2022年水塔水位自动控制系统设计 .pdf

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1、济南铁道职业技术学院毕业设计题目：水塔水位自动控制系统设计系别：电气工程系专业：电气自动化班级：0834 学生姓名：乔杰指导教师：房金菁完成日期：2010-12-25 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 23 页 - - - - - - - - - 济南铁道职业技术学院毕业设计任务书班 级电气自动化 0834 学生姓名乔杰指导教师房金菁设计（论文）题目水塔水位自动控制系统的设计主要研究内容水塔水位自动控制系统采用传感器或电极检测水位，水位低于下限水位 A 时，

2、启动水泵抽水；水位高于上限水位B 时，水泵停止抽水，实现水塔水位的自动控制，并能自动完成上水与停水的全部工作循环，保证水塔的水位高度始终处于较理想的范围。主要技术指标或研究目标本设计的相关技术数据： 电源电压 220 伏，电源频率 50 赫兹。要求：系统工作稳定、结构简单、制造成本低、灵敏度高。本系统采用分立元件实现控制系统的设计。使学生能利用所学知识进行分析与设计，进一步加深和巩固课本所学知识，学会分析电路、设计电路的方法与步骤，培养学生综合运用知识的能力。基本要求（1）控制系统整体方案的可行性分析。（2）工作原理与电路设计。（3）元器件的选择（4）绘制设备示意图和系统原理图（5）编制设计说

3、明书主要参考资料及文献（1） 检测技术与系统设计张靖主编中国电力出版社（2） 电气控制及维修齐占伟编机械工业出版社（3） 电子技术基础阎石主编高等教育出版社名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 23 页 - - - - - - - - - 摘要在工农业生产过程中， 经常需要对水位进行测量和控制。水位控制在日常生活中应用也相当广泛，比如水塔、地下水、水电站等情况下的水位控制。而水位检测可以有很多种实现方法，如机械控制、逻辑电路控制、机电控制等。本文采用分立元件实现

4、控制系统的设计，在水箱上安装一个自动检测水位装置，利用水的导电性， 连续的全天候的测量水位的变化，把测量的水位变化转换成相应的电信号，由逻辑电路进行处理，完成相应的动作，使水位保持在适当的位置。关键词水位控制分立式元件控制AbstractIn industrial and agricultural production process, Weoften need to water level measurement and control. In daily life, theapplications of water level control are very wide, such as

5、water tower, groundwater, hydropower station of water level control. While water level detection canhave as many realization methods, such as mechanical control, logic control circuits, mechanical and electrical control, etc. This paper adopts division element to realize control system design, the t

6、ank installing a automatic detection level device that USES water conductivity, continuous round-the-clock measurement variations of water level, the measurement of the variation of the electrical signals, converted into by logic circuit undertake handling, complete the corresponding motion, make wa

7、ter levels remain in place. Keywords Water level control separated element control 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 23 页 - - - - - - - - - 目录1引言 ,1 2 系统方案 ,2 2.1 概述 ,2 2.2 系统组成 ,3 2.2.1 系统工作原理框图,3 2.2.2 功能原理 ,3 3 单元电路设计,4 3.1 系统电源电路设计,4 3.1.1 三端集成

8、稳压器的介绍,4 3.1.2 电源电路工作过程,63.2 液位传感器电路设计,63.3 报警显示电路设计,7 4 系统电路设计 ,8 4.1 系统主干电路 ,8 4.2 系统手动电路 ,9 4.3 系统自动电路 ,9 5系统运行总体过程,11 6元件清单 ,11 总结 ,16 致谢 ,17 参考文献 ,18 附录 ,19名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 23 页 - - - - - - - - - 1 1. 引言随着我国经济和科学技术的飞速发展，我国各个领域

