【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 r／min、962r／min、729r／min，、根據(jù)上述情況和車(chē)間內(nèi)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(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)風(fēng)機(jī)。該電動(dòng)機(jī)的有關(guān)參數(shù)如下：型號(hào)為YD180L—8∕6∕4電動(dòng)機(jī)有三種極對(duì)數(shù)變化，分別為8極、6極、4極。對(duì)應(yīng)于三種極對(duì)數(shù)8／6／4的額定功率為7KW/9KW/12KW，∕∕，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為740r/min∕980r/min∕1470r/min。繞組接法為△∕Y∕YY。 YD系列變極三速電動(dòng)機(jī)繞組接線圖要滿(mǎn)足對(duì)風(fēng)機(jī)的控制要求，即夏季采用4極運(yùn)轉(zhuǎn)，春秋季采用6極運(yùn)轉(zhuǎn)，冬季采用8極運(yùn)轉(zhuǎn)，我們分別定義為高速、中速和低速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。這樣功率和轉(zhuǎn)速均能滿(mǎn)足風(fēng)機(jī)的工作要求，并有裕量。 本章小結(jié)，針對(duì)具體的電機(jī)拖動(dòng)方案，結(jié)合目前市場(chǎng)上常用的電機(jī)類(lèi)型和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，論述了電動(dòng)機(jī)的選型方案，最終確定了用于本系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)類(lèi)型。第4章 電氣控制原理圖的設(shè)計(jì) 電氣控制原理圖設(shè)計(jì)方法論證電氣控制原理圖的設(shè)計(jì)方法較多，在此我們采用兩種方法來(lái)設(shè)計(jì)。 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法因風(fēng)機(jī)起動(dòng)屬于輕載起動(dòng)，可對(duì)電動(dòng)機(jī)采用全壓起動(dòng)控制電路。由于風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)有三種運(yùn)行速度，故需有三只控制按鈕分別發(fā)出指令來(lái)控制電動(dòng)機(jī)三種速度運(yùn)行?？紤]到控制柜要有短路、過(guò)載等保護(hù)，在原理圖的主回路中設(shè)置三只熱繼電器和三只熔斷器，結(jié)合三速電動(dòng)機(jī)繞組接線圖設(shè)計(jì)出圖41所示電路。圖41 三速電動(dòng)機(jī)電氣控制原理圖草圖之一該控制圖能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)低、中、高三種速度的控制，不管原來(lái)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)如何、只耍按動(dòng)按鈕SBSBSB4按鈕中的任意一只，電動(dòng)機(jī)將工作在某種轉(zhuǎn)速上。例如電動(dòng)機(jī)原為停止?fàn)顟B(tài)，我們按動(dòng)按鈕SB4，接觸器KMKM3先后吸合，使電動(dòng)機(jī)工作在高速狀態(tài)。再按按鈕SB2，接觸器KMKM3同時(shí)釋放，接著接觸器KM1吸合，電動(dòng)機(jī)由高速直接進(jìn)入低速運(yùn)行。這樣，使電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)換狀態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)速變化較大，不利于電動(dòng)機(jī)的使用。同時(shí)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量變化也將不符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求，設(shè)計(jì)技術(shù)要求中風(fēng)量控制要求在三種速度之間的轉(zhuǎn)換能逐段進(jìn)行。即起動(dòng)時(shí)先進(jìn)入低速運(yùn)行，再進(jìn)入中速，最后進(jìn)入高速運(yùn)行，不允許中速或高速直接起動(dòng)。在高速遠(yuǎn)行轉(zhuǎn)入低速運(yùn)行時(shí)，先由高速變化到中速，再轉(zhuǎn)入低速運(yùn)行；從低速切換到高速也一樣。即要求在三種速度之間轉(zhuǎn)換。不能越級(jí)直接切換，滿(mǎn)足風(fēng)機(jī)風(fēng)量控制的技術(shù)要求。根據(jù)此前提，重新設(shè)計(jì)出的三速電動(dòng)機(jī)電氣控制原理圖如圖42所示。 三速電動(dòng)機(jī)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(jìn)入電動(dòng)機(jī)的UVW1端子，電動(dòng)機(jī)工作在低速狀態(tài)。