料场物料传送带控制电路设计 课程设计

料场物料传送带控制电路设计

作 者 指导教师

摘要

本文介绍了基于电力拖动的一种电动机的启动停止的设计方案，将两台电动机成功的顺序启动，逆序停止。我们运用其原理的思路是：用两套异步电机M1和M2，在M2控制回路中串入常开触头，实现只有先开M1才能后开M2，在M1停机按钮上并联一常开触头，实现只有先停M2才能后停M1。系统用到的元件有常开常闭开关，熔断器，继电器等一些常用的电气元件。绘制电路图与工作流程图，并进行改进。因为三相电机的仿真具有很高的难度，在短时间内无法完成，故只使用原理图和电路图进行说明。

关键词：异步电机 M1和M2；常开常闭开关；熔断器；继电器

Abstract

This paper introduces the electric drive based on a motor start stop design scheme, the two electric motors

successful sequence startup, inverted order to stop. We use the train of thought of its principle is: with two sets of asynchronous motor M1 and M2, in M2 control loop of the string into normally open contacts, realize only first open M1 after can open M2, in M1 stop button on the parallel a normally open contacts, realize only first stop M2 can stop after the M1. The system use components have normally open normally closed switch, fuse, relay and so on some commonly used electrical components. Draw circuit diagram and working flow chart, and makes some improvement. For the simulation of the three-phase motor has high difficulty, unable to complete in a short time, so only use principle diagram and the circuit diagram shows.

Keywords : asynchronous motor M1 and M2; Normally open normally closed switch; Fuse; relay

引言

伴随着电气控制技术的迅猛发展，在控制原理上，从单一的有触头硬接线继电器逻辑控制系统发展到以微处理器或微型计算机为中心的网络化自动控制系统。近来国内外的控制大都以PLC 实现控制，此次的设计的题目网络上也有相应对应，但是却都是以PLC 编写的程序为主。而我们实验室又不便提供，所以我们就采用有触头硬接线继电器逻辑控制系统来设计的。

目录

摘要 ...................................................... 错误！未定义书签。 1绪论 ..................................................... 错误！未定义书签。

1.1课题要求 . ............................................................ 3 1.2 所选用的电动机 ...................................................... 3 2所用元件介绍 ............................................................. 5

2.1熔断器的原理 ......................................................... 5 2.2继电器 . .............................................................. 5 2.3常开常闭开关器的选择 ................................................. 6 3电力拖动系统分析 ......................................................... 8

3.1主电路的设计 ......................................................... 8 3.2两台电动机的顺序启动的原理 ........................................... 9 3.3两台电动机逆序停止的原理 ............................................ 10 3.4保护方法 . ........................................................... 10 4 元器件的选择 ............................................................ 11

4.1电源引入开关QS ..................................................... 11 4.2继电器KB ........................................................... 11 4.3熔断器FU1.FU2 ...................................................... 11 4.4接触器KM-1、KM-2 ................................................... 11 4.5制定电气元件明细表 .................................................. 12 5附录 ..................................................... 错误！未定义书签。 结 论 . ................................................................. 13 参考文献 . .................................................. 错误！未定义书签。 致 谢 . ................................................................. 14

1绪论 1.1课题要求

料场物料传送控制电路设计，具体要求如下：

设计采用继电器-接触器方式进行控制，控制系统有两条交流电机拖动，电动机的额定功率为5.5kw ，其控制要求为：

1、第一条传送带电机M1启动后，隔一段时间第二条传送带电机M2自动启动； 2、电动机M2停车后，隔一段时间M1自动停车。 1.2 所选用的电动机

Y系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。安装尺寸和功率等级符合IEC 标准，外壳防护等级为IP44，冷却方法为IC411，连续工作制（S1）。适用于驱动无特殊要求的机械设备，如机床、泵、风机、压缩机、搅拌机、运输机械、农业机械、食品机械等。

Y 系列中，Y80~315电动机符合Y 系列（IP44）三相异步电动机技术条件JB/T9616-1999。Y355电动机符合Y 系列（IP44）三相异步电动机技术条件JB5274-91。Y80~315电动机采用B 级绝缘。Y355电动机采用F 级绝缘。额定电压为380V ，额定频率为50Hz 。

如下表1.2所示交流异步电机的参数表

表1.2 交流异步电机的参数表

所以选用的电动机为型号Y132S2-2额定功率5.5KW 的三相异步电机。

1台5.5kw 的电机参数全部出来了，额定电流大概11.1A ，可以参照Y132S1-2电机额定数据选择器件

2所用元件介绍 2.1熔断器的原理

电动机额定电流(A)=电动机容量(kW)数×2 5.5KW*2*2=22A 大概的电流为22A ，所以可以选择约25A 的熔断器

熔断器（实物如图2.1）是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开；运用这种原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。熔断器是一种过电流保护器。熔断器主要由熔体和熔管以及外加填料等部分组成。使用时，将熔断器串联于被保护电路中，当被保护电路的电流超过规定值，并经过一定时间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体，使电路断开，从而起到保护的作用。