9、的现代化建设都取得可喜的成果：尤其在中国的广大城市中， 可以说现代化的进程已经赶上了发达国家，这一点是我们华夏儿女几代人的梦想。然而，我国农村的现代化进程现在还存在着许多的不足，很多科学成果不能得到广泛的推广， 比如人们日益关注的水资源，在中国广大农村供水系统中有很大的浪费，这主要是由于农村供水体系中简单的水塔结构所造成的，这种水塔存在着种种弊端，比如：无法实现自动供水，没有报警系统，经常造成水资源浪费，供水不及时等等。不论社会经济如何飞速， 水在人们正常生活和生产中起着重要的作用。一旦断了水，轻则给人民生活带来极大的不便， 重则可能造成严重的生产事故及损失，从而对供水系统提出了更高的要求，满

10、足及时、准确、安全充足的供水。如果仍然使用人工方式，劳动强度大，工作效率低，安全性难以保障，由此必须进行自动化控制系统的改造。 从而实现提供足够的水量、 平稳的水压、较低的设计成本、高实用价值的控制器。就目前而言， 多数工业、生活供水系统都采用水塔、层顶水箱等作为基本储水设备，由一级或二级水泵从地下、市政水管补水，改进供水装置就能实现供水自动化。水塔很高，水位高低不便于观察，水少供水中断，水多则会溢出来，可用以下方法来解决这个问题， 改进供水装置就能实现供水自动化。水塔水位自动控制装置还应用于工厂的锅炉系统，主要起锅炉水位自动调节作用，并防止锅炉缺水爆炸和满水位事故的发生。该设计采用分立式元件

11、的控制电路实现超高、低警戒水位处理, 实现自动控制, 而达到节能的目的 , 提高了供水系统的质量。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 23 页 - - - - - - - - - 2 2.系统方案2.1 概述目前在用的水位控制方式主要有以下种：1）电极式水位控制系统：使用多个电极线与水面接触，探测水位。优点：价格便宜。缺点：属于开关量控制， 无法给出实际水位， 探测电极容易腐蚀， 安装不便，如有污物粘附在电极上，会使水位失控。2）浮球水位控制器分为管式浮球与缆

12、浮球。 管式浮球适合清水及粘度不大的液体。缆浮球适合污水。优点：价格适中，可以做出高、低、超高、超低四点控制。缺点：属于开关量控制，无法给出实际水位；浮球上易粘附污物，使浮球不能可靠动作， 管式浮球容易卡滞，缆浮球容易缠绕，所有浮球都有触点接触不良现象，结果都是系统失控；调整控制点很不方便。3）液位变送器 +智能控制器方式优点：属于模拟量控制，可以实时显示水位数值，对于水位失控或设备故障可以提前预警。集成了双泵智能控制，控制系统接线简单。可设高、低、超高、超低四点控制，控制点在控制器上设定，极其方便。智能控制器可与电脑联网，可以远程监视水位及设备运行情况。缺点：价格高。4）超声波液位控制器优点

13、：属于模拟量控制，可以实时显示水位数值，对于水位失控或设备故障可以提前预警。集成了双泵智能控制，控制系统接线简单。可设高、低、超高、超低四点控制，控制点在控制器上设定，极其方便。智能控制器可与电脑联网，可以远程监视水位及设备运行情况。探头不与待测物质接触， 适合污水及有毒有害液体的液位控制。缺点：价格高。不适合水面有大量气泡的场合通过以上对不同液位传感器性能的分析和设计任务书的设计要求，本设计选择电极式液位传感器组成液位自动控制系统。其特点为，液位自动控制， 不溢出，不缺水，无需人值班看守； 其工作原理是， 通过无缝钢管筒体内所安装预先设定的不同长度的不锈钢电极棒， 在水位变化过程中与水接触或

14、脱离，从而传递信号名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 23 页 - - - - - - - - - 3 给后续电路，通过后续电路实现液位显示、自控、满水、故障报警等，达到确保安全运行，减轻劳动强度的目的。系统电路简单，低成本，符合国家卫生标准。2.2 系统组成2.2.1 系统工作原理框图系统工作原理框图如图1 所示：水位过低检测器相关电路电动机水泵发出信号动作起动抽水图 1 系统组成框图由系统框图可以看出水塔水位控制系统中备有水位检测系统，水位低于下限水位时，

