王萍课外学分设计报告23_课外学分设计报告
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电子工程学院课外学分设计报告
题目：小车控制
姓
名：文啸雨
学
号：
专
业：
电气自动化
实 验 室：
电子实验楼40
1班
级：
B1331
设计时间：2015年
3月 1 日
——
2015年月 30 日
评定成绩：
审阅教师：
王萍
目录
1.专业综合设计任务.............................................................................................3
1.1设计背景..........................................................................................................3 1.2设计任务及目的..............................................................................................3 1.3设计要求........................................................................错误！未定义书签。
2.基本原理与论证..................................................................................................3
2.1基本原理..........................................................................................................3 2.2方法及论证......................................................................................................3
3.设计原理及电路..................................................................................................4
3.1电气元件选择..................................................................................................4 3.2设计原理..........................................................................................................5 3.3设计电路图......................................................................................................5
4.实现与测试............................................................................................6 5.分析与总结............................................................................................7 参考文献：................................................................................................7
1.专业综合设计任务
1.1设计背景
现在的工业生产中，分工越来越细化，流水线生产已经成为企业生产环节中一种重要的生产模式。但是由于一些生产车间的环境恶劣，或者是有些物料本身需要自动化的生产设备进行运送，运料小车在这种情况下应运而生。
1.2设计任务
现有一台三相笼型异步电动机，按照下列要求设计控制电路：
(1)按下启动按钮，小车从A点开始向B点运行，到B点后自动停止(2)停留10s后返回A点
(3)在A点停留20s后从A点向前运行到C点停止
(4)在C点停留30s后，返回A点停止，40s后又从A点向B点运行，如此反复(5)按下停止按钮，小车立即停止
2.基本原理与论证
2.1基本原理
制动：就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停转(或限制其转速)。
制动电机的方法一般有两类：机械制动和电气制动。机械制动：利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法叫机械制动。机械制动常用的方法有：电磁抱闸和电磁离合器制动。电气制动：电动机产生一个和转子转速方向相反的电磁转矩，使电动机的转速迅速下降。三相 交流异步电动机常用的电气制动方法有能耗制动、反接制动和回馈制动。
2.2方法及论证
一、反接制动
反接制动的方法 ：异步电动机反接制动有两种，一种是在负载转矩作用下使电动机反转的倒拉反转反接制动，这种方法不能准确停车。另一种是依靠改变三相异步电动机定子绕组中三相电源的相序产生制动力矩，迫使电动机迅速停转的方法。反接制动的优点是：制动力强，制动迅速。缺点是：制动准确性差，制动过程中冲击强烈，易损坏传动零件，制动能量消耗大，不宜经常制动。因此反接制动一般适用于制动要求迅速、系统惯性较大，不经常启动与制动的场合。
