三台排水泵配电箱设计概述

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1、 . 摘要随着社会的发展，各种建筑也在不断地增加，排水系统的好坏会也成为决定一个建筑质量的关键因素，因此排水系统十分重要。对排水泵的控制方式有多种多样，我们需根据不同的要求采用不同的控制方式。民用建筑的排水，主要时用以排除生活污水、溢、漏水和消防废水等。本设计排水系统采用三台排水泵，采用一备两用模式。排水系统由污水集水池，液位器、排水泵组成。正常运行时，两台主泵互为备用，高水位启泵，低水位停泵；如果一定时间集水池中污水无法排空，第一备用泵投入运行，如发生溢流情况（如存在大量消防废水情况），则发出水位报警，同时投入第二备用泵。以此实现自动和手动控制。关键词：一用两备、互为备用、自动控制。Abst

2、ractWith the development of society, various buildings are constantly increasing, the drainage system will also become a key factor in determining the quality of a building, so the drainage system is very important. There are many ways to control the drainage pump, we need to use different control a

3、ccording to different requirements. Drainage of civil building, mainly used to exclude domestic sewage, overflow, water leakage and fire water.The design of the drainage system using three drainage pumps, using a dual-use mode. Drainage system consists of sewage pool, liquid level, drainage pump com

4、ponents. Normal operation, the two main pumps are alternate, high water level Kai pump, low water level stop pump; if a certain period of time the pool of sewage can not be emptied, the first standby pump put into operation, such as the overflow situation (such as the existence of a large number Fir

5、e water situation), then issued a water level alarm,while the second standby pump. To achieve automatic and manual control.Key words: One with two equipment, each other spare, automatic control目录1绪论11.1 项目的意义与应用背景11.1.1民用建筑的排水11.1.2排水集水池设计要求11.1.3液位器的认识11.1.4排污泵的认识21.2 排水泵的概述31.2.1排水泵的概念31.2.2排水泵结构3

6、1.2.3排水泵的选型41.2.4排水泵的工作原理41.3总体方案设计与要求41.3.1控制要求51.3.2设计控制系统要求52.控制系统分析与设计62.1主电路62.2控制电路72.3水泵控制系统的使用说明与注意事项；93各种器件的认识了解103.1.液位开关103.2时间继电器103.3热继电器113.4熔断器123.5断路器133.6交流接触器143.7中间继电器153.8万能转换开关154控制元器件选型174.1控制元器件选型方法174.1.1电机选择174.1.2熔断器选择174.1.3接触器的选择184.1.4熔断器选择 184.1.5热继电器的选择184.1.6时间继电器的选择1

7、84.1.7断路器的选择194.2主要元器件选型表：195.电气控制柜215.1 K系列电气控制柜215.2为什么要配电气控制柜？215.3电器控制柜布置图235.3.1板面布置图235.3.2门面布置图235.4设备（器件）接线图235.6.门背接线图255.7设计后的布置图255.7.1柜布置图25电气控制柜柜安装图如下图所示。255.7.2柜面布置图275.7.3电气接线图2838 / 431绪论1.1 项目的意义与应用背景1.1.1民用建筑的排水随着城市建设的快速发展，人民生活水平的日趋提高，高层民用建筑越来越多的出现在现代城市之中。排水系统的好坏对建筑的质量起到了重要的作用，所以排水

8、的设计至关重要。一个完整的排水系统由排水集水池、液位器、排水泵组成。1.1.2排水集水池设计要求污水泵站集水池的形式有圆形、半圆形和矩形等多种形式，上口宜采用敞开式，周围加栏杆或短墙，上加顶棚，设梁勾或滑车，以满足吊泥或栅渣的要求。集水池的布置，应考虑改善水泵吸水的水力条件，减少滞流和涡流，以保证水泵正常运行。布置时应注意以下几点。 (1)泵的吸水管或叶轮应有足够的淹水深度，防止空气吸入或形成涡流时吸入空气。 (2)水泵的吸入喇叭口应与池底保持所要求的距离。 (3)水流应均匀顺畅无漩涡地流近水泵吸水管口。每台水泵进水水流条件基本一样，水流不要突然扩大或改变方向。 (4)集水池进口流速和水泵吸入

9、口处的流速尽可能缓慢。 污水泵房的集水池前应设置闸门或闸槽，以在集水池清洗或水泵检修时使用。 集水池的容积与进入泵站的流量变化情况、水泵的型号、工作台数与其工作制度、泵站操作性质、启动时间等有关。在满足安装格栅和吸水管的要求，保证水泵工作时的水力条件与能够与时将流入的污水抽走的前提下，集水池应尽量小些。1.1.3液位器的认识液位控制器是指通过机械式或电子式的方法来进行高低液位的控制，可以控制电磁阀、水泵等，从而来实现半自动化或者全自动化，方法有多种，根据选用不同的产品而不同。举例说明1.通过电子式液位开关(BZ2401或BZ0501)和搭配的水位控制器(BZ201、BZ202)来进行控液位控制

10、自动化。电子式液位开关原理是通过电子探头对液位进行检测，再由液位检测专用芯片对检测到的信号进行处理,当被测液体到达动作点时，芯片输出高或低电平信号，再配合水位控制器，从而实现对液位的控制。不需浮球和干簧管,外部无机械动作,耐污耐用,不怕漂浮物影响，任意角度安装,竖向安装有一定的防波浪功能，适宜长时间浸在水中,工作电压是直流5-24V，很安全。这种方式较实用，寿命长，安全，价格实惠。通过浮球开关来控制液位一种是带着大金属球的浮球开关，浸在液体中时浮力大，可以控制两个液位，比如液体满了，浮球因为浮力而上升，带动球阀运动，使阀门关闭，停止进水，当水少了，浮球下降，阀门打开，又再进水，如此循环。这种方