15、启动水泵抽水，如果没有启动则开始报警；水位高于上限水位时，水泵停止抽水， 如果水泵继续工作则报警，实现水塔水位的自动控制，并能自动完成上水与停水的全部工作循环，保证水塔的水位高度始终处于较理想的范围。2.2.2 功能原理电极式传感器安装在容器的上方，电极插入液体（分高液位、低液位），使高液位电极对准液体的上限，低液位电极对准液体下限。测量时，电极上通有信号电压，当水位上升接触到高液位电极时， 该电极就把信号电压传输给后续电路，从而控制继电器开关停止蓄水。当水位下降到离开下液位电极时，该电极就没有电动机停止工作水位达标检测器发出信号水泵停止抽水电动机无动作电动机没有停止报警名师资料总结 - -

16、-精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 23 页 - - - - - - - - - 4 信号传送给后续电路，继电器开始接通蓄水。因此通过水与电极接触与不接触，便可以正确测量出水位高低位置，控制水位的高低，保证用户能不断用水。水箱示意图如图 2：图 2 水箱示意图1） 采用分立元件实现控制系统；2） 液位传感器采用电极式液位传感器；3） 系统电源 220V/50Hz 市电；3 单元电路设计3.1 系统电源电路设计3.1.1 三端集成稳压器的介绍：（1）三端集成稳压器的内部集成了一个串联

17、型稳压电路，引入了电压负反馈稳定输出电压，同时采用多种措施提高性能，如提高温度稳定性、稳压系数、过流及过压保护等。三端集成稳压器根据输出电压是否可调分为固定式和可调式；根据输出电压的极性分为正电压输出和负电压输出。如图3所示三端集成稳压器的输出端与输入端之间串接调整管，为了使调整管工作在线性状态，不论是固定式还是可调式一定要保证输入端与输出端之间最少有(23V) 的压差，小于此值时调整管会进入饱和区，失去调节作用。最大压差一般不能超过40V ，否则可能会使调整管击穿。不同型号的三端集成稳器的最大压差的是有区别的。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - -

18、- - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 23 页 - - - - - - - - - 5 图 3 输入输出内部结构（2）固定式与可调式三端稳压器的对比a. 从引脚名称作比较：三端固定式稳压器的三个引出端分别为输入端、输出端、公共端 (或接地端 ) ；三端可调式稳压器的三个引出脚分别为输入端、输出端、调整端。b. 从外形和方框图作比较：三端固定式稳压器和可调式稳压器的外形与框图如图 4所示。图 4 引脚与框图c. 从稳压器的系列与输出电压的品种作比较：三端固定式稳压器输出正电压为78 系列，输出负电压为 79 系列，型号中“”表示输出电压值；三端

19、固定式稳压器的输出电压共有5V 、6V 、9V 、12V、15V、18V 、24V 七个品种。d. 从输出电流作比较 :常用三端固定式稳压器和可调式稳压器的输出电流均有5A、3A、1. 5A、0. 5A、0. 1A 五个档次，在型号中用字母表示输出电流的大小。 H 表示5A ,， T 表示3A ， 无字母时表示 1. 5A ， M 表示0. 5A ， L 表示0. 1A 。可调式稳压器在使用时负载电流不能小于5mA。加装合适的散热片后,可适当超限应用。e. 从取得基准电压的位置作比较：三端固定式稳压器的输出端与公共端之间的电压即为型号中表示的标称电压，常规应用时即输出电压， 三端可调式稳压器的

20、输出端与调整端之间的电压为(1. 21. 3V) ，称为基准电压。 它是输出电压的最小值，常取 1. 25V 进行相关计算。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 23 页 - - - - - - - - - 6 3.1.2 电源电路工作过程电源电路由变压器将 220V/50Hz电变为 18V，经过二极管整流与 C1的滤波作用，再经过 w7812稳压、 C0的滤波可获得纹波很低的直流（DC）12V电压。直流稳压电路如图5 所示：图 5 直流稳压电路示意图3.2 液

