1、 編號： 機電一體化實訓說明書題 目：三相異步電動機星三角 起動控制系統 院 （系）： 機電工程學院 專 業：機械設計制造及其自動化學生姓名： 陳增華 學 號： 0901120640 指導教師： 諸葛致 2012年 12月25日前 言設計三相異步電動機（型號為Y200L-4，額定功率為30kw）電氣控制系統主線路、控制線路，要求控制方案安全、可靠，經濟投入盡可能少。首先查閱型號為Y200L-4額定功率為30kw的三相異步電動機的各種參數（要求注明出處），根據各種參數計算驗證電機的額定電流，計算結果應與查得的額定電流相符，否則數據有誤。電流驗證無誤后，再設計并繪制電氣控制系統原理圖，并根據電機額

2、定電流計算電機帶上額定負載時電路各處的電流值，計算各種電器(如交流接觸器、熱繼電器、熔斷器、自動空氣開關、時間繼電器、電纜線等)的相關參數，然后選擇電器具體的型號，并繪制電器元件明細表。繪制電氣安裝接線圖，并再實驗臺上進行接線、通電、調試、運行。本文首先分析了三相異步電動機的工作原理及穩態工作特性，然后分析了三相異步電動機的啟動特性及影響三相異步電動機啟動特性的因素。星形三角形降壓啟動是指電動機啟動時，把定子繞組接成星形（Y），以降低啟動電壓，限制啟動電流；待電機啟動后，再把定子繞組改接成三角形（），使電動機全壓運行。只有正常運行時定子繞組作三角形（）聯接的異步電動機才可以采用這種降壓啟動方法

3、。電動機啟動時接成星形，加在每相定子繞組上的啟動電壓只有三角形接法直接啟動時的13，啟動電流為直接采用三角形接法的13，啟動轉矩也只有三角形接法直接啟動時的13。所以這種降壓啟動方法只適用于輕載或空載下啟動。此時，額定轉矩與負載可以匹配，這樣能使電動機的效率有所提高。星形-三角形降壓啟動的最大優點是設備簡單，價格低，因而獲得較廣泛的應用。采用星三角啟動方式時，啟動電流不會對電網造成過大沖擊，但轉矩變小，所以只適用于無載或輕載啟動的場合。目 錄前 言21.系統概述42.各部分設計、計算及分析42.1 查閱電機資料4由國產Y系列三相異步電動機型號大全的網址查閱得知電機的具體參數如下：42.2繪制電

4、動機 Y-起動過程分析與控制原理圖繪制52.3電動機定子繞組 Y形接法和形接法的電流、 電壓分析52.4計算各種電器63.電動機Y-起動電氣控制系統電器選用一覽表9結論10謝 辭11參考文獻12附圖：131. 系統概述在工程設計中, 我們經常對不滿足全壓起動條件的電動機采用降壓起動的方式, 其中 Y-起動方式以其設備價格低、 起動電流小、 控制方式簡單、維護方便等優點在民用建筑電氣設計中被普遍采用。線路設計思想：Y降壓起動也稱為星形三角形降壓起動，簡稱星三角降壓起動。這一線路的設計思想仍是按時間原則控制起動過程。所不同的是，在起動時將電動機定子繞組接成星形，每相繞組承受的電壓為電源的相電壓22

5、0V，減小了起動電流對電網的影響。而在其起動后期則按預先整定的時間換接成三角形接法，每相繞組承受的電壓為電源的線電壓380V，電動機進入正常運行。凡是正常運行時定子繞組接成三角形的鼠籠式異步電動機，均可采用這種線路。2.各部分設計、計算及分析2.1 查閱電機資料課設題目中的三相異步電動機型號為Y200L-4其中 Y表示的是Y系列200表示的是機座中心高度L表示的是長鐵芯4表示此電機是4級由國產Y系列三相異步電動機型號大全的網址查閱得知電機的具體參數如下：型 號額定功率 額定電流 轉速 效率 功率因數 堵轉轉矩堵轉電流最大轉矩噪聲振動速度 重量額定轉矩額定電流額定轉矩1級2級kWAr/min%C