11、式较多应用在煮开水器上。另一种是带干簧管的微型浮球开关，由外面的带有磁性小浮球使杆里面的干簧管闭合，从而控制液位，多数应用在清水的液位控制，一般几块钱就有交易了，但易受污物影响。还有一种是电缆式浮球开关，该装置通过一弹性电线与水泵连接，可用于水塔、水池各种浮球开关水位高低的自动控制和缺水保护，允许接的用电器是220V,10A左右，平衡锤或弹性电线的某一固定点到浮筒间的电线长度，决定水位的高低。1.1.4排污泵的认识排污泵是一种泵与电机，并同时潜入液下工作的泵类产品，与一般卧式泵或立式相比，结构紧凑、占地面积小。安装维修方便小型的可以自由安装，大型的排污泵一般都配有自动藕合装置可以进行自动安装，

12、安装与维修相当方便。连续运转时间长。排污泵由于泵和电机同轴，轴短，转动部件重量轻，因此轴承上承受的载荷相对较小，寿命比一般泵要长得多。不存在破坏与灌引水等问题。特别是后一点给操作人员带来了很大的方便。振动噪声小，电机温升低，对环境无污染。排污泵的流量应按流量单位m3/h(每小时立方)或者依据L/s(每秒升)选定，当需要流量调节时，可按排水最流量选定)。排污泵的扬程按照提升高度，计算管道损失后确定。有的用户在选择排污泵时扬程认为选得越大越好，这种选法是不正确的，因为扬程、流量、电机功率3个的关系是实际使用扬程低于泵扬程太多反而流量会超大，耗电功率就会加大电流就会超出额定电流，这个情况就会导致电机

13、的损害，所以在选择扬程时一定要注意该问题，应该选择与实际工况相近的排污泵，如果实际工况扬程比较低没有合适的水泵选择，可以选择加大电机的功率来满足该工况。如需要输送的液体是一些含有一定固体介质(如泥沙)的混合液体，这个问题使得排污泵在电机承载能力、轴承布置、泵体密封等方面的要求比一般的水泵要高，一般来说要选择自吸排污泵或潜水排污泵。在选型和订货时，一定要了解清楚你所选择排污泵的密封性和承载能力是否合适。在满足实际需要参数的前提下，如比重浓度比一般的污水稍大可以选择加大电机功率和低转速的排污泵，来达到延长排污泵使用寿命的要求。在建筑物使用的排污泵有潜水排污泵、液下排水泵、立式排污泵和自吸排污泵等。

14、而立式排污泵和自吸排污泵要求设置隔震基础，要占用一定的场地空间，故在建筑中较少使用。如自吸无堵塞排污泵不能满足自吸高度和流量要求可以选择博禹泵业的新型专利产品强自吸泵和大流量自吸泵。在建筑物，场地较小，排水量不大的话，可优先选用潜水排污泵和液下排污泵。其中液下排水泵一般可以在比较重要场所使用，它的整体结构紧凑、体积小、噪声小、移动方便，安装简单。节能效果显著，检修方便，无需建泵房，潜入水中即可工作，大大减少了工程造价。1.2 排水泵的概述1.2.1排水泵的概念泵是输送液体或使液体增压的机械。电动泵是泵的一种，是机械泵与电动机的结合品，作为机电一体化的产物，它将电动机的机械能传送给液体，使液体能

15、量增加，从而达到输送液体或使液体增压的目的。电动泵主要用来输送液体包括水、油、乳化液、悬乳液等。 因此，电动泵可以用于汽车的发动机来使燃油增压，也可以用于持续喷油的航空涡喷发动机，还可以用于食品机械等需要进行液体输送或是使液体增压的场合。那么，对电动泵流量的控制就是一个非常实用的课题1.2.2排水泵结构排水泵主要结构式里面转的是叶轮，是电机的转子带动叶轮。建筑物使用的排水泵有潜水排污泵、液下排水泵、立式污水泵和卧式污水泵等。由于建筑物一般场地较小，排水量不大，排水泵可优先采用潜水排污泵和液下排水泵，其中液下排污泵一般在重要场所使用；立式污水泵和卧式污水泵要求设置隔震基础、自灌式吸水、并占用一定

16、的场地，故在建筑中较少使用。1.2.3排水泵的选型排水泵的流量应按生活排水设计秒流量选定；当有排水量调节时，可按生活排水最大小时流量选定。消防电梯集水池排水泵流量不小于10L/s。 排水泵的扬程按提升高度、管道损失计算确定后，再附加一定的自由水头。自由水头宜采用0.020.03MPa。排水泵吸水管和出水管流速不应小于0.7m/s，并不宜大于2.0m/s。 公共建筑应以每个生活排水集水池为单元设置一台备用泵，平时宜交互运行。地下室、设备机房、车库冲洗地面的排水，如有两台与两台以上排水泵时可不设备用泵。当集水池无法设事故排水管时，水泵应有不间断的动力供应；当能关闭排水进水管时，可不设不间断动力供应