21、位传感器电路设计电极式液位传感器的基本原理是利用液体水有一定导电性的物理性质，设置长度不等的三根导体作为具有相应功能的电极，利用液位变化的状态所形成的信号来完成液位变化转换成相应电信号变化的电极式液位传感器的功能。液位传感器示意图如图6 所示：图 6 液位传感器示意图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 23 页 - - - - - - - - - 7 电极式液位传感器具有简单、 传递可靠等特点， 本设计是由一个绝缘体支架安装在水塔底部，在不同位置放置相应的传

22、感极，最底端为供电电极，为上面的电极提供电信号，当水位到达相应的位置时所形成的电信号，就传递给后续电路，从而控制电动机的转停。主要技术参数 : 1. 使用介质 : 非腐蚀性液体 , 比重 1 2. 工作压力： 2.5Mpa 3. 工作温度： 2504. 相对湿度： 853.3 报警显示电路设计（1）报警部分：报警电路是一个系统中必不可少的部分，它起到安全警告、预防祸患的重大作用。本设计的报警电路结构比较简单，由蜂鸣器与热继电器、 交流接触器的触点组成，此报警电路只有在水位处于下限水位以下而电机仍然没有工作和上限水位以上但是电机没有停止工作的情况下报警。具体分析如下：当水位下降至下限水位以下时，

23、接头 G得电（接头 E为低电位） 如果此时交流接触器 KM1 没有动作即控制线路出问题或者是电动机出现故障（监测点出自于热继电器 FR ）, 那么报警电路就会被接通，从而开始报警；当水位上升至上限水位以上时， 接头 F 得电如果此时交流接触器KM1没有复位，那么报警电路也就会被接通，从而开始报警。报警电路电路图如图7 所示：图 7 液位传感器示意图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 23 页 - - - - - - - - - 8 （2）显示部分：此设计的显

24、示部分由发光二极管组成，图示见自动电路原理图，具体分析如下：当水位在下限水位以上时，则三极管V1导通，从而使发光二极管D1导通，点亮，表示水位处于低水位以上；当水位超过上限水位时，则三极管V2导通，从而使发光二极管D3导通，点亮，表示水位处于高水位以上。指示灯 D1亮，D3不亮表明水位处于正常状态；D1不亮表明处于缺水状态；D3亮表明处于过满状态。4 系统电路设计4.1 系统主干电路系统主干电路主要由电动机M、热继电器 FR、熔断器 FU、交流接触器常开触点 KM1，KM2 和开关 QS组成。熔断器 FU 短路保护，热继电器FR 过载保护，交流接触器KM1 ，KM2 控制电路。系统主干电路如图

25、8 所示：图 8 主干电路原理图名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 23 页 - - - - - - - - - 9 4.2 系统手动电路手动操作是将转换开关SA 转换到 2 号位置，按下按钮SB2，交流接触器KM2 得电，常开触点动作电动机开始工作，并且自锁；停止时按下按钮SB1，交流接触器 KM2 失电，常开触点断开，电机停止工作。手动电路如图 9 所示：图 9 手动电路原理图4.3 系统自动电路在水箱中有两只检测探头 A 和B ，其中A 是下限水位探头

26、， B 是上限水位探头， 12V 直流电源接到探头 C，它是水箱中储存水的最低水位。下限水位探头 A 连接到晶体管 V1(BC547)的基极， 其集电极连到 12V 电源，发射极连到继电器K1，继电器 Kl 接入与非门 N1 的第脚。同样，上限水位探头B 接到晶体管V2 的基极 (BC547)，其集电极连到12V 电源，发射极经电阻R3 接地，并接入与非门N2 第、脚，与非门N3 的输出第脚和与非门N1的第脚相连， N3 第脚输入端接到N1 第脚输出端，并经电阻R4 与晶体管V3 的基极相连， 与晶体管 V3 发射极相连的继电器K2 用来驱动电动机M。当水箱向水位在探头A 以下，晶体管V1 与

