电气控制实训设计报告.pdf
某某大学理工学院电气控制实训设计报告姓名：CT 知道某某大学理工学院电气控制实训设计报告姓名：CT 知道学号：学号：班级：07 级电子信息工程（1）班班级：07 级电子信息工程（1）班实训地点：电工电子实验中心实训地点：电工电子实验中心指导教师：百度文档指导教师：百度文档2010 年 05 月 29 日2010 年 05 月 29 日Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.一、实训设计项目一、实训设计项目对两台电动机进行顺序控制的电路，要求第一台电机启动后第二台电机才能启动，第一台电机停止运行则第二台电机必然停止运行。二、电气控制器件的工作原理、交流接触器（一）交流接触器的结构：二、电气控制器件的工作原理、交流接触器（一）交流接触器的结构：（1）电磁机构：电磁机构由线圈、动铁心(衔铁)和静铁心组成，其作用是将电磁能转换成机械能，产生电磁吸力带动触点动作。（2）触点系统：包括主触点和辅助触点。主触点用于通断主电路，通常为三对常开触点。辅助触点用于控制电路，起电气联锁作用，故又称联锁触点，一般常开、常闭各两对。（3）灭弧装置：容量在 10A 以上的接触器都有灭弧装置，对于小容量的接触器，常采用双断口触点灭弧、电动力灭弧、相间弧板隔弧及陶土灭弧罩灭弧。对于大容量的接触器，采用纵缝灭弧罩及栅片灭弧。（4）其他部件：包括反作用弹簧、缓冲弹簧、触点压力弹簧、传动机构及外壳等。如图 l 所示为交流接触器的外形与结构示意图。图 1 CJ10-20 型交流接触器1 一灭弧罩 2 一触点压力弹簧片 3 一主触点 4 一反作用弹簧 5 一线圈 6 一短路环 7 一静铁心 8 一弹簧 9 一动铁心 10 一辅助常开触点 11 一辅助常闭触点Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.（二）工作原理（二）工作原理:交流接触器是用外界电源来加在线圈上，产生电磁场。加电吸合，断电后接触点就断开。当线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合,由于触头系统是与动铁芯联动的,因此动铁芯带动三条动触片同时运行,触点闭合,从而接通电源。当线圈断电时,吸力消失,动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离,使主触头断开,切断电源。（三）电路图表示方法：（三）电路图表示方法：接触器的图形符号如图 l 所示，文字符号为 KM。Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.、热继电器、热继电器热继电器是一种电气保护元件。它是利用电流的热效应来推动动作机构使触头闭合或断开的保护电器，主要用于电动机的过载保护、断相保护、电流不平衡保护以及其他电气设备发热状态时的控制。热继电器的工作原理由电阻丝做成的热元件，其电阻值较小，工作时将它串接在电动机的主电路中，电阻丝所围绕的双金属片是由两片线膨胀系数不同的金属片压合而成，左端与外壳固定。当热元件中通过的电流超过其额定值而过热时，由于双金属片的上面一层热膨胀系数小，而下面的大，使双金属片受热后向上弯曲，导致扣板脱扣，扣板在弹簧的拉力下将常闭触点断开。触点是串接在电动机的控制电路中的，使得控制电路中的接触器的动作线圈断电，从而切断电动机的主电路。热继电器的基本结构包括加热元件、主双金属片、动作机构和触头系统以及温度补偿元件。热继电器的种类热继电器的种类很多，常用的有 JR0、JR16、JR16B、JRS 和 T 系列。热继电器的型号及含义以 JR 系列热继电器为例，型号含义如下：Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.、时间继电器、时间继电器时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器。它的种类很多，有空气阻尼型、电动型和电子型和其他型等。时间继电器原理在交流电路中常采用空气阻尼型时间继电器,它是利用空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。它由电磁系统、延时机构和触点三部分组成。凡是继电器感测元件得到动作信号后，其执行元件（触头）要延迟一段时间才动作的继电器称为时间继电器。时间继电器是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的控制电器。在交流电路中常采用空气阻尼型时间继电器,它是利用空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。它由电磁系统、延时机构和触点三部分组成。