17、，但应设置报警装置。 当提升带有较大杂质的污、废水时，不同集水池的潜水排污泵出水管不应合并排出；当提升一般废水时，可按实际情况考虑不同集水池的潜水排污泵出水管合并排出。 两台或两台以上的水泵共用一条出水管时，应在每台水泵出水管上装设阀门和止回阀。单台水泵排水有可能产生倒灌时，应设止回阀。不允许压力排水关与建筑重力排水管合并排出。 当潜水排污泵提升含有大块杂物时，潜水排污泵宜带有粉碎装置；当提升含较多纤维物污水时，宜采用大通道潜水排污泵。 当潜水排污泵电机功率大于等于7.5kW或出水口管径大于等于DN100时，可采用水泵固定自耦装置；当潜水排污电泵电机功率小于7.5kW或出水口管径小于DN100

18、时，可设软管移动式安装。污水集水池采用潜水排污泵排水时，应设水泵固定自耦装置，方便水泵检修。 排水泵应能自动启停和现场手动启停。多台水泵可并联交替运行，也可分段投入运行。1.2.4排水泵的工作原理离心式水泵是靠叶轮产生的真空把水从下面吸上来再打到高处，如果泵体没水的话，真空形不成，那水就吸不上来了，如果液位高于水泵，可以利用自灌的方式把水引入泵体，不然也需要灌水。1.3总体方案设计与要求1.3.1控制要求排水系统的三台排水泵采用一用两备模式。正常运行时，两台主泵互为备用，高水位启泵，低水位停泵；如果一定时间集水池中污水无法排空，第一备用泵投入使用，如发生溢流情况（如存在大量消防废水情况），则发

19、出水位报警，同时投入第二备用泵。排水系统的三台排水泵，按上述要求运行。污水达到需要排水位置时，1号排水泵投入运行，2、3号泵备用；达到低水位时，1号排水泵停止。如果污水量太多，无法在指定时间排空，则2号泵投入运行，直到排空，两泵停止。如果遇到污水量太大，1、2号皆满负荷时，并发生溢流，则发出报警同时，投入3号泵，直到排净污水后停泵。1.3.2设计控制系统要求系统应具有以下功能1、合理选择水位监测传感器，以实现高水位起泵，低水位停泵功能；2、在污水量大的情况下，如果一台泵连续运行的时间超过2H,则要投入备用泵，如果发生溢流，应投入两台备用泵，避免集水池水位过高；3、三台泵的运行状态应有指示灯指示

20、；4、要有完整的报警功能5、对泵的操作要有手动控制功能，手动只在应急或检修时临时使用。 控制关键1、一用两备 2、延时轮换 3、备用自投 4、手动2.控制系统分析与设计该控制系统主要有两部分组成，有手动模式和自动模式。两种模式都是通过低压电气设备来进行控制的，低压电气设备控制示意图由两部分组成。2.1主电路主电路的原理图如下图2-1所示。图2-1 主电路主电路由三台电机组成的控制回路，其中三台电机都有各自所配的保护装置，M1有过载过热保护BB1与QF1，保证了电机的正常工作不受影响，避免了过载过热导致电机损毁的意外发生。同理，电机M2,M3也有同样的保护，最后通过总的空开QF0对三台电机保护。

21、这样做既能保证每台电机单独工作又能不受其他电机的影响，从而达到高效率工作。2.2控制电路控制电路原理图如下图2-2所示图2-2控制电路从图2-2可以看出控制电路主要由两部分组成，手动控制和自动控制。手动部分主要是在应急和检修时候工作，当需要手动控制时，将转换开关处在手动位置，便可根据需要控制任意泵的启停。当按下SB2时一号泵启动，按下SB2时一号泵停止工作；当按下SB4时二号泵启动，按下SB3时二号泵停止工作；当按下SB6时三号泵启泵，按下SB5时三号泵停止工作。 需要手动控制时，将转换开关SA扳到自动位，便可实现三台泵之间的自动控制。在集水池的水位较低时，三台泵处于待机状态，达到高水位时液位

22、开关SL2闭合，线圈KA4得电，KA4常开触点闭合KM1线圈得电，一号泵启动。经过一段时间KT1线圈得电，KT1触点闭合使得KA6线圈得电，KA6常开触点闭合，KM2线圈得电，二号泵启动。当发生溢流时KA5线圈得电，KA5的常开触点闭合，HA发出报警，同时KM3得电，三号泵启泵。 控制指示：SB2-一号泵启动按钮 SB1-一号泵停泵按钮SB4-二号泵启动按钮 SB3-二号泵停泵按钮SB6-三号泵启动按钮 SB5-三号泵停泵按钮HR1-一号泵启动指示灯 HG1-一号泵停泵指示灯HR2-二号泵启动指示灯 HG2-二号泵停泵指示灯HR3-三号泵启动指示灯 HG3-三号泵停泵指示灯此设计具有手动和自动

23、控制两种模式控制，对电机有相应的过载过热保护，有相应的报警指示功能，符合设计要求.2.3水泵控制系统的使用说明与注意事项；1、水泵的自动控制运行；自动控制水泵运行时先将转换开关SA打到自动挡；合；2、水泵的手动控制运行；如果水泵需手动控制运行（如需将水抽干时则需手动控；运行）先将转换开关打到手动挡再开电源；3、控制系统的报警和各种指示信息；水泵控制系统在运行时有各种指示通过指示灯来识别；当系统出现故障会有报警器发出声响。3各种器件的认识了解3.1.液位开关液位开关（如图3-1）也称水位开关，液位传感器，顾名思义，就是用来控制液位的开关。从形式上主要分为接触式和非接触式。常用的非接触式开关有电容

