【文章內(nèi)容簡介】 方面就是低壓線路發(fā)生短路時，其電流達到熔絲額定電流的1．3～2．1倍時，在一定的時間內(nèi)熔絲受熱熔斷，自動切斷短路電流，保護低壓配電設(shè)備的安全。再就是配電變壓器的出線工作電流等于配電變壓器的額定電流時，熔絲起到配電變壓器的過載保護作用。本次設(shè)計選用螺旋式熔斷器RL：螺旋式熔斷器RL,在熔斷管裝有石英砂，熔體埋于其中，熔體熔斷時，電弧噴向石英砂及其縫隙，可迅速降溫而熄滅。為了便于監(jiān)視，熔斷器一端裝有色點，不同的顏色表示不同的熔體電流，熔體熔斷時，色點跳出，示意熔體已熔斷。螺旋式熔斷器額定電流為5～200A，主要用于短路電流大的分支電路或有易燃?xì)怏w的場所。 熱繼電器使控制電路斷開，從而熱繼電器是由流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量，使有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當(dāng)形變達到一定距離時，就推動連桿動作，使接觸器失電，主電路斷開，實現(xiàn)電動機的過載保護。繼電器作為電動機的過載保護元件，以其體積小，結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點在生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用。熱繼電器是用于電動機或其它電氣設(shè)備、電氣線路的過載保護的保護電器。電動機在實際運行中，如拖動生產(chǎn)機械進行工作過程中，若機械出現(xiàn)不正常的情況或電路異常使電動機遇到過載，則電動機轉(zhuǎn)速下降、繞組中的電流將增大，使電動機的繞組溫度升高。若過載電流不大且過載的時間較短，電動機繞組不超過允許溫升，這種過載是允許的。但若過載時間長，過載電流大，電動機繞組的溫升就會超過允許值，使電動機繞組老化，縮短電動機的使用壽命，嚴(yán)重時甚至?xí)闺妱訖C繞組燒毀。所以，這種過載是電動機不能承受的。熱繼電器就是利用電流的熱效應(yīng)原理，在出現(xiàn)電動機不能承受的過載時切斷電動機電路，為電動機提供過載保護的保護電器。 使用熱繼電器對電動機進行過載保護時，將熱元件與電動機的定子繞組串聯(lián)，將熱繼電器的常閉觸頭串聯(lián)在交流接觸器的電磁線圈的控制電路中，并調(diào)節(jié)整定電流調(diào)節(jié)旋鈕，使人字形撥桿與推桿相距一適當(dāng)距離。當(dāng)電動機正常工作時，通過熱元件的電流即為電動機的額定電流，熱元件發(fā)熱，雙金屬片受熱后彎曲，使推桿剛好與人字形撥桿接觸，而又不能推動人字形撥桿。常閉觸頭處于閉合狀態(tài)，交流接觸器保持吸合，電動機正常運行。 若電動機出現(xiàn)過載情況，繞組中電流增大，通過熱繼電器元件中的電流增大使雙金屬片溫度升得更高，彎曲程度加大，推動人字形撥桿，人字形撥桿推動常閉觸頭，使觸頭斷開而斷開交流接觸器線圈電路，使接觸器釋放、切斷電動機的電源，電動機停車而得到保護。本次設(shè)計選用TKE02NC熱過載繼電器。交流接觸器是廣泛用作電力的開端和控制電路。它利用主節(jié)點來開閉電路，用輔助接點來執(zhí)行控制指令。主節(jié)點一般只有常開接點，而輔助接點常有兩對具有常開和常閉功能的接點，小型的接觸器也經(jīng)常作為中間繼電器配合主電路使用。交流接觸器的接點，由銀鎢合金制成，具有良好的導(dǎo)電性和耐高溫性。本次設(shè)計選用CJT1系列交流接觸器。 電動機的調(diào)速原理及選型水泵電機多采用三相異步電動機，而其轉(zhuǎn)速公式為： ()式中：f表示電源頻率，p表示電動機極對數(shù)，s表示轉(zhuǎn)差率。從上式可知，三相異步電動機的調(diào)速方法有：(l) 改變電源頻率(2) 改變電機極對數(shù)(3) 改變轉(zhuǎn)差率改變電機極對數(shù)調(diào)速的調(diào)控方式控制簡單，投資省，節(jié)能效果顯著，效率高，但需要專門的變極電機，是有級調(diào)速，而且級差比較大，即變速時轉(zhuǎn)速變化較大，轉(zhuǎn)矩也變化大，因此只適用于特定轉(zhuǎn)速的生產(chǎn)機器。