空气阻尼型时间继电器的延时范围大(有 0.460s 和 0.4180s 两种)，它结构简单,但准确度较低。当线圈通电时，衔铁及托板被铁心吸引而瞬时下移，使瞬时动作触点接通或断开。但是活塞杆和杠杆不能同时跟着衔铁一起下落，因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜，当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时，橡皮膜随之向下凹,上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降。经过一定时间，活塞杆下降到一定位置，便通过杠杆推动延时触点动作，使动断触点断开，动合触点闭合。从线圈通电到延时触点完成动作，这段时间就是继电器的延时时间。延时时间的长短可以用螺钉调节空气室进气孔的大小来改变。吸引线圈断电后，继电器依靠恢复弹簧的作用而复原。空气经出气孔被迅速排出。时间继电器的用途就是配合工艺要求，执行延时指令。时间继电器类型及特点时间继电器的电气控制系统中是一个非常重要的元器件。一般分为通电延时和断电延时两种类型。它的种类很多，有空气阻尼型、电动型和电子型等。从动作的原理上有电子式、机械式等。电子式的是采用电容充放电再配合电子元件的原理来实现延时动作。机械式的样式较多，有利用气囊、弹簧的气囊式；钟表擒纵装置的；也有使用小型罩极同步电机带动凸轮的，现在会有更多的新式的时间继电器出现。1、空气阻尼式时间继电器又称为气囊式时间继电器，它是根据空气压缩产生的阻力来进行延时的，其结构简单，价格便宜，延时范围大（0.4180s），但延时精确度低。2、电磁式时间继电器延时时间短（0.31.6s），但它结构比较简单，通常用在断电延时场合和直流电路中。3、电动式时间继电器的原理与钟表类似，它是由内部电动机带动减速齿轮转动而获得延时的。这种继电器延时精度高，延时范围宽（0.472h），但结构比较复杂，价格很贵。4、晶体管式时间继电器又称为电子式时间继电器，它是利用延时电路来进行延时的。这种继电器精度高，体积小。时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型。以空气阻尼式时间继电器为例来说明时间继电器的工作原理Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.空气阻尼型时间继电器的延时范围大(有 0.460s 和 0.4180s 两种)，它结构简单,但准确度较低。当线圈通电时，衔铁及托板被铁心吸引而瞬时下移，使瞬时动作触点接通或断开。但是活塞杆和杠杆不能同时跟着衔铁一起下落，因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜，当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时，橡皮膜随之向下凹,上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降。经过一定时间，活塞杆下降到一定位置，便通过杠杆推动延时触点动作，使动断触点断开，动合触点闭合。从线圈通电到延时触点完成动作，这段时间就是继电器的延时时间。延时时间的长短可以用螺钉调节空气室进气孔的大小来改变。吸引线圈断电后，继电器依靠恢复弹簧的作用而复原。空气经出气孔被迅速排出。时间继电器：当加上或除去输入信号时，输出部分需延时或限时到规定的时间才闭合或断开其被控线路的继电器。a,电磁时间继电器：当线圈加上信号后，通过减缓电磁铁的磁场变化而后的延时的时间继电器。b,电子时间继电器：由分立元件组成的电子延时线路所构成的时间继电器，或由固体延时线路构成的时间继电器。c,混合式时间继电器：由电子或固体延时线路和电磁继电器组合构成的时间继电器。时间继电器符号表示：时间继电器的使用环境时间继电器作为自动控制器件应用较广泛，尤其是在涉及低压电器控制网络中有较多电器设备环境中使用时电磁干扰问题更趋于严重。组成时间继电器的内部元器件的损坏这时已不是引起时间继电器故障（失效）的主要原Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.因，而在于应用场合中的各种干扰通过电磁耦合、电容耦合直接进入时间继电器，干扰其正常的延时控制。时间继电器在此干扰环境下能否正常工作往往会影响到整个自动控制系统的正常逻辑功能，甚至还可能造成大的质量事故和经济损失。所以时间继电器在各种恶劣环境都应有较高的可靠性和抗干扰能力，也就是说时间继电器必须有良好的电磁兼容性能，只有这样才能完善其产品质量，提高自身的市场竞争能力。时间继电器的抗电磁干扰措施工作电源部分的抑制措施在实际工作使用中，一般采用下述方法来进行抑制，提高其产品的抗干扰能力。采用隔离变压器；选择合适的压敏电阻；在供电输出口加高频旁路电容等方法提高产品的抗干扰能力。