【文章內容簡介】 r／min、962r／min、729r／min，、根據上述情況和車間內有交流380V，50Hz的二相電源，我們選用YD系列變極三速異步電動機來拖動風機。該電動機的有關參數如下：型號為YD180L—8∕6∕4電動機有三種極對數變化，分別為8極、6極、4極。對應于三種極對數8／6／4的額定功率為7KW/9KW/12KW，∕∕，滿載轉速為740r/min∕980r/min∕1470r/min。繞組接法為△∕Y∕YY。 YD系列變極三速電動機繞組接線圖要滿足對風機的控制要求，即夏季采用4極運轉，春秋季采用6極運轉，冬季采用8極運轉，我們分別定義為高速、中速和低速運轉狀態(tài)。這樣功率和轉速均能滿足風機的工作要求，并有裕量。 本章小結，針對具體的電機拖動方案，結合目前市場上常用的電機類型和系統(tǒng)的設計要求，論述了電動機的選型方案，最終確定了用于本系統(tǒng)的電動機類型。第4章 電氣控制原理圖的設計 電氣控制原理圖設計方法論證電氣控制原理圖的設計方法較多，在此我們采用兩種方法來設計。 經驗設計法因風機起動屬于輕載起動，可對電動機采用全壓起動控制電路。由于風機和電動機有三種運行速度，故需有三只控制按鈕分別發(fā)出指令來控制電動機三種速度運行?？紤]到控制柜要有短路、過載等保護，在原理圖的主回路中設置三只熱繼電器和三只熔斷器，結合三速電動機繞組接線圖設計出圖41所示電路。圖41 三速電動機電氣控制原理圖草圖之一該控制圖能實現(xiàn)電動機低、中、高三種速度的控制，不管原來電動機的運行狀態(tài)如何、只耍按動按鈕SBSBSB4按鈕中的任意一只，電動機將工作在某種轉速上。例如電動機原為停止狀態(tài)，我們按動按鈕SB4，接觸器KMKM3先后吸合，使電動機工作在高速狀態(tài)。再按按鈕SB2，接觸器KMKM3同時釋放，接著接觸器KM1吸合，電動機由高速直接進入低速運行。這樣，使電動機在轉換狀態(tài)時的轉速變化較大，不利于電動機的使用。同時風機的風量變化也將不符合設計技術要求，設計技術要求中風量控制要求在三種速度之間的轉換能逐段進行。即起動時先進入低速運行，再進入中速，最后進入高速運行，不允許中速或高速直接起動。在高速遠行轉入低速運行時，先由高速變化到中速，再轉入低速運行；從低速切換到高速也一樣。即要求在三種速度之間轉換。不能越級直接切換，滿足風機風量控制的技術要求。根據此前提，重新設計出的三速電動機電氣控制原理圖如圖42所示。 三速電動機電氣控制原理圖草圖之二在此圖中接觸器KMl吸合，三相電源進入電動機的UVW1端子，電動機工作在低速狀態(tài)。接觸器KM2吸合，三相電源進入電動機的UVW2端子，電動機工作在中速狀態(tài)。接觸器KMKM3吸合，三相電源進入電動機UVW3端子，電動機工作在高速狀態(tài)。低中高三種工作狀態(tài)分別由按鈕SBSBSB4來控制。為避免電源同時接入Ul、VWUVW2及UVW3三者之中的任意二處，在接觸器KMKM2及KM4線圈回路中接入了機械互鎖和電氣互鎖。為實現(xiàn)在電動機起動時只能低速起動，不允許中速或高速直接起動，在線路中設置了中間繼電器KA1，并將KA1的二對常開觸點分別串入接觸器KM3和KM4的線圈回路，使得起動時若不按SB2按鈕，接觸器KM1沒有吸合過，則中間繼電器KA1不可能吸合，其二對常開觸點均處于斷開狀態(tài)，即使按下SB3或SB4按鈕，接觸器KM2或KM4均不會吸合。亦即電動機不會直接起動到中速或高速狀態(tài)。而一旦從低速起動后，中間繼電器KA1通過其自鎖觸點長期吸合，將不影響低、中、高三種速度間的轉換。圖中電動機一旦起動后，低速與中速間的相互切換只要按動SB2或SB3按鈕即可實現(xiàn)。中速與高速之間的切換同樣只要按動SB3或SB4按鈕便能實現(xiàn)。但電動機如工作在低速狀態(tài)，若按動高速SB4按鈕，電動機將不能直接進入高速狀態(tài)，而是先進入中速運行，然后才自動轉入高速狀態(tài)穩(wěn)定運行。