24、式液位开关,接触式的浮球式液位开关应用最广泛。电极式液位开关，电子式液位开关(如BZ2401)，电容式液位开关也可以采用接触式方法实现.浮球液位开关是利用微动开关做接点输出。当水平面以上扬线角度超过28时，浮图3-1液位开关浮球液位开关部的钢珠会滚动压到微动开关或脱离微动开关，使液位开关ON或OFF的接点信号输出。浮球式液位开关最大的特点是有一个带杆的浮球，随着液位的变化，浮球联动的杆随着变化，从而控制开关的闭合。工业上很早就利用浮子测量水塔中的水位了。目前使用最广泛的是发泡浮子式液位开关、因其安装简便、价格低廉、使用寿命长而受到欢迎。电子式液位开关通过置电子探头对水位进行检测，再由芯片对检测

25、到的信号进行处理，当判断到有水时，芯片输出高电平24V或5V等(PNP型或NPN型均可），当判断到无水时，芯片输出0V。高低电平的信号通过PLC或其它控制电路来读取，并驱动水泵等用电器工作 ，电子式液位开关可以横向或竖向安装。当横向安装时，水位到达蓝线就动作，且精度较高。产品竖向安装时，水位到达红线就动作，有一定的防波浪功能。电子式液位开关一般采用环氧树脂封灌，密封防水，可长期浸在液体中，外部无机械活动部件，寿命长。3.2时间继电器时间继电器（time relay）是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制的自动开关装置（如图3-2）。当加入（或去掉）输入的动作信号后，其输出电路需经过规定的准确

26、时间才产生跳跃式变化（或触头动作）的一种继电器。是一种使用在较低的电压或较小电流的电路上，用来接通或切断较高电压、较大电流的电路的电气元件。同时，时间继电器也是一种利用电磁原理或机械原理实现延时控制 图3-2时间继电器 的控制电器。它的种类很多，有空气阻尼型、电动型和电子型等。 在交流电路中常采用空气阻尼型时间继电器,它是利用空气通过小孔节流的原理来获得延时动作的。它由电磁系统、延时机构和触点三部分组成。时间继电器可分为通电延时型和断电延时型两种类型。空气阻尼型时间继电器的延时围大(有0.460s和0.4180s两种) ，它结构简单,但准确度较低。当线圈通电（电压规格有ac380v、ac220

27、v或dc220v、dc24v等）时，衔铁与托板被铁心吸引而瞬时下移，使瞬时动作触点接通或断开。但是活塞杆和杠杆不能同时跟着衔铁一起下落，因为活塞杆的上端连着气室中的橡皮膜，当活塞杆在释放弹簧的作用下开始向下运动时，橡皮膜随之向下凹, 上面空气室的空气变得稀薄而使活塞杆受到阻尼作用而缓慢下降。经过一定时间，活塞杆下降到一定位置，便通过杠杆推动延时触点动作，使动断触点断开，动合触点闭合。从线圈通电到延时触点完成动作，这段时间就是继电器的延时时间。延时时间的长短可以用螺钉调节空气室进气孔的大小来改变。吸引线圈断电后，继电器依靠恢复弹簧的作用而复原。空气经出气孔被迅速排出。3.3热继电器热继电器（如图

28、3-3）是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。继电器作为电动机的过载 保护元件，以其体积小，结构简单、成本低等优点在生产中得到了广泛应用。 它由发热元件、双金属片、触点与一套传动和调整机构组成。发热元件是一段阻值不大的电阻丝，串接在被保护电动机的主电路中。双金属片由两种不同热膨胀系数的金属片辗压成。图中所示的双金属片，下层一片的热膨胀系数大，上层的小。当电动机过载时，通过发热元 件的电流超过整定电流，双金属片受热向上弯 图3-3热继电器 曲脱离扣板，使常闭触点断

29、开。由于常闭触点是接在电动机的控制电路中的，它的断开会使得与其相接的接触器线圈断电，从而接触器主触点断开，电动机的主电路断电，实现了过载保护。热继电器动作后，双金属片经过一段时间冷却，按下复位按钮即可复位。热继电器的作用是：主要用来对异步电动机进行过载保护，他的工作原理是过载电流通过热元件后，使双金属片加热弯曲去推动动作机构来带动触点动作，从而将电动机控制电路断开实现电动机断电停车，起到过载保护的作用。鉴于双金属片受热弯曲过程中，热量的传递需要较长的时间，因此，热继电器不能用作短路保护，而只能用作过载保护。3.4熔断器熔断器(fuse)是指当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，断开电

30、路的一种电器。熔断器（如图3-4）是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开;运用这种原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以与用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。 图3-4熔断器熔体额定电流不等于熔断器额定电流，熔体额定电流按被保护设备的负荷电流选择，熔断器额定电流应大于熔体额定电流，与主电器配合确定。熔断器主要由熔体、外壳和支座 3部分组成，其中熔体是控制熔断特性的关键元件。熔体的材料、尺寸和形状决定了熔断特性。熔体材料分为低熔点和高熔点两类。低熔点材料如铅和铅合金，其熔点低容易熔断，由于其电阻率较

31、大，故制成熔体的截面尺寸较大，熔断时产生的金属蒸气较多，只适用于低分断能力的熔断器。高熔点材料如铜、银，其熔点高，不容易熔断，但由于其电阻率较低，可制成比低熔点熔体较小的截面尺寸，熔断时产生的金属蒸气少，适用于高分断能力的熔断器。熔体的形状分为丝状和带状两种。改变变截面的形状可显著改变熔断器的熔断特性。熔断器具有反时延特性，即过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断时间短。所以，在一定过载电流围，当电流恢复正常时，熔断器不会熔断，可继续使用。熔断器有各种不同的熔断特性曲线，可以适用于不同类型保护对象的需要。3.5断路器断路器(英文名称:circuit-breaker，circuit bre