执行继电器的抗干扰当执行继电器的绕组（感性负载）被接通和断开时。线圈中会产生一连串上升速度快，频率和幅度都相当高的尖峰脉冲电磁振荡辐射，对直流继电器绕组通常采用以下方法来减少干扰：在线圈两端反并二极管或 RC 器件，如控制触点对交流感性负载的控制，也可考虑在触点并接 RC 器件，从而能对触点在通断时产生的干扰进行有效的吸收。屏蔽屏蔽能有效地抑制通过空间传播的电磁干扰，一则可限制内部产生的电磁能辐射出去；二则可防止外来 辐射进入，在对内部电子线路采用整体屏蔽措施，也可对内部信号线采用屏蔽线，增强其抗干扰能力。、按钮开关、空气开关、按钮开关、空气开关按钮开关是用来切断和接通控制电路的低压开关电器。按钮开关的触头的额定电流为 5A。所以，操作按钮开关所控制的电路属于小电流电路。按钮有单极双位开关或双极双位开关，它按动能与用途又分为起动按钮、复位按钮、检查按钮、控制按钮、限位按钮等多种。按钮有动合（常开）和动断（常闭）之分，微型按钮用导电橡胶或金属片等作导体，可作为状态选择开关，用于小型半导体收音机、遥控器、验钞器等产品中。1、开关型号命名规则Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.2、技术性能电气额定值（阻性负载）：1A 250V AC接触电阻（初始值）：小于 50 毫欧绝缘电阻（常态）：大于 1000 兆欧耐压（常态）：1500V电气寿命（次）：100003、开关规格Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.空气开关是一种只要有短路现象,开关形成回路就会跳闸的开关。脱扣方式有热动、电磁和复式脱扣 3 种。当线路发生一般性过载时，过载电流虽不能使电磁脱扣器动作，但能使热元件产生一定热量，促使双金属片受热向上弯曲，推动杠杆使搭钩与锁扣脱开，将主触头分断，切断电源.当线路发生短路或严重过载电流时，短路电流超过瞬时脱扣整定电流值，电磁脱扣器产生足够大的吸力，将衔铁吸合并撞击杠杆，使搭钩绕转轴座向上转动与锁扣脱开，锁扣在反力弹簧的作用下将三副主触头分断，切断电源。开关的脱扣机构是一套连杆装置。当主触点通过操作机构闭合后，就被锁钩锁在合闸的位置。如果电路中发生故障，则有关的脱扣器将产生作用使脱扣机构中的锁钩脱开，于是主触点在释放弹簧的作用下迅速分断。按照保护作用的不同，脱扣器可以分为过电流脱扣器及失压脱扣器等类型。在正常情况下，过电流脱扣器的衔铁是释放着的；一旦发生严重过载或短路故障时，与主电路串联的线圈就将产生较强的电磁吸力把街铁往下吸引而顶开锁钩，使主触点断开。欠压脱扣器的工作恰恰相反，在电压正常时，电磁吸力吸住衔铁，主触点才得以闭合。一旦电压严重下降或断电时，衔铁就被释放而使主触点断开。当电源电压恢复正常时，必须重新合闸后才能工作，实现了失压保护。因为绝缘方式有很多，有油开关，真空开关和其它惰性气体（六氟化硫气体）的开关。空气开关就是使用空气灭弧的开关，所以叫做空气开关。利用了空气来熄灭开关过程中产生的电弧。所以叫空气开关。、熔断器、熔断器Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.由瓷帽、熔断体和基座三部分组成。主要部分均由绝缘性能良好之电瓷制成，熔断体内装有一组熔丝(片)和充满足够紧密的石英砂。特点具有较高的断流能力能在带电(不带负荷)时不用任何工具安全取下并更换熔断体。具有稳定的保护特性，能得到一定的选择性保护；具有明显的熔断指示；三、设计所需器件和工具、器件：三、设计所需器件和工具、器件：电气控制柜，常用低压电气，三相异步电动机两台，交流接触器两个，热继电器，时间继电器，按钮开关，空气开关，熔断器，导线若干、工具：、工具：螺丝刀若干、尖嘴钳、老虎钳、万用表Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.四、设计电气控制电路图四、设计电气控制电路图五、电路工作过程说明五、电路工作过程说明QM:电源开关FU：熔断器M1/M2：电动机KL1/KL2：热继电器KM1/KM2：交流接触器常闭触头SB1：停止按钮常开触头SB2：启动 M1 按钮SB3：启动 M2 按钮Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.工作原理：顺序启动、同时停止的控制电路如图所示。电动机 M1 启动运行后电动机 M2 才允许启动。其中控制线路是通过接触器 KM1 的“自锁”触点来制约接触器KM2 线圈的得电，只有在 KM1 动作后，KM2 才允许动作。六、实物连接六、实物连接七、实训总结七、实训总结Generated by Foxit PDF Creator Foxit Softwarehttp:/ For evaluation only.