27、 V2 均不导通， N1 输出高电平，晶体管V3 导通，使继电器K2 有电流通过而动作，因而电动机工作，开始将水抽入水名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 23 页 - - - - - - - - - 10 箱。当水箱的水位在探头A 以上、探头 B 以下时，水箱中的水给晶体管V1 提供了基极电压，使 V1 导通，继电器 Kl 得电吸合 N1 第脚为高电平，由于晶体管V2 并无基极电压，而处于截止状态，N2 第、脚输入为低电平，第脚输出则为高电平， 而 N3 第

28、脚输入端仍为高电平， 因而 N3 第脚输出则为低电平，最终 N1 第脚输出为高电平，电动机继续将水抽入水箱。当水箱的水位超过上限水位 B 时，晶体管 V1 仍得到基极电压，继电器Kl 吸合。N1 第脚仍为高电平，同时，水箱中的水也给晶体管V2 提供基极电压使其导通， N2 第、脚输入端为高电平，第脚输出端为低电平，N3 第脚输出端为高电平， N1 第脚最终输出低电平，使V3 截止, 电动机停止抽水。系统自动电路原理图如图10 所示：图 10 自动电路原理图若水位下降低于探头B 但高于探头 A，水箱中的水依然供给晶体管V1 的基极电压，继电器Kl 继续吸合，使 N1 第脚仍为高电平，但晶体管V2

29、 不导通，N2 第、脚输入端为低电平， 其第脚输出端为高电平， N3 第脚为低电平，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 14 页，共 23 页 - - - - - - - - - 11 则 N3 第脚输出为高电平，最终N1 第脚输出端继续保持低电平，电动机仍停止工作。若水位降到探头A 以下，晶体管 V1 与 V2 均不导通，与非门N1 输出高电平，驱动继电器K2, 电动机又开始将水抽入水箱。5 系统运行总体过程本设计分为手动与自动两个部分。手动：将转换开关SA 转换到 2

30、 号位置，按下按钮SB2，交流接触器 KM2得电，常开触点动作电动机开始工作，并且自锁；根据需要情况停止供水按下按钮 SB1，交流接触器 KM2 失电，常开触点断开，电动机停止工作。自动：将转换开关SA 转换到 1 号位置，一开始水位比较低处于下限水位A以下，根据控制电路可知，晶体管V1 与 V2 均不导通，在与非门的作用下晶体管 V3 导通，使继电器K2 有电流通过而动作，后继电器K3 得电动作，使交流接触器 KM1 得电，常开触点闭合，电动机工作。如果此时电动机故障使热继电器动作（或交流接触器没有动作） ，那么报警系统工作，开始报警，提示工作人员水塔出现故障；当水位上升到下限水位A 以上时

31、，晶体管 V1 导通，但由于与非门的作用，晶体管V3 仍然处于导通状态，所以电机还是工作，继续给水塔供水。此时显示系统工作指示灯D1 点亮，表明水位处于下限水位以上；当水位上升到上限水位以上时，晶体管V1、V2 均导通，在与非门的作用下，晶体管V3截止，继电器 K2、K3 复位，交流接触器KM1 失电，常开触点断开，电动机停止工作。如果电动机没有停止工作，那么报警系统开始报警，提示工作人员水塔故障。此时显示系统也工作点亮指示灯D3，表明水位处于上限水位以上。6 元件清单（1）接触器的选择选择接触器主要依据以下数据：电源种类（直流或交流）；主触点额定电流；辅助触点的种类、数量和触点的额定电流；电

32、磁线圈的电源种类、 频率和额定电压；额定操作频率等。此设计用到的是交流接触器：主触点的额定电流IN可根据下面经验公式进行选择 INPNx103/（KUN）IN接触器主触点的额定电流，A；K比例系数，一般取11.4；名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 15 页，共 23 页 - - - - - - - - - 12 PN被控电动机的额定功率，KW；UN被控电动机的额定线电压，V；交流接触器主触点的额定电压一般按高于线路额定电压来确定。根据控制回路的电压决定接触器的线圈电压。