6、OS倍倍倍dB(A)mm/skgY200L-43056.8147092.20.87272.279841.82532.2繪制電動機 Y-起動過程分析與控制原理圖繪制第 1 階段, 電動機定子繞組 Y接起動.當按下起動按鈕 SB2時, 接觸器 KM1 得電, 配電回路中主觸點閉合, 使電動機定子繞組端子接通電源; 同時接觸器 KM3 得電, 其主觸點閉合, 使電動機定子繞組端子短接, 此時電動機定子繞組接成 Y 形, 并開始起動運轉。第 2 階段, 電動機定子繞組接線, 轉入正常運行, 經時間繼電器 KT延時, 電動機 Y運行達到一定轉速, KT 常閉觸點打開, 接觸器KM3 失電, 其主觸點斷開

7、、 常閉輔助觸點閉合,使接觸器 KM2 得電 ( 接觸器 KM2,KM3 互鎖),KM2 主觸點閉合, 定子繞組端子相接, 此時電動機定子繞組接成形, Y-起動過程結束, 進入正常形運行狀態。得出以下設計圖：左邊為主回路 右邊為控制回路2.3電動機定子繞組 Y形接法和形接法的電流、 電壓分析當電動機定子繞組為 Y形接法時,定子繞組端電壓為相電壓:ZUIIeAYAN3=當電動機定子繞組為形接法時, 定子繞組端電壓為線電壓:由上可知：定子繞組Y形接法時線路電流只有接法時線路電流的 1/3 倍; 定子繞組接法時繞組內的電流為線路電流的 1/ 倍。對于Y- 起動的電動機主回路接線在建筑電氣通用圖集中列

8、出：2.4計算各種電器額定電流=額定功率/（U*功率因數*效率）=56.8Ie為電動機額定電流各種電器的選定均由Ie整定空氣開關(QS)的選擇QS 通常選用電動機保護型, 應按 Ie 來選擇。在 Y-起動時, 起動電流僅為直接起動時電流的 ( 1/3) 倍, 所以選用電動機保護型的 QF完全能滿足起動要求。為滿足電機的超載運行，最大電流選擇電動機額定電流Ie 的1.5-2.5倍QS斷路器的電流=電動機額定電流*1.5-2.5A=85.2A-142A 應該選取正泰斷路器158-125 2P 100A 正泰空氣開關 DZ158 100A 2P 價格：46接觸器 ( 主接觸器KM1, 角接觸器KM2

9、, 星接觸器KM3) 的選擇主接觸器KM1, 角接觸器KM2都串聯在電動機的繞組中，所以它們具有相同的相電流KM1, KM2 的額定電流值以 依據選擇。起動電流持續的時間很短, 不足以燒毀電氣設備, 因此 KM3 的額定值可按 ( 1/3) Ie 來選擇。一些設計中, KM1, KM2, KM3 全部用 Ie 來選擇, 顯然是浪費的。KM1, KM2接觸器的電流=電動機額定電流/=56.8/A=32.79A選取交流接觸器32A（LC1） CJX2-3210 380V 銀點 價格：38*2KM3接觸器的電流=0.47*電動機額定電流=0.47*56.8A=26.7A選取交流CJX2接觸器25A（

10、LC1）CJX2-2510 380V 銀點 價格：32熱繼電器 (FR1，FR2) 的選擇FR1的主要作用是用于電動機的過載保護, 在電動機運行的過程中若過載時間太長, 繞組溫升超過允許值, 絕緣老化速度加快就會縮短電動機的使用壽命、 在嚴重的情況下甚至會燒壞。其熱元件的額定電流值應以Ie為依據選擇, 保證 Ie值 KH可調范圍之內。串聯在電動機的繞組中，所以它們具有相同的相電流。是繞組外邊的所以選取1.2倍電動機額定電流FR1熱繼電器的電流=電動機額定電流*1.2=56.8*1.2A=68.16A選取正泰熱過載繼電器JRS1-40/Z 70A 價格：60FR2熱繼電器的電流在2A以下即可選取

