所有在課程設(shè)計(jì)中曾經(jīng)幫助過我的老師和同學(xué)，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。

參考文獻(xiàn)[1]馬如宏.機(jī)電傳動(dòng)控制.西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2009

[2]汪明添，謝忠福.電子元器件(中職版）.北京：北京航空航天大學(xué)出