33、为保证安全， 一般接触器吸引线圈选择比较低的电压。 但如果在控制线路比较简单的情况下，为了省去变压器，可选用 380V 电压。值得注意的是，接触器产品系列是按使用类别设计的，所以要根据接触器负担的工作任务来选用相应的产品系列。接触器辅助触点的数量、种类满足线路需要。综上，在此假设电机为7.5KW，得出选择型号CJ0-20B，线圈电压 380V （2）继电器的选择一般继电器的选择： 一般继电器是指具有相同电磁系统的继电器，又称电磁继电器。选用时， 除满足继电器线圈电压或线圈电流的要求外，还应按照控制需要分别选用过电流继电器、欠电流继电器、过电压继电器、 欠电压继电器等中间继电器。另外电压、电流继

34、电器还有交流、直流之分，选择时也应当注意。热继电器的选择：热继电器的选择应按电动机的工作环境、启动情况、负载性质等因素来考虑。 一方面要充分发挥电动机的过载能力；另一方面对电动机在短时过载与启动瞬间不受影响。.热继电器结构形式的选择。星形连接的电动机可以选择两相或三相结构的热继电器，三角形连接的电动机应当选择带断相保护装置的三相结构热继电器。热元件额定电流的选择。一般可按下式选取：IR=（0.951.05）IN式中： IR热元件的额定电流，A；IN电动机的额定电流， A；对于工作环境恶劣、启动频繁的电动机，则按下式选取：IR=（1.151.5）IN热元件选好后，还需要根据电动机的额定电流来调整

35、它的整定值。综上，得出选择继电器K1、K2 的型号可以选择 JS1-12V-F，K3 由于线圈位于直流电路中触点位于交流电路中，因此可以选择T73，热继电器 FR 的型号可以选择 JR16-20/3D、15.4A （3）熔断器的选择熔断器选择内容主要是熔断器种类、额定电压、额定电流等级和熔体的额定电流的确定。熔断器类型与额定电压选择：根据负载保护特性和短路电流大小、各类熔断器的适用范围来选用熔断器的类型。根据被保护电路的电压来决定熔断器的额定电压。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - -

36、- - 第 16 页，共 23 页 - - - - - - - - - 13 熔体与熔断器额定电流的选择：熔断器熔体的额定电流大小与负载大小、负载性质有关。对于负载平稳、无冲击电流，如一般照明电路、电热电路可按照负载电流大小来确定熔体额定电流。对于有冲击电流的电动机负载为达到短路保护目的，又保证电动机正常启动， 对三相鼠笼式异步电动机其熔断器熔体的额定电流如下。单台电动机 IR=（1.52.5）IN式中： IR熔体额定电流， A；IN电动机额定电流。 A；多台电动机共用一个熔断器保护IR（1.5 2.5）INMAX+IN式中： IR熔体额定电流， A；INMAX容量最大的电动机的额定电流，A；

37、IN其他电动机额定电流之和，A 轻载启动或启动时间较短时，第二式中系数取1.5；重载启动或启动时间较长时，第二式中系数取2.5。熔断器的额定电流大于或等于熔体额定电流。熔断器上下级的配合： 为满足选择性保护的要求， 应注意熔断器上下级之间的配合， 一般要求上一级熔断器的熔断时间至少是下一级的3 倍，不然将会发生越级动作，扩大停电范围。为此，当上下级采用同一种型号的熔断器时，其电流等级以相差两级为宜； 若上下级所采用的熔断器型号不同时，则应根据保护特性上给出的熔断时间选取。综上，得出熔断器的型号RL1-60 60A、熔体 20A （4）刀开关的选择刀开关结构形式的选择：应根据刀开关的作用和装置的

38、安装形式来选择，如是否带灭弧装置，若分断负载电流时，应选择带灭弧装置的刀开关。 根据装置的安装形式来选择，是否是正面、背面或侧面操作形式， 是直接操作还是杠杆传动，是板前接线还是板后接线的结构形式。刀开关的额定电流的选择： 一般应等于或大于所分断电路中各个负载额定电流的总和。对于电动机负载， 应考虑其启动电流， 所以应选用额定电流大一级的刀开关。若再考虑电路出现的短路电流， 还应选用额定电流更大一级的刀开关。综上，得出刀开关的型号选择HZ10-25/3J 25A,380V （5）控制按钮的选用根据使用场合，选择控制按钮的种类，如开启式、保护式、防水式、防腐式等。名师资料总结 - - -精品资料