改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速為了保證其較大的調(diào)速范圍一般采用串級調(diào)速的方式，其最大優(yōu)點是它可以回收轉(zhuǎn)差功率，節(jié)能效果好，且調(diào)速性能也好，但由于線路過于復(fù)雜，增加了中間環(huán)節(jié)的電能損耗，且成本高而影響它的推廣價值。下面重點分析改變電源頻率調(diào)速的方法及特點。根據(jù)公式可知，當(dāng)轉(zhuǎn)差率變化不大時，異步電動機的轉(zhuǎn)速n基本上與電源頻率f成正比。連續(xù)調(diào)節(jié)電源頻率，就可以平滑地改變電動機的轉(zhuǎn)速。但是，單一地調(diào)節(jié)電源頻率，將導(dǎo)致電機運行性能惡化。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，已出現(xiàn)了各種性能良好、工作可靠的變頻調(diào)速電源裝置，它們促進了變頻調(diào)速的廣泛應(yīng)用。4 控制電路 PID 算法介紹在過程控制中，按偏差的比例（P）、積分（I）和微分（D）進行控制的PID控制器（亦稱PID編輯器）是應(yīng)用最為廣泛的一種自動控制器。它具有原理簡單，易于實現(xiàn)，適用面廣，控制參數(shù)相互獨立，參數(shù)的選定比較簡單等優(yōu)點；而且在理論上可以證明，對于過程控制的典型對象──“一階滯后＋純滯后”與“二階滯后＋純滯后”的控制對象，PID控制器是一種最優(yōu)控制。PID調(diào)節(jié)規(guī)律是連續(xù)系統(tǒng)動態(tài)品質(zhì)校正的一種有效方法，它的參數(shù)整定方式簡便，結(jié)構(gòu)改變靈活（PI、PD、…）?？刂泣c目前包含三種比較簡單的ＰＩＤ控制算法，分別是：增量式算法，位置式算法，微分先行。 這三種ＰＩＤ算法雖然簡單，但各有特點，基本上能滿足一般控制的大多數(shù)要求。 直流電動機拖動和交流電動機拖動先后誕生于19世紀(jì)，距今已有100多年的歷史，并已成為動力機械的主要驅(qū)動裝置。但是，由于技術(shù)上的原因，在很長一段時期內(nèi)，占整個電力拖動系統(tǒng)80％左右的不變速拖動系統(tǒng)中采用的是交流電動機（包括異步電動機和同步電動機），而在需要進行調(diào)速控制的拖動系統(tǒng)中則基本上采用的是直流電動機。但是，由于結(jié)構(gòu)上的原因，直流電動機存在以下缺點：（1）需要定期更換電刷和換向器，維護保養(yǎng)困難，壽命較短；（2）由于直流電動機存在換向火花，難以應(yīng)用于存在易燃易爆氣體的惡劣環(huán)境；（3）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以制造大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的直流電動機。而與直流電動機相比，交流電動機則具有以下優(yōu)點：（1）結(jié)構(gòu)堅固，工作可靠，易于維護保養(yǎng)；（2）不存在換向火花，可以應(yīng)用于存在易燃易爆氣體的惡劣環(huán)境；（3）容易制造出大容量、高轉(zhuǎn)速和高電壓的交流電動機。與傳統(tǒng)的交流拖動系統(tǒng)相比，利用變頻器對交流電動機進行調(diào)速控制的交流拖動系統(tǒng)有許多優(yōu)點。在許多情況下，使用變頻器的目的是節(jié)能，尤其是對于在工業(yè)中大量使用的風(fēng)扇、鼓風(fēng)機和泵類負(fù)載來說，通過變頻器進行調(diào)速控制可以代替利用擋板和閥門進行的風(fēng)量、流量和揚程的傳統(tǒng)控制，所以節(jié)能效果非常明顯。在采用了變頻器的交流拖動系統(tǒng)中，異步電動機的調(diào)速控制是通過改變變頻器的輸出頻率實現(xiàn)的。