三相异步电动机星三角起动电气控制系统.doc

2011电气工程及其自动化专业电机控制综合课程设计三相异步电动机星三角起动电气控制系统课设题目：设计三相异步电动机（型号为Y200L-4，额定功率为30kw）电气控制系统主线路、控制线路，要求控制方案安全、可靠，经济投入尽可能少设计并绘制电气控制系统原理图，计算各种电器(如交流接触器、热继电器、自动空气开关、时间继电器、电缆线等)的相关参数，然后选择电器具体的型号，并进行接线、调试、运行；要求绘制电器元件明细表参考书目：实用电动机控制电路200例.齐宝林等编.福建科学技术出版社.索书号:TM320.12/5概述： 在工程设计中, 我们经常对不满足全压起动条件的电动机采用降压起动的方式, 其中 Y-△起动方式以其设备价格低、 起动电流小、 控制方式简单、维护方便等优点在民用建筑电气设计中被普遍采用设计步骤一：查阅电机资料课设题目中的三相异步电动机型号为Y200L-4其中 Y表示的是Y系列200表示的是机座中心高度L表示的是长铁芯4表示此电机是4级由西安电机厂经销处的网址查阅得知电机的具体参数如下：型 号额定功率 额定电流 转速 效率 功率因数 堵转转矩堵转电流最大转矩噪声振动速度 重量额定转矩额定电流额定转矩1级2级kWAr/min%COSФ倍倍倍dB(A)mm/skgY200L-43056.8147092.20.87272.279841.8253设计步骤二：绘制电动机 Y-△起动过程分析与控制原理图绘制工作过程详见《电气控制与可编程控制器技术》课本P45第 1 阶段, 电动机定子绕组 Y接起动.当按下起动按钮 SB2时, 接触器 KM1 得电, 配电回路中主触点闭合, 使电动机定子绕组端子接通电源; 同时接触器 KM3 得电, 其主触点闭合, 使电动机定子绕组端子短接, 此时电动机定子绕组接成 Y 形, 并开始起动运转。

第 2 阶段, 电动机定子绕组△接线, 转入正常运行, 经时间继电器 KT延时, 电动机 Y运行达到一定转速, KT 常闭触点打开, 接触器KM3 失电, 其主触点断开、 常闭辅助触点闭合,使接触器 KM2 得电 ( 接触器 KM2,KM3 互锁),KM2 主触点闭合, 定子绕组端子相接, 此时电动机定子绕组接成△形, Y-△起动过程结束, 进入正常△形运行状态.得出以下设计图：左边为主回路 右边为控制回路设计步骤三：电动机定子绕组 Y形接法和△形接法的电流、 电压分析当电动机定子绕组为 Y形接法时,定子绕组端电压为相电压:当电动机定子绕组为△形接法时, 定子绕组端电压为线电压:由上可知：定子绕组Y形接法时线路电流只有△接法时线路电流的 1/3 倍; 定子绕组△接法时绕组内的电流为线路电流的 1/ 倍
对于Y- △起动的电动机主回路接线在《建筑电气通用图集》中列出：设计步骤四：计算各种电器额定电流=额定功率/（UI*功率因数）=56.8Ie为电动机额定电流各种电器的选定均由Ie整定空气开关(QS)的选择QS 通常选用电动机保护型, 应按 Ie 来选择在 Y-△起动时, 起动电流仅为直接起动时电流的 ( 1/3) 倍, 所以选用电动机保护型的 QF完全能满足起动要求。

为满足电机的超载运行，最大电流选择电动机额定电流Ie 的1.5-2.5倍QS断路器的电流=电动机额定电流*1.5-2.5A=85.2A-142A 应该选取正泰断路器158-125 2P 100A 正泰空气开关 DZ158 100A 2P 价格：46接触器 ( 主接触器KM1, 角接触器KM2, 星接触器KM3) 的选择主接触器KM1, 角接触器KM2都串联在电动机的绕组中，所以它们具有相同的相电流KM1, KM2 的额定电流值以 为依据选择起动电流持续的时间很短, 不足以烧毁电气设备, 因此 KM3 的额定值可按 ( 1/3) Ie 来选择一些设计中, KM1, KM2, KM3 全部用 Ie 来选择, 显然是浪费的KM1, KM2接触器的电流=电动机额定电流/=56.8/A=32.79A选取交流接触器32A（LC1） CJX2-3210 380V 银点 价格：38*2KM3接触器的电流=0.47*电动机额定电流=0.47*56.8A=26.7A选取交流CJX2接触器25A（LC1）CJX2-2510 380V 银点 价格：32热继电器 (FR1，FR2) 的选择FR1的主要作用是用于电动机的过载保护, 在电动机运行的过程中若过载时间太长, 绕组温升超过允许值, 绝缘老化速度加快就会缩短电动机的使用寿命、 在严重的情况下甚至会烧坏。