接觸器KM2吸合，三相電源進(jìn)入電動(dòng)機(jī)的UVW2端子，電動(dòng)機(jī)工作在中速狀態(tài)。接觸器KMKM3吸合，三相電源進(jìn)入電動(dòng)機(jī)UVW3端子，電動(dòng)機(jī)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(lái)控制。為避免電源同時(shí)接入U(xiǎn)l、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(jī)械互鎖和電氣互鎖。為實(shí)現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)只能低速起動(dòng)，不允許中速或高速直接起動(dòng)，在線路中設(shè)置了中間繼電器KA1，并將KA1的二對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)分別串入接觸器KM3和KM4的線圈回路，使得起動(dòng)時(shí)若不按SB2按鈕，接觸器KM1沒(méi)有吸合過(guò)，則中間繼電器KA1不可能吸合，其二對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)均處于斷開(kāi)狀態(tài)，即使按下SB3或SB4按鈕，接觸器KM2或KM4均不會(huì)吸合。亦即電動(dòng)機(jī)不會(huì)直接起動(dòng)到中速或高速狀態(tài)。而一旦從低速起動(dòng)后，中間繼電器KA1通過(guò)其自鎖觸點(diǎn)長(zhǎng)期吸合，將不影響低、中、高三種速度間的轉(zhuǎn)換。圖中電動(dòng)機(jī)一旦起動(dòng)后，低速與中速間的相互切換只要按動(dòng)SB2或SB3按鈕即可實(shí)現(xiàn)。中速與高速之間的切換同樣只要按動(dòng)SB3或SB4按鈕便能實(shí)現(xiàn)。但電動(dòng)機(jī)如工作在低速狀態(tài)，若按動(dòng)高速SB4按鈕，電動(dòng)機(jī)將不能直接進(jìn)入高速狀態(tài)，而是先進(jìn)入中速運(yùn)行，然后才自動(dòng)轉(zhuǎn)入高速狀態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)原工作在高速狀態(tài)，按低速運(yùn)行按鈕SB2情況也相同，要經(jīng)過(guò)中速遠(yuǎn)行狀態(tài)才能最后進(jìn)入低速運(yùn)行，保證三級(jí)速度的切換能逐級(jí)進(jìn)行。為保證實(shí)現(xiàn)這樣的切換程序，設(shè)置了中間繼電器KA2—KA5和時(shí)間繼電器KT1—KT4。其中中間繼電器KAKA4和時(shí)間繼電器KTKT2保證電動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)行狀態(tài)時(shí)轉(zhuǎn)入高速運(yùn)行狀態(tài)的平穩(wěn)過(guò)渡。而KAKAKTKT4的控制功能正好相反?，F(xiàn)以電動(dòng)機(jī)在低速遠(yuǎn)行時(shí)要切換到高速運(yùn)行為例來(lái)說(shuō)明線路的設(shè)計(jì)思路與工作原理。電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在低速狀態(tài)，接觸器KM1吸合，其常開(kāi)觸點(diǎn)KM13閉合使中間繼電器KA3吸合，KA3一對(duì)常閉觸點(diǎn)串在接觸器KM4線圈回路中，保證使得按下高速按鈕SB4時(shí)，雖其常開(kāi)觸點(diǎn)SB41閉合，但接觸器KM4線圈因KA3的常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)而不能得電吸合。只有等接觸器KM2吸合，其常閉觸點(diǎn)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(diǎn)回復(fù)后，KM4才能吸合，進(jìn)而使KM3吸合而使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入高速運(yùn)行。即實(shí)現(xiàn)了低速運(yùn)行時(shí)必須經(jīng)過(guò)中速狀態(tài)才能最后進(jìn)入高速運(yùn)行的目的(注意接觸器KM2吸合即使電動(dòng)機(jī)工作在中速狀態(tài))。具體工作原理如下所述。電動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)，接觸器KM1吸合，中間繼電器KA3吸臺(tái)。當(dāng)按動(dòng)高速按鈕SB4后，其常閉觸點(diǎn)SB41使KM2線圈失電釋放，同時(shí)其常開(kāi)觸點(diǎn)SB42使時(shí)間繼電器KT1線圈得電吸合。由于KT1為一斷電延時(shí)繼電器，其延時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)馬上閉合使中間繼電器KA4線圈得電吸合，KA4的常開(kāi)觸點(diǎn)KA4—1使接觸器KM2線圈得電吸合(此時(shí)因?yàn)榘粹oSB4按動(dòng)一下已復(fù)位，其常閉觸點(diǎn)SR4—2巳閉合)，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入中速運(yùn)行。