图2.1 熔断器实物图

以金属导体作为熔体而分断电路的电器，串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，熔体自身将发热而熔断，从而对电力系统、各种电工设备以及家用电器都起到了一定的保护作用。具有反时延特性，当过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断时间短。因此，在一定过载电流范围内至电流恢复正常，熔断器不会熔断，可以继续使用。熔断器主要由熔体、外壳和支座3 部分组成，其中熔体是控制熔断特性的关键元件。由于电流大概在22A 左右，所以选用RT14-63 25A左右的熔断器。 2.2继电器

热元件的整定电流为电机额定电流的0.95～1.05倍，IRN=（0.95～1.05）×22=20.9～23.1 所以热继电器选择25A 左右的继电器

电磁继电器（如图2.2）一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。继电器

一般有两股电路，为低压控制电路和高压工作电路。

2.3常开常闭开关器的选择

按钮开关：一种短时接通或断开小电流电路的电器，它不直接控制主电路的通断，而在控制电路中发出手动“指令”去控制接触器、继电器等电器，再由它们去控制主电路，故称“主令电器”。按钮开关的结构以及符号如图2.3 （1）按钮开关的结构

按钮开关的结构：由按钮帽、复位弹簧、固定触点、可动触点、外壳和支柱连杆等组成。 常开触头（动合触头）：是指原始状态时（电器未受外力或线圈未通电），固定触点与可动触点处于分开状态的触头。

常开(动合) 按钮开关，未按下时，触头是断开的，按下时触头闭合接通；当松开后，按钮开关在复位弹簧的作用下复位断开。在控制电路中，常开按钮常用来启动电动机，也称启动按钮。

常闭(动断) 按钮开关与常开按钮开关相反，末按下时，触头是闭合的，按下时触头断开；当手松开后，按钮开关在复位弹簧的作用下复位闭合。常闭按钮常用于控制电动机停车，也称停车按钮。

（2）按钮开关的安装和使用

1) 将按钮安装在面板上时，应布置整齐，排列合理，可根据电动机启动的先后次序，从上到下或从左到右排列：

2) 按钮的安装固定应牢固，接线应可靠。应用红色按钮表示停止，绿色或黑色表示启动或通电，不要搞错。

3) 由于按钮触头间距离较小，如有油污等容易发生短路故障，因此应保持触头的清洁。

4) 安装按钮的按钮板和按钮盒必须是金属的，并设法使它们与机床总接地母线相连接，对于悬挂式按钮必须设有专用接地线，不得借用金属管作为地线。

5) 按钮用于高温场合时，易使塑料变形老化而导致松动，引起接线螺钉间相碰短路，可在接线螺钉处加套绝缘塑料管来防止短路。

6) 带指示灯的按钮因灯泡发热，长期使用易使塑料灯罩变形，应降低灯泡电压，延长使用寿命。

7) “停止”按钮必须是红色；“急停”按钮必须是红色蘑菇头式；“启动”按钮必须有防护挡圈，防护挡圈应高于按钮头，以防意外触动使电气设备误动作。 2.4导线的选择

确定导线截面积的基本原则应保证供电系统安全、可靠、优质、经济地运行，导线截面的选择必需满足下列条件：发热条件，机械强度，电压损失条件，经济电流密度，按热稳定最小截面来校验，按导线的允许载流量选择。

怎样根据电流选择导线方法

铜线在不同温度下的线径和所能承受的最大电流表 2008-04-28 06:22 P.M.

铜线安全载流量计算方法是：

2.5平方毫米铜电源线的安全载流量－－28A 4平方毫米铜电源线的安全载流量－－

35A 6平方毫米铜电源线的安全载流量－－48A 10平方毫米铜电源线的安全载流量－－65A 16平方毫米铜电源线的安全载流量－－91A 25平方毫米铜电源线的安全载流量－－120A 如果是铝线，线径要取铜线的1.5-2倍

如果铜线电流小于28A ，按每平方毫米10A 来取肯定安全 如果铜线电流大于120A ，按每平方毫米5A 来取 所以导线取2.5平方毫米铜导线

图2.3 按钮开关的结构以及符号

3电力拖动系统分析 3.1主电路的设计

根据设计要求需要用两台电动机M1、M2来拖动，采用两个个接触器KM1、KM2。电路

如下图示。

3.2两台电动机的顺序启动的原理

顺序控制电路是在一个设备启动之后另一个设备才能启动的一种控制方法。用继电器KM1，KM2分别串接在交流异步电机M1,M2上。首先，按下启动按钮SB2，线圈KM1得电并自锁，电机M1启动，时间继电器KT1延时一段时间，KT1常开触点闭合，线圈KM2得电，电机M2启动。