32、aker)是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能关合、在规定的时间承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置（如图3-5）。断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路与电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路与欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障 电流后一般不需要变更零部件。目前，已获得 图3-5断路器了广泛的应用。断路器按其使用围分为高压断路器，和低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。在现代社会，无论是工业、农业、交通运输、国防、文教卫生、金融、商业、旅游服务和人民生活等领域都离不

33、开电。电的产生、输送、使用中，配电是一个极其重要的环节。配电系统包括变压器和各种高低压电器设备，低压断路器则是一种使用量大面广的电器。断路器是一种基本的低压电器，断路器具有过载、短路和欠电压保护功能，有保护线路和电源的能力。断路器是控制电气回路的分合开关，若以空气为灭弧介质的称空气断路器（开关）、若以SF6气体为灭弧介质的称六氟化硫断路器（开关）。断路器一般以额定电流（负荷）选择，做为电气回路的总开关使用。其实断路器就是一种开关,它和其他普通开关的不同点主要在：1. 适用电压等级高；2. 灭弧介质与方式,有真空,少油,多油与六氟化硫等等；3. 灭弧能力强,效果好。断路器的主要作用：1. 正常情

34、况下接通和断开高压电路中的空载与负荷电流；2. 在系统发生故障时能与保护装置和自动装置相配合,迅速切断故障电流,防止事故扩大,从而保证系统安全运行。3.6交流接触器交流接触器（Alternating Current Contactor）广泛用作电力的开断和控制电路。从用途来角度，交流接触器可分为：一、工业用接触器，多为通用型号,常见型号主要为CJ系列中的CJX2系列，CJ20系列，CJT1系列；二、建筑与家用接触器，ABBESB系列、悍客HBC1系列、正泰NCH8系列、西门子3TF系列、施耐德ICT系列等（如图3-6）。 图3-6交流接触器 交流接触器利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制

35、指令。 主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配 合主电路使用。 交流接触器的接点，由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。 交流接触器的动作动力来源于交流电磁铁，电磁铁由两个“山”字形的幼硅钢片叠成，其中一个固定，在上面套上线圈，工作电压有多种供选择。为了使磁力稳定，铁芯的吸合面，加上短路环。交流接触器在失电后，依靠弹簧复位。 另一半是活动铁芯，构造和固定铁芯一样，用以带动主接点和辅助接点的开短。 20安培以上的接触器加有灭弧罩，利用断开电路时产生的电磁力，快速拉断电弧，以保护接点。 交流接触器制作为一个整体，外形和性能也

36、在不断提高，但是功能始终不变。无论技术的发展到什么程度，普通的交流接触器还是有其重要的地位。交流接触器主要由四部分组成:(1) 电磁系统,包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯;(2)触头系统,包括三组主触头和一至两组常开、常闭辅助触头,它和动铁芯是连在一起互相联动的;(3)灭弧装置,一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置,以便迅速切断电弧,免于烧坏主触头;(4)绝缘外壳与附件,各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。当线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合,由于触头系统是与动铁芯联动的,因此动铁芯带动三条动触片同时动作,主触点闭合,和主触点机械相连的辅助常闭触点断开，辅助常开触点闭合，从而接通电源

37、。当线圈断电时,吸力消失, 动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离,使主触头断开,和主触点机械相连的辅助常闭触点闭合，辅助常开触点断开，从而切断电源。当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁芯的自重使主触点保持断开位置。当电磁线圈通过控制回路接通控制电压(一般为额定电压)时，电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁心，带动主触点闭合，接通电路，辅助接点随之动作。3.7中间继电器中间继电器(intermediate relay):用于继电保护与自动控制系统中，以增加触点的数量与容量。（如图3-7） 它用于在控制电路中传递中间信号。中间继电器的结构和原理与交流接触器基本一样，与接触器的主要区别

38、在于:接触器的主触头可以通过大电流，而中间继电器的触头只能通过小电流。所以，它只能用于控制电路中。 它一般是没有主触点的，因为过载 图3-7中间继电器能力比较小。所以它用的全部都是辅助触头数量比较多。新国标对中间继电器的定义是K，老国标是KA。一般是直流电源供电。少数使用交流供电。 3.8万能转换开关万能转换开关，就是可以把不同电流的家电用器转换成其能适用的电压和电流下正常工作。万能转换开关（highly versatile change-over switch）主要适用于交流50Hz、额定工作电压380V与以下、直流压220V与以下,额定电流至160A的电气线路中,.万能转换主要用于各种控制

39、线路的转换、电压表、电流表的换相测量控制、配电装置线路的转换和遥控等。万能转换开关还可以用于直接控制小容量电动机的起动、调速和换向。万能转换开关（文字符号SA）的作用：是用于不频繁接通与断开的电路，实现换接电源和负载，是一种多档式、控制多回路的主令电器。转换开关由转轴、凸轮、触点座、定位机构、螺杠和手柄等组成。当将手柄转动到不同的档位时，转轴带着凸轮随之转动，使一些触头接通，另一些触头断开。它具有寿命长，使用可靠、结构简单等优点，适用于交流50Hz、380V，直流220V与以下的电源引入，5KW以下小容量电动机的直接启动，电动机的正、反转控制与照明控制的电路中，但每小时的转换次数不宜超过152