因此，在進行調(diào)速控制時，可以通過控制頻器的輸出頻率使電動機工作在轉(zhuǎn)差較小的范圍，電動機的調(diào)速范圍較寬，并可以達到提高運行效率的目的。一般來說，通用型變頻器的調(diào)速范圍可以達到1:10以上，而高性能的矢量控制變頻器的調(diào)速范圍可以達到1:1000。此外，當(dāng)采用矢量控制方式的變頻器對異步電動機進行調(diào)速控制時，還可以直接控制電動機的輸出轉(zhuǎn)短。因此，高性能的矢量控制變頻器與變頻器專用電動機的組合在控制性能方面可以達到和超過高精度直流伺服電動機的控制性能。 變頻器的控制方式目前變頻器對電動機的控制方式大體可分為：V/f恒定控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制、非線性控制、自適應(yīng)控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、智能控制等。前四種已獲得成功應(yīng)用，并有商品化產(chǎn)品，本章只討論前2種控制方式。(1)V/f恒定控制簡介。V/f控制是在改變電動機電源頻率的同時改變電動機電源的電壓,使電動機磁通保持一定，在較寬的調(diào)速范圍內(nèi)，電動機的效率、功率因數(shù)不下降。因為是控制電壓（Voltage）與頻率 (Frequency)的比，稱為V/f恒定控制。此種控制方式比較簡單，多用于節(jié)能型變頻器，如風(fēng)機、泵類機械的節(jié)能運轉(zhuǎn)及生產(chǎn)流水線的工作臺傳動等。另外，空調(diào)等家用電器也多采用此控制方式的變頻器?？刂圃砣缦拢寒惒诫妱訖C的同步轉(zhuǎn)速由電源頻率和電動機極數(shù)決定，在改變頻率時，電動機的同步轉(zhuǎn)速隨著改變。當(dāng)電動機帶負(fù)載運行時，電動機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速略低于電動機的同步轉(zhuǎn)速，即存在轉(zhuǎn)差。轉(zhuǎn)差的大小和電動機的負(fù)載大小有關(guān)。保持V/f恒定控制是異步電動機變頻調(diào)速最基本的控制方式，它在控制電動機的電源頻率變化的同時控制變頻器的輸出電壓，并使兩者之比為恒定，從而使電動機的磁通基本保持恒定。（2）矢量控制簡介。矢量控制是一種高性能異步電動機控制方式，它基于電動機的動態(tài)數(shù)學(xué)模型，分別控制電動機的轉(zhuǎn)矩電流和勵磁電流，具有直流電動機相類似的控制性能。直流電動機具有兩套繞組，勵磁繞組和電樞繞組。兩套繞組在機械上是獨立的，在空間上互差90176。；兩套繞組在電氣上也是分開的，分別由不同電源供電。在勵磁電流恒定時，直流電動機所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電流成正比，控制直流電動機的電樞電流可以控制電動機的轉(zhuǎn)矩，因而直流電動機具有良好的控制性能。當(dāng)進行閉環(huán)控制時，可以很方便地構(gòu)成速度、電流雙閉環(huán)控制，系統(tǒng)具有良好的靜、動態(tài)性能。根據(jù)異步電動機的動態(tài)數(shù)學(xué)方程式，它具有和直流電動機的動態(tài)方程式相同的形式，因而如果選擇合適的控制策略，異步電動機應(yīng)能得到和直流電動機相類似的控制性能，這就是矢量控制。矢量控制技術(shù)經(jīng)過20多年的發(fā)展，在異步電動機變頻調(diào)速中已經(jīng)獲得廣泛應(yīng)用。但是，矢量控制技術(shù)需要對電動機參數(shù)進行正確估算，如何提高參數(shù)的準(zhǔn)確性是一直研究的課題。如果能對電動機參數(shù)(主要是轉(zhuǎn)子電阻R2)進行實時辨識，則可隨時修改系統(tǒng)參數(shù)。另外一種思路是設(shè)計新的控制方法，降低性能參數(shù)的敏感性。