串在KM2自保線路中的KA4常閉觸點(diǎn)與常開(kāi)觸點(diǎn)KA4—1共同構(gòu)成了接觸器KM2的點(diǎn)動(dòng)控制，以便實(shí)現(xiàn)從中速到高速的自動(dòng)切換。KM2吸合后，其常閉觸點(diǎn)KM2—4斷開(kāi)，使中間繼電器KA3釋放，KA3串在KM4線圈回路中的常閉觸點(diǎn)復(fù)位，為KM4線圈的得電作好準(zhǔn)備。在中間繼電器KA4吸合其常開(kāi)觸點(diǎn)KA4—1使KM2吸合的同時(shí)，另一對(duì)常開(kāi)觸點(diǎn)KA4—2使時(shí)間繼電器KT2線圈得電吸合自保并開(kāi)始延時(shí)。注意在通電延時(shí)時(shí)間繼電器KT2開(kāi)始計(jì)時(shí)時(shí)，斷電延時(shí)時(shí)間繼電器KT1也同時(shí)在進(jìn)行計(jì)時(shí)。因?yàn)榘粹oSB4的常開(kāi)觸點(diǎn)SB4—2是合一下馬上斷開(kāi)的。當(dāng)時(shí)間繼電器KT2延時(shí)到后，其延時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使接觸器KM4線圈只要接觸器KM2常閉觸點(diǎn)KM22回復(fù)即可吸合。當(dāng)KT1延時(shí)到后，其延時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)使KA4線圈失電，KA4釋放，KA4的常開(kāi)觸點(diǎn)KA41和常閉觸點(diǎn)保證KM2線圈失電釋放，使KM22復(fù)位，這樣KM4得電吸合，其常開(kāi)觸點(diǎn)又使接觸器KM3吸合，KM3常閉觸點(diǎn)KM33又使KT2失電釋放，電動(dòng)機(jī)白動(dòng)進(jìn)入高速狀態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行。從而實(shí)現(xiàn)低速運(yùn)行經(jīng)中速自動(dòng)切換到高速的控制日的。通過(guò)分析，值得注意的是時(shí)間繼電器KT1的延時(shí)時(shí)間要比KT2略長(zhǎng)。如相反，當(dāng)KT1延時(shí)一到，其延時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)使KA4釋放，從而使KM2釋放。促此時(shí)KT2的延時(shí)常開(kāi)觸點(diǎn)仍未閉合，使KM4能吸合，電動(dòng)機(jī)將失電停機(jī)。等到KT2延時(shí)到后才又使KM4吸合，進(jìn)而KM3吸合，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入高速運(yùn)轉(zhuǎn)。這樣在中速自動(dòng)切換到高速過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的短暫失電，不利于控制。同理，時(shí)間繼電器KT3的延時(shí)時(shí)間也要比KT4略長(zhǎng)些。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作在高速狀態(tài)，按動(dòng)低速按鈕SB2后的工作原理與上述類(lèi)似，只不過(guò)此時(shí)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(diǎn)數(shù)都較多，我們?cè)谶x擇元器件時(shí)要選有相應(yīng)常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)數(shù)的類(lèi)型以滿(mǎn)足要求，否則需用中間繼電器來(lái)擴(kuò)大觸點(diǎn)數(shù)目。，但還不完善。因設(shè)計(jì)技術(shù)要求中還要有低、中、高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的指示，發(fā)生故障時(shí)的指示，以及電動(dòng)機(jī)定子電流的指示。為此我們?cè)O(shè)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(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)指示燈，以便能通過(guò)某一指示燈的發(fā)亮清楚知道電動(dòng)機(jī)的工作情況。而HL1一HL3分別指示低、中、高速時(shí)電動(dòng)機(jī)的過(guò)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(shè)置一交流電流表和電流互感器來(lái)共同實(shí)現(xiàn)。標(biāo)上各電器接線端子標(biāo)志后，三速電動(dòng)機(jī)的電氣控制原理圖已設(shè)計(jì)完畢。其中中間繼電器KA6一KA8是為了擴(kuò)大接觸器KMKMKM2的輔助觸點(diǎn)數(shù)而設(shè)置。