40、0次。图3-8万能转换开关符号表示图3-8显示了开关的档位、触头数目与接通状态，表中用“”表示触点接通，否则为断开，由接线表才可画出其图形符号。具体画法是：用虚线表示操作手柄的位置，用有无“.”表示触点的闭合和打开状态，比如，在触点图形符号下方的虚线位置上画“”，则表示当操作手柄处于该位置时，该触点是处于闭合状态；若在虚线位置上未画“.”时，则表示该触点是处于打开状态。4控制元器件选型 正确合理地选择低压电器是电气系统安全运行、 可靠工作的保证。根据各类电器在设备电器控制 系统中所处的不同位置、所起的不同的作用，采 用不同的选择方法4.1控制元器件选型方法4.1.1电机选择水泵电动机功率。 目

41、前工矿企业采用的水泵 ，大多数是离心泵，在它的铭牌上一般都标有流量 和扬程，可按流量和扬程乘积的1/200来进行估算。4.1.2熔断器选择熔断器是起安全保护作用的一种电器，广泛地用于电网保护和用电设备保护。当电网或电动机发生过载或短路时能起自动切除电路。 应根据负载的情况和电器短路电流的大小来选择熔断器，正确地选择熔体，才能真正起到保护作用，不允许随便将熔体加大，应根据负载情况分别选择。选择时应考虑熔断器和熔体。 熔断器的类型应满足电路要求；熔断器的额定电压应大于或等于电路的额定电压；熔断器的额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流熔体的额定电流可以有以下几种选择：1）对于阻性负载的保护，应使熔

42、体的额定电流等 于或稍大于电路的工作电流，即：IRIN ； 2）对于一台电动机的短路保护，考虑到电动机的起动冲击电流的影响，可按下式选择：IR（1.52.5）IN 还可以按下式估算：IR4P3）对于多台电动机应按下式计算：IR（1.52.5）INmax+IN也可按下式估算： IR4PNmax+2P4.1.3接触器的选择交流接触器是接通和断开电动机负荷电流的一种控制电器。根据选择远控三相电动机接触器的额定电压、额定电流（铭牌值），均应大于或等于电动机额定值的原则，一般交流接触器的额定电流按电动机额定电流的1.3-2倍选择，即I=(1.3 -2)InIn电动机额定电流。还有一种方法是直接按产品手册

43、中接触器控制电机容量来选择。4.1.4熔断器选择 熔体的额定电流可以有以下几种选择：1）对于阻性负载的保护，应使熔体的额定电流等于或稍大于电路的工作电流，即：IRIN ； 2）对于一台电动机的短路保护，考虑到电动机的起动冲击电流的影响，可按下式选择：IR（1.52.5）IN还可以按下式估算：IR4P对于多台电动机应按下式计算：IR（1.52.5）INmax+IN也可按下式估算：IR4PNmax+2P4.1.5热继电器的选择热继电器常作为一般工业中长期或断续运转交流电动机的运行和起动过程中的过载保护用，有的还可作为断相保护。根据热继电器的保护特性选择留有一定上、下调整围的整定电流。当电动机长期过

44、载20时应可靠动作，且热继电器的动作时问必须大于电动机长期允许过载与起动的时间，电流的整定围常取电动机额定电流的1.2倍，而整定电流按电动机额定电流的1.05倍选取即可4.1.6时间继电器的选择时间继电器的种类很多，选择时主要考虑控制线路提出的技术要求，如电源电压等级、电压种类（交流还是直流）以与触点的型式（瞬时触点还是延时触点）、数量、延时时间等。此外在满足技术要求的前提下尽可能选择结构简单、价格便宜的型号。 目前在工业上经常使用一些质优价廉的数字化时间继电器，其核心一般是单片机或高精度的数字电路，具有精度高、使用灵活、故障率低等优点，是时间继电器发展的主流。4.1.7断路器的选择根据线路的

45、计算电流和工作电压，确定断路器 的额定电流和额定电压。显然，断路器的额定电 流应不小于线路的计算电流2）确定热脱扣器的整定电流。其数值应与被控制的电动机的额定电流或负载的额定电流一致，即：I=IN3）确定过电流脱扣器瞬时动作的整定电流：当断路器只控制一台380V笼型电动机时，断路器瞬时脱扣器电流的整定值可按电动机额定电流的 10倍来估算，即：I=10IN 当断路器控制配电干线回路时，瞬时动作脱扣器额定电流值按回路中最大一台电动机额定电流的10倍，再加上回路中其余负荷计算电流的1.3倍来 估算，即I=10INmax+1.3IC4.2主要元器件选型表：假设楼宇间进线电压380V，估算建筑用水流量1

46、2m/h,进行电机选型估算：电机功率=（流量*扬程*9.81）/0.55*1.2*3600. 确定电机功率2.2kw。器件选型表如4-2所示：表4-2器件名称器件型号数量排水泵QW40-15-30-2.23断路器TO-100BA-75-221断路器TO-100BA-60-223熔断器RT18-32-204接触器CJX3-9-17-QA3热继电器LRI-D163213中间继电器JQX-38F1交流接触器CHNT-F4-401交流接触器CHNT-F4-315液位继电器德力西JYB714A2时间继电器德力西JSZ3F(380V)2转换开关德力西LS2-31常闭按钮正泰NP2-BS542(红)3常开按