39、欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 17 页，共 23 页 - - - - - - - - - 14 根据用途， 选用合适的形式， 如手把旋转式、 钥匙式、紧急式、带灯式等。按控制回路的需要，确定不同的按钮数，如单钮、双钮、三钮、多钮等。按工作状态指示和工作情况的要求、选择按钮及指示灯的颜色。综上，按钮选择型号LA20-11D （6）二极管的选择根据电源规格，设计的工作频率等，合理选择：高电压应用，当选用快恢复和超快恢复二极管； 15V 以下电源中的输出整流二极管应尽可能选萧特基；选择时， 如工作电流较

40、大，则在相同的器件额定参数下，应尽可能选择正向导通电压小的二极管； 应尽可能选择反响恢复快或软恢复的二极管；应尽可能选择萧特基二极管。根据电源规格， 计算所选变换器中二极管的稳态参数：反向阻断电压最大值；最大的正向电流平均值；从器件商的DATASHEET 中选择合适的二极管，可多选一些以便实验时比较；从所选的二极管的其它参数，如正向通态压降，反向恢复时间等等，估算其工作时的最大损耗，与其它元器件的损耗一起，估算变换器的效率；由实验选择最终的二极管器件。综上，二极管的型号选择IN4001，发光二极管的型号选择FG1130 （7）三极管的选择选用三极管时首先要搞清楚电子电路的工作频率大概是多少，工

41、程设计中一般要求三极管的fT 大于 3 倍的实际工作频率。所以可按照此要求来选择三极管的特征频率 fT。小功率三极管 BVCEO 的选择可以根据电路的电源电压来决定，一般情况下只要三极管的BVCEO 大于电路中电源的最高电压即可。当三极管的负载是感性负载时，如变压器、线圈等时BVCEO 数值的选择要慎重，感性负载上的感应电压可能达到电源电压的28 倍(如节能灯中的升压三极管)。一般小功率三极管的 BVCEO 都不低于 15V，所以在无电感元件的低电压电路中也不用考虑这个参数。一般小功率三极管的ICM 在 3050mA 之间，对于小信号电路一般可以不予考虑。 但对于驱动继电器及推动大功率音箱的管

42、子要认真计算一下。当然首先要了解继电器的吸合电流是多少毫安，以此来确定三极管的ICM。当我们估算了电路中三极管的工作电流(即集电极电流 )，又知道了三极管集电极到发射极之间的电压后，就可根据P=U I 来计算三极管的集电极最大允许耗散功率 PCM。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 18 页，共 23 页 - - - - - - - - - 15 综上，三极管的型号选择BC547 （8）变压器的选择控制变压器容量是控制回路各个负载容量的和，这要根据具体的控制电路确定，并适

43、当留有余量。一般按计算所得的负载容量乘以1.25 选择控制变压器的容量；综上，变压器的型号选择BK-25VA，220/18 元件清单列表如下：名称文字符号型号及规格数量用途二极管D2、D4 IN4001 2 续流保护二极管D IN4001 4 整流三极管V1、V2、V3 BC547 3 控制电路发光二极管D1、D3 FG1130 2 指示电阻R1、R2、R3、R4 1K 4 限流与非门N1、N2、N3 741S00 3 控制电路电容C0 0.1uF 1 滤波电容C1 0.33uF 1 滤波变压器T BK-25VA，220/18 1 降压继电器K1、K2 JS1-12V-F 2 开关电路继电器K

44、3 T73 1 开关电路报警器1 报警熔断器FU RL1-60 60A、熔体 20A 3 短路保护热继电器FR JR16-20/3D、15.4A 1 过载保护交流接触器KM1 、KM2 CJ0-20B， 线圈电压 380V 2 控制电路按钮SB2 LA20-11D 绿色1 手动启动按钮SB1 LA20-11D 红色1 手动停止转换开关SA LW5-15 1 手动与自动转换开关QS HZ10-25/3J 25A,380V 1 开关电路名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 19