其热元件的额定电流值应以≥Ie为依据选择, 保证 Ie值 KH可调范围之内串联在电动机的绕组中，所以它们具有相同的相电流是绕组外边的所以选取1.2倍电动机额定电流FR1热继电器的电流=电动机额定电流*1.2=56.8*1.2A=68.16A选取正泰热过载继电器JRS1-40/Z 70A 价格：60FR2热继电器的电流在2A以下即可选取正泰热继电器JR36-20/3.2A 价格：12熔断器(主回路FU1，控制回路FU2)的选择主回路FR1按电动机额定电流选定，一般选择主回路选额定电流的1.5-2.5倍FU1熔断器整定电流=电动机额定电流*1.5-2.5A=85.2A-142A选取MRO茗熔RGS11 CR2L GSB 380V 100A螺栓连接式熔断体快速熔断器 价格：100控制回路用2A的熔断器足够了FU2熔断器整定电流=2A选取RL1-15螺旋式熔断器 熔断体380V2A陶瓷保险丝 价格：1时间继电器（KT）的选择KT在控制回路中，选择2A以下容量的即可应该选取JS14S -3 价格：29时间继电器时间设定：电动机所带的机械负载由于惯量不同，会造成电动机启动时间不同，大多数设备是属于轻载启动，第一次启动电动机不清楚启动时间有多长，所以不可能正确设定启动时间。

选择手动启动，当启动电动机后开始看表计时，等电动机达到高速，如果有电流表看电流读数退回到最低值时，这段时间就是启动时间，为了可靠安全在刚才测量到的时间上再加2-3秒把它作为时间继电器最终设定值时间设定后是否正确，可以用下面办法检查：把控制箱电动机输入熔断器熔芯去掉，再按启动按钮，这时可以看接触器转换时间是否正确电缆线的选择30KW三相异步电动机工作电流57A，穿管时可选用 YJV-1000V-3*10+1*6mm2-3*16+1*10mm2铜芯电缆埋地可选用 YJV22-1000V-3*10+1*6mm2-3*16+1*10mm2铜芯电缆电动机Y-△起动电气控制系统电器选用一览表种类选择型号单价空气开关(QS)正泰断路器158-125 2P 100A 正泰空气开关 DZ158 100A 2P 46主接触器KM1交流接触器32A（LC1） CJX2-3210 380V 银点38角接触器KM2交流接触器32A（LC1） CJX2-3210 380V 银点38星接触器KM3交流CJX2接触器25A（LC1）CJX2-2510 380V 银点32热继电器FR1正泰热过载继电器JRS1-40/Z 70A60热继电器FR2正泰热继电器JR36-20/3.2A12熔断器主回路FU1MRO茗熔RGS11 CR2L GSB 380V 100A螺栓连接式熔断体快速熔断器100熔断器控制回路FU2RL1-15螺旋式熔断器 熔断体380V2A陶瓷保险丝1时间继电器KTJS14S -329穿管电缆线YJV-1000V-3*10+1*6mm2-3*16+1*10mm2铜芯电缆略埋地电缆线YJV22-1000V-3*10+1*6mm2-3*16+1*10mm2铜芯电缆略总价356结语：通过这次的课程设计，我对于电动机的自动化过程有了更深的了解，学会了用控制元件来控制电机的启动和停止，了解了各类控制元件的实际应用和参数，学会了根据电机的型号对控制系统的电器型号来选择，学习到了如何计算电机继电保护电器的参数，这些都是很有实际作用的。