47、钮正泰NP2-BC31(绿)5绿灯指示灯AD16-22DS(380V)4红色指示灯AD16-22DS(380V)5蜂鸣器LAY5S-FM1接线端子正泰3xtb-25-123电流表6L2-A（200/5A）1电压表6L2-V（450V）1配电箱正泰JXF-8060/251浮动开关UQK-RE3导线BLV-450-4*4导线BLV-450-2*1.55.电气控制柜5.1 K系列电气控制柜K系列电气控制柜集国外水泵控制的优点不断完美和优化后，精心设计制作而成的。该产品具有过载、短路、缺相保护以与泵体漏水、电机超温与漏电等多种功能齐全的状态显示，还具有单泵与多泵控制工作模式，多种主要、备泵切换方式与各

48、类起动方式。可广泛适用于农业生产与各类建筑的给水、排水、消防、喷淋管网增压与暖通空调、冷水热水循环等多种场合的自动控制。随着社会朱断发展，为顺应市场需求，公司在吸收国外先进技术的基础上，合理选用国外名牌电器元件，开发出具有二十一世纪水准的高科技产品，人机界面控制柜。该产品除了具有普通电气控制柜优点外，还具有管理方便、准确度更高、控制方面故障率更少等优点。我公司通过多次的实验，现已在焊条厂投入使用，取得了可喜的成绩。K系列电气控制柜质量优良、外型美观耐用、安装操用方便，是各类水泵、风机安全可靠的伴侣。功能原理与用途：（多种控制的工作模式)一控二:控制1号、2号二台水泵。1号、2号二台泵同时运行，

49、在起动时，1号泵起动工作后，通过时间继电器自动起2号泵。一控三:控制台1号、2号、3号三台水泵。工作模式同上。一用一备:控制1号、2号二台水泵。可工作于1号主2号备或2号主1号备二种方式。二用一备:控制1号、2号、3号三台水泵。可工作于1号、2号主3号备或2号、3号主1号备或1号、3号主2号备三种方式。三用一备:控制1号、2号、3号、4号四台水泵。可工作于1号、2号、3号主4号备或2号、3号、4号主1号备或1号、3号、4号主2号备或1号、2号、4号主3号备四种方式。以上几种模式，均同时设有手动功能，在手动状态下，各泵可单独工作。多泵控制的主、备泵切换方式:5.2为什么要配电气控制柜？A、 自动

50、控制的需要：一般要求水泵在无人看守的情况下，按用户要求（如液位、压力高低等）自动运行，若没有控制柜就无法实现。B、 安全操作上的需要：通过控制元件，如用按钮来开、关水泵，一方面操作人员比较安全，另一方面由于接触器的快速动作，三相电源的通、断一致性较好，符合电机的电气特性要求。C、 控制功能的需要：有的用户由于生产需要不中断供水，往往配一台备用泵，这就是一备一图示的控制，有的甚至要二用一备、三用一备控制，要求工作泵故障备用泵 自动投入运行，有的还需要定时自动切换，如果没有控制柜，就难发办到。再如较大功率的水泵15kw以上需降压起动，这也必须有电控柜来实现。D、 保护功能的需要：我们已经知道电动机

51、不能长时间超载。也不能缺相运行，这就需要设过载、短路、缺相保护，潜水排污泵还要有漏水保护等，这些保护功能都由电控柜来控制实现。 2.控制水泵台数特征字 1、单控； 2、一用一备；3、二用一备； 4、三用一备； 前手动选择主、备泵，主起动方式特征字不注明为直接起动；Y：Y-降压起动：Z：自耦降压起动；R：软起动不注明为液位控制；P：压力控制； T：温度控制；S：时间控制；K：空调水泵控制；L：潜污泵专用；X：消防专用什么泵配什么电气控制柜？基本要五个相符：A、控制水泵台数相符； B、起动方式相符；C、控制类型相符； D、主泵切换相符；E、 控制功率相符；关于控制水泵台数问题：有单控型（一控一）、

52、一用一备型（一控二）、二用一备型（一控三）、三用一备型（一控四）等，一控二以上还有手动切换与定时自动交 换交替切换之分。一用一备以上都应具有主泵故障时，备用泵自动投入的功能。除此之外，有的用户需要特殊用途，就按特殊需要设计关于起动方式问题：一般 15KW以下的水泵均可采取直接起动方式，其余水泵，一般均可采用Y-起动方式。各种水泵均可采用软起动方式。关于控制类型问题：高位水箱生活给水与低位水池排水通常采用液体控制方式，其中潜水排污泵控制柜都装有漏电保护，若用户有特别要求，还可以配漏水保护。消防稳压泵一般采用压力控制。空调水泵（冷冻泵、冷却泵、热水泵等）一般要求与空调主机联动按冷却塔风机，冷却水循

53、环泵（夏天）或热水循环泵（冬天）调机组的顺序开机、停机的顺序相反，因此空调泵控制柜均没有一个供空调主机控制用的接口。关于主备切换方式问题：一般采用普通型，即开机前用手动选择主备泵，主泵发生故障后备用泵自动投入运行。5.3电器控制柜布置图5.3.1板面布置图电控柜安装接线面板布置图中，导线首先从外部由接线端子进入，接断路器QS，经过短路保护FU，三相的短路保护元件放在一起，下面紧接缺相故障的保护，也放在一起便于清晰的观看查找电路，然后把接水泵电机的主继电器和过载保护的热继电器放在一起，先接主继电器的常开触点，后接热继电器实现过载保护，再由端子排出来接排水泵电机布置要求： 一般总开关在上，其次互感