45、 页，共 23 页 - - - - - - - - - 16 总结毕业的时间一天一天的临近， 毕业设计也接近了尾声。 在不断的努力下我的毕业设计终于完成了。 在没有做毕业设计以前总觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的大概总结，但是真的面对毕业设计时才发现自己的想法基本是错误的。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题感觉很茫然。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力

46、提高自己知识和综合素质。这次毕业设计让我更加熟悉了从理论到实践的跨越。从当初的查阅图书， 到现在的设计成功运行，这中间有很多值得回味的地方。1. 快速入题。拿到毕业设计题目要尽快把自己的蓝图勾画出来，不能走一步算一步， 必须把整体把握好。而我的这次毕业设计，都过了很长时间才知道自己要做什么。2.频繁与导师讨论。 有问题多问导师， 不能自己闷头做， 方向偏了仍不知道，多把自己的想法和思路告诉老师。3.软件的学习。一定要边做边学软件，千万不能在做毕业设计期间，拿着本软件教程从第一页开始看， 这样效率最低了， 最好是根据已有论文资料中提到的软件用途，有针对性的学。包括毕业设计前期读文献资料，也不能闷

47、头读，要与毕业设计紧密联系起来，最好是边做边读，有针对性的读。4.越挫越勇。做毕业设计，常常感觉到这句话：“ 山重水复疑无路，柳暗花明又一村。 ” 通常，一定是有解决的办法，只是由于文献查的不够，或是少了那点灵感。5.不能脱离实际。做的毕业设计要有意义，不能浮在上面，要让自己满意。6.越来越紧的状态，尤其是最后的那几天。毕业设计越到最后阶段，越要有毅力和状态，不能前紧后松，觉得前面做了不少，后面可以放松了。毕业设计提交的前几天，要不厌其烦的检查毕业设计，包括内容，格式等。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整

48、理 - - - - - - - 第 20 页，共 23 页 - - - - - - - - - 17 致谢今天我的毕业设计终于定稿了，这是我毕业设计的致谢部分， 应该说是写进了我真实的想要表达的谢意，其实，还有许多人要感谢， 只是不太适合放在论文里。半年的时间一晃而过，至此毕业设计成文之际，回想起半年来的点点滴滴，心里不由感慨万分。这次的毕业设计，对我而言是一个全新的领域，从基本原理的学习，到相关的理论分析， 不仅仅是对三年学习的一个检验，更是对科研能力的培养。在这半年之中，有许多人给予了我帮助指导，在此，表达我最真挚的感谢：首先我要感谢我的导师房老师，房老师踏实严谨的治学态度， 扎实的学术功

49、底，丰富的经验，以及对于科研事业的热爱，让我崇敬，也为我树立起了前进道路上的榜样。平时工作中，老师平易近人，耐心解答我的任何疑问，悉心指导我的理论学习和实际操作，使我在短短半年的时间内迅速融入了所学习的专业中，在专业上有了很大的提高。其次，我想感谢电气系的其它老师， 各位老师虽然没有直接参与我的毕业设计指导工作， 但也给予了我很多鼓励和帮助。平时工作中各位老师所表现出的踏实敬业，耳濡目染地影响着我对工作和学习的态度，使我学到了许多道理，谢谢各位老师。不论是大学以来一直一同努力的同伴，还是在毕业设计阶段才认识的同学，你们给我这半年忙碌的生活中注入许多欢乐，每一次与你们的探讨都让我深受启发。最后，

50、感谢父母二十多年的养育，不论什么时候都在背后支持我，给我适时的鼓励和提醒，看着我成长。毕业设计是将大学三年所学综合运用的过程，我相信，这段时间的锻炼和学习必将为我的将来打下良好的基础。再一次向所有关心过我， 帮助过我的人表达最诚挚的谢意！感谢我的导师房老师，以及所有任课老师，他们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予了我无尽的启迪。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 21 页，共 23 页 - - - - - - - -