二、能耗制动
当电动机切断交流电源后，立即在定子绕组的任意二相中通入直流电，迫使电动机迅速停转的 方法叫能耗制动。
1.能耗制动的方法
先断开电源开关，切断电动机的交流电源，这时转子仍沿原方向惯性运转；随后向电动机两相 定子绕组通入直流电，使定子中产生一个恒定的静止磁场，这样作惯性运转的转子因切割磁力 线而在转子绕组中产生感应电流，又因受到静止磁场的作用，产生电磁转矩，正好与电动机的转向相反，使电动机受制动迅速停转。由于这种制动方法是在定子绕组中通入直流电以消耗转 子惯性运转的动能来进行制动的，所以称为能耗制动。能耗制动的优点是制动准确、平稳，且能量消耗较小。缺点是需附加直流电源装置，设备费用 较高，制动
力较弱，在低速时制动力矩小。所以，能耗制动一般用于要求制动准确、平稳的场 合。
三、回馈制动（又称发电制动、再生制动）
这种制动方法主要用在起重机械和多速异步电动机上。当起重机在高处开始下放重物时，电动机转速 n 小于同步转速 n1，这时电动机处于电动运行状态，但由于重力的作用，在重物的下放过程中，会使电动机的转速 n 大于同步转速 n1，这时 电动机处于发电运行状态，转子相对于旋转磁场切割磁力线的运动方向会发生改变，其转子电 流和电磁转矩的方向都与电动运行时相反，电磁力矩变为制动力矩，从而限制了重物的下降速 度，不致于重物下降得过快，保证了设备和人身安全。对多速电动机变速时，如使电动机由二级变为四级时，定子旋转磁场的同步转速 n1由3000转 ／分变为1500转／分，而转子由于惯性仍以原来的转速 n(接近3000转／分)旋转，此时 n>n1，电动机产生发电制动作用。
发电制动是一种比较经济的制动方法。制动时不需改变线路即可从电动运行状态自动地转入发 电制动状态，把机械能转换成电能再回馈到电网，节能效果显著。缺点是应用范围较窄，仅当 电动机转速大于同步转速时才能实现发电制动。
3.设计原理及电路
3.1电气元件选择
（1）自动开关的选择
①自动开关的额定电压和额定电流应不小于电路的正常工作电压和电流。
②热脱扣器的整定电流应与所控制的电动机的额定电流和负载额定电流一致。
③电磁脱扣器的瞬时脱扣整定电流应大于负载电流正常工作时的尖峰电流。（2）熔断器的选择
①类型选择：其类型应根据线路要求、使用场合和安装条件选择。
②额定电压的选择：其额定电压应大于或等于线路的工作电压。
③额定电流的选择：其额定电流必须大于或等于所装熔体的额定电流。（3）接触器的选择
①类型选择：根据接触器所控制的负载性质来选择接触器的类型。
②额定电压的选择：其额定电压应大于或等于负载回路的电压。
③额定电流的选择：其额定电流应大于或等于被控回路的额定电流。
④吸引线圈的额定电压选择：吸引线圈的额定电压与所接控制电路的电压一致
⑤接触器的触点数量，种类的选择其触点数量和种类应满足主电路和控制电路的要求。（4）时间继电器的选择
①根据控制线路的要求来选择延时方式，即通电延时型或断电延时型。②根据延时准确度要求和延时长、短要求来选择。
（5）热继电器的选择热继电器的选择应按电动机的工作环境、起动情况、负载性质等因素来考虑。
3.2设计原理
使电动机工作主要有两个电路，一个是主电路，一个是控制电路。对电路进行控制，主要通过启动联式按钮，从而控制电路中的接触器，继电器和数字时间继电器的变化，以实现对电动机的控制，使其转动。
启动过程
（1）按下正转启动按钮SB2，KM1线圈开始得电，其常开触点KM1闭合实现自锁、时间继电器KT1、中间继电器KA1同时得电，KA1常开触点也闭合，使得KM3线圈得电，通电延时闭合常开触点KT1闭合使得中间继电器KA2得电，KA2常开触点闭合实现自锁，KA2另一个常开触点闭合使得KM4线圈得电。
（2）按下反转启动按钮SB3，KM2线圈开始得电，其常开触点KM2闭合实现自锁、时间继电器KT2、中间继电器KA3同时得电，通电延时闭合常开按钮KT2闭合使得中间继电器KA4线圈得电并且自锁
停止与间接启动过程
（3）按下停止按钮SB1使得上述线圈脱离三相电源的同时也按下了能耗制动的启动按钮使得KM5线圈得电并且自锁，也启动了时间继电器KT3。
3.3设计电路图
主电路如下图所示：
控制电路如下图所示：
4.实现与测试
1、先调试控制电路，看小车动作是否正确。
2、调试主电路，用万用表检查各继电器动作后小车是否有缺相和不通的现象。
3、接上电机进行试车，观察电机运行情况，是否正常。有否电机发热、扫堂等现象。
4、记录通电中发生的各种情况，以便写总结用。
注意事项：
1、通电前注意检查电路是否有短路、短路等现象。
2、接小车时，注意小车摆放的位置。
3、注意小车的行走方向。
5.分析与总结
经过这次的电气控制课外学分实践，大大提高了我的动手能力和分析解决实际问题的能力。在这次实践过程中通过理论联系实际，使我了解到平时学习的理论知识的具体应用，而且使我对已掌握的理论知识得到了进一步的巩固并提高。这次工程实践不仅锻炼了我的动手能力也锻炼了我的意志。通过此次实践是我对专业有了进一步的了解同时也增强了我对电气的兴趣，掌握了电路的设计技巧、配线技巧和分析排除故障的能力。最重要的是这样的实践项目对我们以后步入工作岗位有着非常重要的意义，对顺了适应工作环境有着积极的作用。
参考文献： ［1］ ［2］ ［3］ ［4］ ［5］ 何亚平、梁苏芬、李开阳、董圣英．工厂电气控制技术 ．清华大学学报，2014-8-14 白玉民．电气控制柜的制作要点．机械工业出版社，2011-04 孙平.电气控制与PLC.高等教育出版社.2004年11月 赵旭升，陶英杰.电机与电气控制.陈建明.电气控制与PLC应用.电子工业出版社.2014-01-01
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