3.3两台电动机逆序停止的原理

按下停止按钮SB3，KM2失电，电机M2停机转动，时间继电器KT2和中间继电器KA 得电，KA 自锁，KT2延时一段时间后，常闭触点KT2断开，线圈KM1失电，电机M1停止转动。

3.4保护方法

（1）电动机的过载保护由FR1和FR2分别完成。

（2）FR2保护电动机M2，但FR1动作保护后，M2电动机也必须停止。

4 元器件的选择 4.1电源引入开关QS

QS 主要作为电源隔离开关使用，并不用它来直接起停电动机，可按电动机额定电流来选。中小型传送带常用组合开关，选用HZ10-10/3，三级组合开关。 4.2继电器KB

传送带拖动电机M1和M2，中间继电器选JZ7-44. 时间继电器选JS7-2A. 4.3熔断器FU1.FU2

FU 是对两台电动机进行保护的熔断器，熔体电流为：

2. 5*5. 5KW

IR>=

3*220V =36A

可选用RT14-63型熔断器. 4.4接触器KM-1、KM-2

接触器是继电器-接触器控制系统中最重要和常用元件之一，是接通和断开交直流主电路、大容量控制电路等大电流电路的自动切换电器。它适用于频繁操作，远距离控制强电流电路，并具有低压释放的保护性能、工作可靠、寿命长和体积小等优点。KM1根据传送带拖动电机M1的额定电流，需主触点3对，动合辅助触点两对，根据上述情况，选用CJ20-40型接触器。适用于长期及间断长期工作制，也适用于短时和重复短时工作制。KM2根据传送带拖动电机M2的额定电流很小，选用CJ20-40型的接触器可完全满足要求。对小容量的电动机常用中间继电器充任接触器。

4.5制定电气元件明细表

电气元件明细表注明各元器件的型号、规格及数量等，见下表。

结 论

做课程设计是个很让人享受的过程。要对电机顺序启动和逆序停止电路做出准确的分析，就要求我对各个电器元件的结构及工作原理有深入的了解。这样既让我对所学的知识有了一个系统全面的回顾，又让我对各元器件的适用范围、工艺要求及部分工作原理有一定的了解。经过大量的查阅资料，并认真的整理与编排了解到的信息，我的课程设计终于顺利完成了。

参考文献

【1】熊幸明主编的《电气控制与PLC 》—北京：机械工业出版社，2011.1/第26页 【2】陈伯时主编的《电力拖动自动控制系统》—北京：机械工业出版社，2003.7/第28页 【3】刘介才主编的《工厂供电》—北京：机械工业出版社，2009.12/第206页 【4】刘介才主编的《工厂供电》—北京：机械工业出版社，2009.12/第182页 【5】熊幸明主编的《电气控制与PLC 》—北京：机械工业出版社，2011.1/第21页 【6】熊幸明主编的《电气控制与PLC 》—北京：机械工业出版社，2011.1/第13页 【7】熊幸明主编的《电气控制与PLC 》—北京：机械工业出版社，2011.1/第33页 【8】熊幸明主编的《电气控制与PLC 》—北京：机械工业出版社，2011.1/第367附录 【9】熊幸明主编的《电气控制与PLC 》—北京：机械工业出版社，2011.1/第29页 【10】电子发烧友网，网址为：www.elecfans.com

致 谢

首先感谢学校能给与我这么好的学习环境，我可以安心好好的学习！其次，也感谢父母对我的供养，我可以好好的学习！再次，由于本文的工作是在张斌老师的精心指导与严格要求下完成的。张老师严谨、认真、执着的工作作风及对我的热心指导使我终生受益。最后，感谢同学，在设计过程中得到了诸多同学的关心与支持。始终关心着我的学习和设计工作，对设计提出了许多指导性建议课程设计是对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析问题和解决问题的能力，使学生学习并掌握科学研究、工程设计和撰写技术报告的基本方法。这次设计中，由于时间有限，有些问题并没有得到很好的解决。由于自己的知识水平和生产经验不足，此操动机构还有许多不影响主要功能的结构参数需要进一步的优化和改进，在此恳请各位老师与同学提出更好的解决，并向给予我帮助、关心、支持的老师和同学们致以诚挚的感谢!

总结这次设计, 自己还是受益匪浅的. 首先，这是对以往所学知识的一次综合应用。在设计时，我不仅重新温习了学习课程，重新调节和检查了所掌握的知识结构体系，及早地发现了许多漏洞和缺点；而且在这过程中间，我了解和学习到了许多新型的机构，开阔了自己的视野，以积极的态度探索未及领域，敢于创新才能真正在工程领域有所提高。在毕业临近之际完成这次毕业设计，使我有信心向电气行业迈出新的一步，在更高更深的领域实现自己的人生价值。