浙江大学电器原理与应用课程设计.docVIP

课程设计报告 课程名称： 电器原理与应用 姓 名： 学 号： 学 院： 电气工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 指导教师： 杨家强 提交日期： 目录 一、背景材料…………………………………………………………………… 3 1.1 主要结构和运动情况……………………………………………………… 3 1.2 C650车床对电气控制的要求……………………………………………… 4 二、课程设计主体内容………………………………………………………… 5 2.1分析车床的电气控制电路的工作原理…………………………………… 5 2.2 器件选型 ………………………………………………………………… 10 2.3 变频器设计………………………………………………………………… 22 三、心得体会…………………………………………………………………… 25 课程设计：普通机床电气电路的设计与分析 一．背景材料 普通卧式车床是一种应用极为广泛的金属切削机床，主要用来车削外圆、内圆、端面、螺纹和定型表面，并可以通过尾架进行钻孔、铰孔、攻螺纹等加工。 主要结构和运动情况 普通卧式车床结构主要有床身、主轴变速箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、丝杆和光杆等部分组成，如图1。 图1 1—进给箱 2—挂轮箱 3—主轴变速箱 4—溜板与刀架 5—溜板箱 6—尾架 7—丝杆 8—光杆 9—床身 车床的主运动为工件的旋转运动，它是由主轴通过卡盘带动工件旋转，其为车削加工时的主要切削功率。车削加工时，应根据加工工件，刀具种类、工件尺寸、工艺要求等来选择。不同的切削速度，普通车床一般采用机械变速，车削加工时，一般不要求反转，但在加工螺纹时，为避免乱扣，要反转退刀，再以正向进刀继续进行加工，所以要求主轴能够实现正反转。 车床的进给运动是溜板带动刀架的横向或纵向的直线运动。其运动方式有手动和机动两种。主运动与进给运动由一台电动机驱动并通过各自的变速箱来调节主轴旋转或进给速度。 此外，为提高效率、减轻劳动强度， 车床的溜板箱还能快速移动，称为辅助运动。 C650车床对电气控制的要求 普通卧式车床由三台三相笼型异步电动机拖动，即主轴电动机M1、冷却泵电动机M2和刀架快速移动电动机M3。从车削加工工艺要求出发，对各电动机的控制要求是： 主轴电动机M1, 7.5kW，采用全电压下的空载直接起动，能实现正、反向旋转的连续运行。为便于对工件作调整运动，即对刀操作，要求主轴电动机能实现单方向的点动控制，同时定子串入电阻获得低速点动。 主轴电动机停车时，由于加工工件转动惯量较大，采用反接制动。加工过程中为显示电动机工作电流设有电流监视环节。 冷却泵电动机M2，300W，用以车削加工时提供冷却液，采用直接起动，单向旋转，连续工作。 快速移动电动机M3，2.2kW，单向点动、短时运转。 电路应有必要的保护和联锁，有安全可靠的照明电路。 图2 普通车床电气原理图。 二、课程设计主体内容： 2.1 分析车床的电气控制电路的工作原理（图2） 主电路分析 答： 主电路分别由M1电动机及其定子串联回路，M2电动机及其定子串联回路，M3电动机及其定子串联回路组成。M1电机回路由电网电源、空气开关、熔断器、控制电机正转的KM1接触开关、控制电机反转的KM2接触开关、断开使电机电枢回路串入串联电阻的KM3接触开关、热继电器、串联电阻等组成。M2电机回路由熔断器、KM4接触开关和热继电器组成。KM4将决定M2电机是否运转。M3电机回路仅仅由熔断器和KM5接触开关组成，没有使用热继电器。KM5决定M3电机是否旋转。 在M1电机定子串联支路上接有一个电流互感器线圈，接有一个电流表监视定子电流，且与电流表并联有一个KT断电型时间继电器常闭触点开关。主轴电动机旁安装了一个速度继电器，它将依据转速的快慢来判断触点是否应该动作，通常用于异步机的反接制动控制。并且L1相和L2相经另一个熔断器引出后，经一个三绕组变压器进行了降压，其中副边电压为36V的回路，通过手动开关SA串接了一个照明灯，实现照明功能。实现了“有安全可靠的照明功能”要求。 这也符合控制要求中的第二条，主轴电动机（M1）停车时，因工件转动惯量较大，需要采用反接制动，且需要监视电动机的工作电流。这些要求都得到了满足。再看要求要求中的第一条，当需要让主轴电动机正转的时候，可闭合KM1、KM3触点；要求反转时，则断开KM1触点，闭合KM2、KM3触点；要求低速点动时，闭合KM1或者KM2触点，同时一定要断开KM3触点保证串联电阻的接入，这样就可以进行低速点动控制了。看到控制要求的第三条，要求冷却泵电动机（M2）直接起动、单向旋转，M2电机并没有反接回路，所以只能正转，因此是单向的。并且也没有设置起动串联电阻，选