11、正泰熱繼電器JR36-20/3.2A 價格：12熔斷器(主回路FU1，控制回路FU2)的選擇主回路FR1按電動機額定電流選定，一般選擇主回路選額定電流的1.5-2.5倍FU1熔斷器整定電流=電動機額定電流*1.5-2.5A=85.2A-142A選取MRO茗熔RGS11 CR2L GSB 380V 100A螺栓連接式熔斷體快速熔斷器 價格：100控制回路用2A的熔斷器足夠了。FU2熔斷器整定電流=2A選取RL1-15螺旋式熔斷器 熔斷體380V2A陶瓷保險絲 價格：1時間繼電器（KT）的選擇KT在控制回路中，選擇2A以下容量的即可應該選取JS14S -3 價格：29時間繼電器時間設定：電動機所帶

12、的機械負載由于慣量不同，會造成電動機啟動時間不同，大多數設備是屬于輕載啟動，第一次啟動電動機不清楚啟動時間有多長，所以不可能正確設定啟動時間。選擇手動啟動，當啟動電動機后開始看表計時，等電動機達到高速，如果有電流表看電流讀數退回到最低值時，這段時間就是啟動時間，為了可靠安全在剛才測量到的時間上再加2-3秒。把它作為時間繼電器最終設定值。時間設定后是否正確，可以用下面辦法檢查：把控制箱電動機輸入熔斷器熔芯去掉，再按啟動按鈕，這時可以看接觸器轉換時間是否正確。電纜線的選擇30KW三相異步電動機工作電流57A，穿管時可選用YJV-1000V-3*10+1*6mm2-3*16+1*10mm2銅芯電纜埋

13、地可選用YJV22-1000V-3*10+1*6mm2-3*16+1*10mm2銅芯電纜3.電動機Y-起動電氣控制系統電器選用一覽表種類選擇型號單價空氣開關(QS)正泰斷路器158-125 2P 100A 正泰空氣開關 DZ158 100A 2P 46主接觸器KM1交流接觸器32A（LC1） CJX2-3210 380V 銀點38角接觸器KM2交流接觸器32A（LC1） CJX2-3210 380V 銀點38星接觸器KM3交流CJX2接觸器25A（LC1）CJX2-2510 380V 銀點32熱繼電器FR1正泰熱過載繼電器JRS1-40/Z 70A60熱繼電器FR2正泰熱繼電器JR36-20/

14、3.2A12熔斷器主回路FU1MRO茗熔RGS11 CR2L GSB 380V 100A螺栓連接式熔斷體快速熔斷器100熔斷器控制回路FU2RL1-15螺旋式熔斷器 熔斷體380V2A陶瓷保險絲1時間繼電器KTJS14S -329穿管電纜線YJV-1000V-3*10+1*6mm2-3*16+1*10mm2銅芯電纜略埋地電纜線YJV22-1000V-3*10+1*6mm2-3*16+1*10mm2銅芯電纜略總價356結論三相異步電動機星三角啟動的優點是附加設備少，操作簡便。所以現在生產的小型異步電動機常采用這種方法。為了便于采用星三角啟動，小型異步電動機的定子繞組一般設計成三角形連接，剛開始采

15、用星型連接的電流是三角連接的三分之一，從而減小啟動電流，保護電網安全，待啟動后改為三角形連接，轉矩就為開始星連接的三倍，從而保證對電機力矩的要求。通過這次的課程設計，我對于電動機的自動化過程有了更深的了解，學會了用控制元件來控制電機的啟動和停止，了解了各類控制元件的實際應用和參數，學會了根據電機的型號對控制系統的電器型號來選擇，學習到了如何計算電機繼電保護電器的參數，這些都是很有實際作用的，對于即將踏入社會的我們有很大的幫助。謝 辭一個星期的課程實訓很快結束了，回顧這段時間，收獲頗多，此次實訓是對大學所學電氣課程的一個綜合考查，從中體會到了所學知識的目的和意義，掌握了初步設計的方法，為以后的學習和工作打下了良好的基礎。此次的實訓是在諸葛老師的精心指導下認真完成的。在整個實訓過程中，遇到了很多疑點和難點，這些問題都在老師的耐心指導下一一解決，給我們提供了很多有關的書籍資料，鍛煉了自己解決問題的能力，并且得到了許多其他老師和同學的幫助，使得本次實訓得以圓滿完成，在此向范老師表示衷心的感謝，并向其他老師和同學獻上我真誠的謝意。在整個實訓過程中，我們體會到了應用所學知識的樂趣，同時在實踐過程中也才知道自己所學知識的淺