電動機原工作在高速狀態(tài)，按低速運行按鈕SB2情況也相同，要經過中速遠行狀態(tài)才能最后進入低速運行，保證三級速度的切換能逐級進行。為保證實現(xiàn)這樣的切換程序，設置了中間繼電器KA2—KA5和時間繼電器KT1—KT4。其中中間繼電器KAKA4和時間繼電器KTKT2保證電動機在低速運行狀態(tài)時轉入高速運行狀態(tài)的平穩(wěn)過渡。而KAKAKTKT4的控制功能正好相反?，F(xiàn)以電動機在低速遠行時要切換到高速運行為例來說明線路的設計思路與工作原理。電動機運行在低速狀態(tài)，接觸器KM1吸合，其常開觸點KM13閉合使中間繼電器KA3吸合，KA3一對常閉觸點串在接觸器KM4線圈回路中，保證使得按下高速按鈕SB4時，雖其常開觸點SB41閉合，但接觸器KM4線圈因KA3的常閉觸點斷開而不能得電吸合。只有等接觸器KM2吸合，其常閉觸點KM24使中間繼電器KA3失電釋放，KA3串在KM4線圈回路中的常閉觸點回復后，KM4才能吸合，進而使KM3吸合而使電動機轉入高速運行。即實現(xiàn)了低速運行時必須經過中速狀態(tài)才能最后進入高速運行的目的(注意接觸器KM2吸合即使電動機工作在中速狀態(tài))。具體工作原理如下所述。電動機在低速運行時，接觸器KM1吸合，中間繼電器KA3吸臺。當按動高速按鈕SB4后，其常閉觸點SB41使KM2線圈失電釋放，同時其常開觸點SB42使時間繼電器KT1線圈得電吸合。由于KT1為一斷電延時繼電器，其延時常開觸點馬上閉合使中間繼電器KA4線圈得電吸合，KA4的常開觸點KA4—1使接觸器KM2線圈得電吸合(此時因為按鈕SB4按動一下已復位，其常閉觸點SR4—2巳閉合)，電動機進入中速運行。串在KM2自保線路中的KA4常閉觸點與常開觸點KA4—1共同構成了接觸器KM2的點動控制，以便實現(xiàn)從中速到高速的自動切換。KM2吸合后，其常閉觸點KM2—4斷開，使中間繼電器KA3釋放，KA3串在KM4線圈回路中的常閉觸點復位，為KM4線圈的得電作好準備。在中間繼電器KA4吸合其常開觸點KA4—1使KM2吸合的同時，另一對常開觸點KA4—2使時間繼電器KT2線圈得電吸合自保并開始延時。注意在通電延時時間繼電器KT2開始計時時，斷電延時時間繼電器KT1也同時在進行計時。因為按鈕SB4的常開觸點SB4—2是合一下馬上斷開的。當時間繼電器KT2延時到后，其延時常開觸點閉合，使接觸器KM4線圈只要接觸器KM2常閉觸點KM22回復即可吸合。當KT1延時到后，其延時常開觸點斷開使KA4線圈失電，KA4釋放，KA4的常開觸點KA41和常閉觸點保證KM2線圈失電釋放，使KM22復位，這樣KM4得電吸合，其常開觸點又使接觸器KM3吸合，KM3常閉觸點KM33又使KT2失電釋放，電動機白動進入高速狀態(tài)穩(wěn)定運行。從而實現(xiàn)低速運行經中速自動切換到高速的控制日的。通過分析，值得注意的是時間繼電器KT1的延時時間要比KT2略長。如相反，當KT1延時一到，其延時常開觸點斷開使KA4釋放，從而使KM2釋放。促此時KT2的延時常開觸點仍未閉合，使KM4能吸合，電動機將失電停機。等到KT2延時到后才又使KM4吸合，進而KM3吸合，電動機轉入高速運轉。這樣在中速自動切換到高速過程中會出現(xiàn)電動機的短暫失電，不利于控制。同理，時間繼電器KT3的延時時間也要比KT4略長些。當電動機工作在高速狀態(tài)，按動低速按鈕SB2后的工作原理與上述類似，只不過此時工作的電器換成了KAKAKTKT4而巳，讀者可自行分析。，各按鈕、接觸器用到的觸點數都較多，我們在選擇元器件時要選有相應常開、常閉觸點數的類型以滿足要求，否則需用中間繼電器來擴大觸點數目。，但還不完善。因設計技術要求中還要有低、中、高速運轉狀態(tài)的指示，發(fā)生故障時的指示，以及電動機定子電流的指示。為此我們設置HLHLHLHL8故障指示燈，HL4一HL7工作狀態(tài)指示燈。