因適合該功率電動(dòng)機(jī)控制的各種類(lèi)型接觸器中輔助觸點(diǎn)最多為2常開(kāi)常閉。 一般低壓電器接線端子的標(biāo)志，項(xiàng)目代號(hào)的具體含義與有關(guān)內(nèi)容可參閱國(guó)家標(biāo)形GB5094—85《電氣技術(shù)中的項(xiàng)目代號(hào))。由于該控制設(shè)備不很復(fù)雜，所以我們沒(méi)有設(shè)置高層代號(hào)與位置代號(hào)，而只設(shè)種類(lèi)代號(hào)，種類(lèi)代號(hào)的前綴符號(hào)為“一”。 邏輯設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)前述實(shí)例我們?cè)谠O(shè)計(jì)三速電動(dòng)機(jī)電氣控制原理圖時(shí)采用的是經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法，下面我們?cè)儆眠壿嬙O(shè)計(jì)法來(lái)設(shè)計(jì)三速電動(dòng)機(jī)電氣控制原理圖。由前面的分析可知電動(dòng)機(jī)在正常情況下共有四種狀態(tài)，即停止、低速、中速、高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，并且由SBSBSBSB4四只按鈕來(lái)分別控制。其中KM1吸合，電動(dòng)機(jī)工作在低速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，KM2吸合為中速運(yùn)轉(zhuǎn)。KMKM4吸合為高速運(yùn)轉(zhuǎn)。現(xiàn)在，我們計(jì)劃仍然由SB1~SBKM1~ KM4來(lái)共同完成對(duì)電動(dòng)機(jī)四種工作狀態(tài)的控制()，則邏輯設(shè)計(jì)法設(shè)計(jì)的過(guò)程如下所述： 三速電動(dòng)機(jī)電氣控制原理圖工作循環(huán)圖根據(jù)前述，為滿(mǎn)足對(duì)紡織車(chē)間全年的溫、濕度控制要求，對(duì)電動(dòng)機(jī)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(dòng)作節(jié)拍表及主令元件狀態(tài)表根據(jù)執(zhí)行元件對(duì)應(yīng)的電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)和電動(dòng)機(jī)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(méi)有標(biāo)上KM4，是因?yàn)镵MKM3的動(dòng)作狀態(tài)相同,可把他們理解成—只雙線圈接觸器KM3)。設(shè)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(fù)特征碼0000E組：0、2程序重復(fù)特征碼0000C組：0、3程序重復(fù)特征碼0000D組：0、4程序重復(fù)特征碼0000E組：0、5程序重復(fù)特征碼0000F組：2程序重復(fù)特征碼0000G組：3程序重復(fù)特征碼0000H組：4程序重復(fù)特征碼0000I組：5程序重復(fù)特征碼1000；0000J組：3程序重復(fù)特征碼0000K組：4程序重復(fù)特征碼0100；0000L組：5程序重復(fù)特征碼0000M組：4程序重復(fù)特征碼0000N組：5程序重復(fù)特征碼0000O組：5程序重復(fù)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(shè)置。為將各待相區(qū)分組分開(kāi)，我們?cè)O(shè)置了KAl、KAKA3三個(gè)中間繼電器，見(jiàn)表2。列寫(xiě)元件邏輯函數(shù)式，畫(huà)出控制電路圖① 列寫(xiě)元件邏輯函數(shù)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(xiě)如下： 41 42 43 44 45 46⑨ 繪制電氣控制圖。 三速電動(dòng)機(jī)電氣控制原理草圖在圖中，若電動(dòng)機(jī)原處于停止?fàn)顟B(tài)，則起動(dòng)只能進(jìn)入低速運(yùn)轉(zhuǎn)，不能直接進(jìn)入中、高速運(yùn)轉(zhuǎn)；因若SB2沒(méi)按動(dòng)過(guò)，則KA1將不會(huì)吸合，其所有常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)。即使按下SB3或SB4，KA2或KA3也不會(huì)吸合，則KMKM3不會(huì)吸合。按SB2后，KAKM1得電吸合，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入低速運(yùn)轉(zhuǎn)。按SB3后，KA2吸合，此時(shí)KA1繼續(xù)保持吸合，然后KM1釋放，KM2吸合，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入中速運(yùn)轉(zhuǎn)。若在按SB3前先按SB4，因此時(shí)KA2沒(méi)吸合，KA3將不能吸合，工作狀態(tài)將不變。說(shuō)明從低速狀態(tài)不可能直接切換