近年發(fā)展起來的直接轉(zhuǎn)矩控制采用滯環(huán)比較控制電壓矢量，使得磁通、轉(zhuǎn)矩跟蹤給定值，系統(tǒng)具有良好的靜、動態(tài)性能，在電氣機車、交流伺服系統(tǒng)中展現(xiàn)良好的應(yīng)用前景。：(1)變頻恒壓供水系統(tǒng)組成小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)通常是由水池、離心泵（主泵+休眠泵）、壓力傳感器、PID調(diào)節(jié)器、變頻器（主泵+休眠泵）、管網(wǎng)組成。工作流程是利用設(shè)置在管網(wǎng)上的壓力傳感器將管網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)因用水量的變化引起的水壓變化，及時將信號（420mA或010V）反饋PID調(diào)節(jié)器，PID調(diào)節(jié)器對比設(shè)定控制壓力進行運算后給出相應(yīng)的變頻指令，改變水泵的運行或轉(zhuǎn)速，使得管網(wǎng)的水壓與控制壓力一致。(2)變頻恒壓供水系統(tǒng)的參數(shù)選取1）合理選取壓力控制參數(shù)，實現(xiàn)系統(tǒng)低能耗恒壓供水。這個目的的實現(xiàn)關(guān)鍵就在于壓力控制參數(shù)的選取，通常管網(wǎng)壓力控制點的選擇有兩個：一個就是管網(wǎng)最不利點壓力恒壓控制，另一個就是泵出口壓力恒壓控制。兩者如何選擇，我們來簡單分析一下（如變頻器控制原理圖示）管網(wǎng)最不利點壓力恒定時，管網(wǎng)用水量由QMAX減少到Q1，水泵降低轉(zhuǎn)速，與用水管路特性曲線A（不變）相交于點C，水泵特性曲線下移，管網(wǎng)最不利點壓力H0。而泵出口壓力恒壓控制時，則Ha不變，用水量由QMAX減少到Q1與Ha交于B點，用水管路特性曲線A上移并通過B點，管網(wǎng)最不利點壓力變?yōu)镠b，HbH0的揚程差即為能量浪費，所以選擇管網(wǎng)最不利點的最小水頭為壓力控制參數(shù)，形成閉環(huán)壓力自控系統(tǒng)，使得水泵的轉(zhuǎn)速與PID調(diào)節(jié)器設(shè)定壓力相匹配，可以達到最大節(jié)能效果，而且實現(xiàn)了恒壓供水的目的。2）變頻器在投入運行后的調(diào)試是保證系統(tǒng)達到最佳運行狀態(tài)的必要手段。變頻器根據(jù)負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量的大小，在啟動和停止電機時所需的時間不相同，設(shè)定時間過短會導(dǎo)致變頻器在加速時過電流、在減速時過電壓保護；設(shè)定時間過長會導(dǎo)致變頻器在調(diào)速運行時使系統(tǒng)變得調(diào)節(jié)緩慢，反應(yīng)遲滯，應(yīng)變能力差，系統(tǒng)易處在短期不穩(wěn)定狀態(tài)中。為了變頻器不跳閘保護，現(xiàn)場使用當(dāng)中的許多變頻器加減速時間的設(shè)置過長，它所帶來的問題很容易被設(shè)備外表的正常而掩蓋，但是變頻器達不到最佳運行狀態(tài)。所以現(xiàn)場使用時要根據(jù)所驅(qū)動的負(fù)載性質(zhì)不同，測試出負(fù)載的允許最短加減速時間，進行設(shè)定。對于水泵電機。變頻恒壓供水系統(tǒng)的最顯著優(yōu)點就是節(jié)約電能，節(jié)能量通常在1040%。從單臺水泵的節(jié)能來看，流量越小，節(jié)能量越大。變頻恒壓供水系統(tǒng)實現(xiàn)了系統(tǒng)供水壓力穩(wěn)定而流量可在大范圍內(nèi)連續(xù)變化，從而可以保證用戶任何時候的用水壓力，不會出現(xiàn)在用水高峰期熱水器不能正常使用的情況。系統(tǒng)實行閉環(huán)供水后，用戶的水全部由管道直接供給，取消了水塔、天面水池、氣壓罐等設(shè)施，避免了用水的“二次污染”，取消了水池定期清理的工作。、管理簡便新型的小區(qū)變頻恒壓供水系統(tǒng)具備了過流、過壓、欠壓、