其中HL4為工作電源指示燈，HL5一HL7分別為低、中、高速運轉狀態(tài)指示燈，以便能通過某一指示燈的發(fā)亮清楚知道電動機的工作情況。而HL1一HL3分別指示低、中、高速時電動機的過載故障，HL8指示主回路的短路故障現(xiàn)象、定子電流指示在主回路中設置一交流電流表和電流互感器來共同實現(xiàn)。標上各電器接線端子標志后，三速電動機的電氣控制原理圖已設計完畢。其中中間繼電器KA6一KA8是為了擴大接觸器KMKMKM2的輔助觸點數而設置。因適合該功率電動機控制的各種類型接觸器中輔助觸點最多為2常開常閉。 一般低壓電器接線端子的標志，項目代號的具體含義與有關內容可參閱國家標形GB5094—85《電氣技術中的項目代號)。由于該控制設備不很復雜，所以我們沒有設置高層代號與位置代號，而只設種類代號，種類代號的前綴符號為“一”。 邏輯設計法設計前述實例我們在設計三速電動機電氣控制原理圖時采用的是經驗設計法，下面我們再用邏輯設計法來設計三速電動機電氣控制原理圖。由前面的分析可知電動機在正常情況下共有四種狀態(tài)，即停止、低速、中速、高速運轉狀態(tài)，并且由SBSBSBSB4四只按鈕來分別控制。其中KM1吸合，電動機工作在低速運轉狀態(tài)，KM2吸合為中速運轉。KMKM4吸合為高速運轉?，F(xiàn)在，我們計劃仍然由SB1~SBKM1~ KM4來共同完成對電動機四種工作狀態(tài)的控制()，則邏輯設計法設計的過程如下所述： 三速電動機電氣控制原理圖工作循環(huán)圖根據前述，為滿足對紡織車間全年的溫、濕度控制要求，對電動機的控制我們可確定如下工作程序： 系統(tǒng)功能框圖作執(zhí)行幾件動作節(jié)拍表及主令元件狀態(tài)表根據執(zhí)行元件對應的電動機工作狀態(tài)和電動機工作程序，我們作出如表2的工作狀態(tài)表(表中執(zhí)行元件我們沒有標上KM4，是因為KMKM3的動作狀態(tài)相同,可把他們理解成—只雙線圈接觸器KM3)。設置中間記憶元件① 程序特征碼。表2—4中各程序的特征碼如下：“0”程序特征碼：0000“1”程序特征碼：1000；0000“2”程序特征碼：0100；0000“3”程序特征碼：0010；0000“4”程序特征碼：0100；0000“5”程序特征碼：1000；0000② 確定待相區(qū)分組。表2的待相區(qū)分組有以下15組：A組：0、1程序重復特征碼0000E組：0、2程序重復特征碼0000C組：0、3程序重復特征碼0000D組：0、4程序重復特征碼0000E組：0、5程序重復特征碼0000F組：2程序重復特征碼0000G組：3程序重復特征碼0000H組：4程序重復特征碼0000I組：5程序重復特征碼1000；0000J組：3程序重復特征碼0000K組：4程序重復特征碼0100；0000L組：5程序重復特征碼0000M組：4程序重復特征碼0000N組：5程序重復特征碼0000O組：5程序重復特征碼0000將這些待相區(qū)分組填入表2。③ 中間記憶元件的設置。為將各待相區(qū)分組分開，我們設置了KAl、KAKA3三個中間繼電器，見表2。列寫元件邏輯函數式，畫出控制電路圖① 列寫元件邏輯函數式。由表2我們將中間記憶元件和執(zhí)行元件的邏輯式列寫如下： 41 42 43 44 45 46⑨ 繪制電氣控制圖。 三速電動機電氣控制原理草圖在圖中，若電動機原處于停止狀態(tài)，則起動只能進入低速運轉，不能直接進入中、高速運轉；因若SB2沒按動過，則KA1將不會吸合，其所有常開觸點斷開。即使按下SB3或SB4，KA2或KA3也不會吸合，則KMKM3不會吸合。按SB2后，KAKM1得電吸合，電動機進入低速運轉。按SB3后，KA2吸合，此時KA1繼續(xù)保持吸合，然后KM1釋放，KM2吸合，電動機進入中速運轉。若在按SB3前先按SB4，因此時KA2沒吸合，KA3將不能吸合，工作狀態(tài)將不變。說明從低速狀態(tài)不可能直接切換