54、器、熔断器；接触器在最下方。元件排列应整齐，端子板应装于便于接线处。一般电气间隙 =50；且不小于30；距边50，行距jh100；相加后得出板面总体尺寸B和H5.3.2门面布置图控制台面板布置图中，将水位溢出等报警信息指示分别按类排放在一起，方便出现故障时能够快速的分辨出是哪种电气故障，便于与时有效的发现并排除故障，减少电气事故；将水泵电机正常运行与电源接通显示的指示灯放在一起，并用绿色信号指示工作正常；必要的手动控制开关闸也需要用不同的字母注释，以免搞混而导致电气事故。所以，清晰简答明了的控制台面板图是电气控制设计中很重要的一部分，一目了然且安全方便快捷。布置要求： 将表计、信号灯、按钮安排

55、在门面上。一般表计在最上方，其次信号灯、按钮，最后是锁子开关。应按比例画图，并标注尺寸。 排列时外缘距边 100,元件减少时可为200.图中e为门框宽度，一般取20。5.4设备（器件）接线图 根据设备结构标出端子和接线图。如图5-2.1所示为空开，设备编号为2号，文字符号QF。型号为DZ20Y。部三相6个端子，进线1、3、5接电源。出线2、4、6按相对编号法表示，接3 号设备的1、3、5号端子。设备接线一般标注方法如图所示，应自行编制设备顺序 号，在设备上方还应标出设备文字符号和型号。 图5-4.1设备接线一般采用相对编号法。即：如果 甲乙两端子应当用导 线连接，则在甲端子 旁标注乙端子的编号

56、； 同时在乙端子旁标注 甲端子编号。格式如图5-4.2。 图5-4.25.5端子板接线图 同一屏上的设备端子直接用导线连接。不同屏上的设备端子需要经由端子板连接。同一序号（节）端子左右两侧是联通的，相邻节之间绝缘。例如1号设备端子板XT，第一节红色蓝色部分联通，但与第二节绝缘。 图5-5从原理图可见，开关 SB2与FR连接，但是 SB2在门上，FR在柜，需经过端子板。 端子板第一节左侧与 SB2连接，故写入 SB2-11/1，表示端子板1节与11号设备1号端连接，另一端接8号设备FR的A1端。5.6.门背接线图 从原理图可见，开关SB2与SB1有一端连接，两个开关都在门上，可以直接，不需经过端

57、子板。图5.65.7设计后的布置图5.7.1柜布置图电气控制柜柜安装图如下图所示。柜布置图5.7.2柜面布置图电器控制柜柜面安装图如下图所示。柜面布置图5.7.3电气接线图A:器件接线图如下图器件接线图1器件接线图2其余器件接线图见附录1，附录2，附录3，附录4。B:端子板接线图端子版接线图设计总结在大学的学习过程中，毕业设计是一个重要的环节，是我们步入社会参与实际项目的规划建设的一次极好的演示.毕业设计是四年学习的总结和提高，和做科研开发工作一样，要有严谨的科学态度。毕业设计有一定的学术价值和实用价值，能反映出作者所具有的专业基础知识和分析解决问题的能力。此次毕业设计是我们从大学毕业生走向未

58、来工作重要的一步。从最初的选题，开题到分析调查、绘图直到完成设计。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。在毕业设计期间，尽可能多的阅读文献资料是很重要的，一方面是为毕业设计做技术准备，另一方面是学习做毕业设计的方法。一次优秀的设计对启发我们的思维，掌握设计的规、流程、具体操作都很有帮助。但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解，对具体设计涉与到的规要求的不熟悉等等，需要在做的过程中需要去不断的翻阅相关的资料和书籍，这降低了自己的速度和设计的进程，但这个过程对我来说是对自己知识的不足处的

59、一个很好的补充和对已学过知识的一个巩固。这个过程虽然是有一定的难度但还是通过自己的慢慢的摸索和老师的指导下从熟悉到上手，经过这次努力对自己的信心很好的提高。通过这样的一个自己从开始到结束全程自己参与的设计来说对知识的了解和掌握是纯理论的学习远远达不到的效果。这次实践是对自己大学四年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个可以参与工作能独立完成设计的人。本次设计我做的是三台排水泵配电箱设计，虽然以前也做过设计，但那都是和同学一起做的，这次要一个人单干心中不免还是有些紧和担心，不过在马老师的帮助下我很快就找

60、到了信心。用了一周时间去查找资料然后用了一个星期对总的资料进行整理和删选，选择对自己设计有用的资料汇编成册作为后期设计的辅助资料参考和借鉴。接下来的几个星期马老师给了我们具体的设计任务要求，并指导我们具体的设计工作流程。通过对前期准备详细的分析使自己蛮快的有了自己设计的思路，设计出了初步的电路原理草图，然后和老师交进行交流改进自己的设计方案和设计的不足。通过几轮的修改以与老师的交流使自己慢慢的完善自己的设计方案。接下去的几周是对分析图的设计和绘制，经过总平面后在分析图的绘制上还是比较轻松，掌握起来比较自如。最后一周是对以前绘制的图和设计进行整理。通过这规划也让自己明白了以前做的设计过于理想化，在设计过程中对现状和现实的根据太少，很多都是按照自己的理想去做，而实际的设计包括选型等等都要与实际相结合。整个毕业设计期间，马老师认真严格的要求我们，我们因为是独立的完成一个方案，需要老师的指导，我们认真的听取老师的意见，同时也发表自己对方案的见解，每一个星期我与指导老师都会见一次面，这样我们可以很好的交换意见，更好的完善方案。我们严格按照学校的有关规定执行，对毕业设计容与工作量进行讨论并确定，马老师非常并注重对我解决实际工作问题的能力、独立查阅文献能力、计算机与软件应用，我