毕业设计（论文）热水锅炉电气控制与低压控制器的设计

《毕业设计（论文）热水锅炉电气控制与低压控制器的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业设计（论文）热水锅炉电气控制与低压控制器的设计（35页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、毕 业 设 计 （论 文）热水锅炉电气控制与低压控制器的设计学生姓名： 指导教师： 专业名称：建筑电气工程技术机电工程技术学院2011年6月1指导教师对学生的评语及答辩推荐意见：答辩小组组长（签名）_ 年 月 日毕业论文任务书1本毕业论文课题来源及应达到的目的课题来源：在热力公司热水锅炉电气控制系统安装和运行中的学习。通过理论与实践相结合，并加以总结。目的；通过学习全面掌握所学的理论知识，并将所学的知识运在实践中得以应用。 2本毕业论文（设计）任务的内容和要求 设计内容和要求包括：1、详细掌握并阐述锅炉电气控制概况；2、常用电气控制线路的介绍；3、配电柜的安装及执行器部分设计；4、电机的使用，

2、相关仪表介绍， 5、变频器介绍与使用6、总结陈诉，书写致谢词； 3完成形式 本设计在指导教师以及现场工程人员的指导下边学习，边总结，最终完成。4本毕业论文（设计）课题工作进度计划起 迄 日 期工 作 内 容2011年3月25日2011年3月28日2011年4月 10 日2011年4月 10日-4月29日确定论文题目。查看相关规范，资料，为论文做准备书写毕业论文任务书写毕业论文、画图。签名： 年 月 日指导教师审查意见：1、是否符合要求（内容、格式规范）2、是否同意下发实施 指导教师： 年 月 日摘要锅炉是工业生产或生活采暖的供热源，按其供热的方式分为蒸汽和热水两种。前者主要用于发电、工业生产及

3、间接供热；后者主要用于生活供暖和生活热水，多用于集中供暖地区及宾馆、饭店。从80年代石横工程全套引进第一台300MW机组到至今，锅炉厂房控制系统、控制思路发生了很大的变化，大型锅炉输煤控制系统的主要任务就是卸煤、堆煤、上煤和配煤，以达到按时保质保量为机组（原煤仓）提供燃煤的目的。整个输煤控制系统是锅炉安全可靠运行十分重要的支持系统，它是保证机组稳发满发的重要条件。电气控制系统一般称为电气设备二次控制回路，不同的设备有不同的控制回路，而且高压电气设备与低压电气设备的控制方式也不相同。编辑本段主要功能为了保证一次设备运行的可靠与安全，需要有许多辅助电气设备为之服务，能够实现某项控制功能的若干个电器

4、组件的组合，称为控制回路或二次回路。这些设备要有以下功能： (1)自动控制功能。高压和大电流开关设备的体积是很大的，一般都采用操作系统来控制分、合闸，特别是当设备出了故障时，需要开关自动切断电路，要有一套自动控制的电气操作设备，对供电设备进行自动控制。 (2)保护功能。电气设备与线路在运行过程中会发生故障，电流(或电压)会超过设备与线路允许工作的范围与限度，这就需要一套检测这些故障信号并对设备和线路进行自动调整(断开、切换等)的保护设备。 (3)监视功能。电是眼睛看不见的，一台设备是否带电或断电，从外表看无法分辨，这就需要设置各种视听信号，如灯光和音响等，对一次设备进行电气监视。 (4)测量功

5、能。灯光和音响信号只能定性地表明设备的工作状态(有电或断电)，如果想定量地知道电气设备的工作情况，还需要有各种仪表测量设备，测量线路的各种参数，如电压、电流、频率和功率的大小等。 在设备操作与监视当中，传统的操作组件、控制电器、仪表和信号等设备大多可被电脑控制系统及电子组件所取代，但在小型设备和就地局部控制的电路中仍有一定的应用范围。这也都是电路实现微机自动化控制的基础。关键词：锅炉系统、低压电气设备、电机、变频器ABSTRACTBoiler heating of industrial production or life, according to the heating source of

6、 heat-supplied way into steam and hot water two kinds. The former mainly for power generation, industrial production and indirect heating; The latter is mainly used for life heating and living hot water, more for central heating area and hotels and restaurants. From the 1980s stone horizontal engine

7、ering imported from the first 300MW boiler plant to so far, control system, control thinking has changed very greatly, Large boiler feed coal control system is the main task of the coal unloader, pile of coal, coal and coal blending, in order to achieve swiftness in time for generator (the original

8、purpose of coal) provide coal. The whole lose coal boiler control system is a safe and reliable operation of the very important support system, it is to guarantee the stability ManFa unit the important condition of hair. The electrical control system commonly referred to as the electrical equipment

9、second control circuit, different devices have different control circuit, and high voltage electrical equipment and low voltage electrical equipment control mode is not identical also. Edit this section is function In order to ensure a reliable and safety of the equipment operation, need has many au

10、xiliary electrical equipment for the service, can realize a control function of the combination of several electric components, called the control circuit or secondary circuits. These devices must have the following features: (1) automatic control function. High pressure and large current switch equ

11、ipment volume is great, typically use the operating system to control points, close brake, especially when the equipment malfunctioning, need to switch to automatically cut off the circuit, a automatic control electric operation equipment, power supply equipment for automatic control. (2) protection

12、 function. Electrical equipment and lines will occur during operation of the fault, current (or voltage) will exceed equipment and circuit allows scope of work and limits, which requires a set of testing these fault signal lines of equipment and automatic adjustment (disconnect, switching, etc) prot

13、ection equipment. (3) surveillance function. Electricity is the eyes, a device to see whether charged or blackout, outwardly cannot distinguish, which requires setting various audio-visual signals, such as lighting and sound, etc, to a device for electrical monitoring. (4) measurement function. Ligh

14、ting and sound signal can qualitatively show equipment working status (there is electricity power, if want to or quantitatively know electrical equipment work situation, still have various kinds of instrument measuring devices, and various parameters measurement circuit, such as voltage, current, fr

15、equency and power size, etc. In equipment operation and monitoring of the traditional operating component, control electronics, instruments and signal equipment can be mostly computer control systems and electronic components, but replaced in small equipment and on-site local control circuit there i

16、s still a certain range of applications. This also is circuit implementation of microcomputer control automation based. Keywords: boiler system and electrical control, low voltage electrical equipment, motor 目录第一章 锅炉系统91.1锅炉系统概况 91.2输煤设备工艺要求101.3、输煤系统控制原理11第二章 常用电气控制线路设计 122.1点动控制电路与单向连续运转控制电路122.2电

17、动机正、反转控制电路132.3顺序启动控制142.4星三角形降压启动15第三章 配电柜的安装 153.1配电柜的布置图153.2配电柜的面板控制图173.3电源柜电路图18第四章 执行器部分184.1输煤机的选择184.2破碎机的选择194.3皮带机的选择194.4熔断器、电缆截面积的选择214.5接触器选择224.6低位煤发生器，压力传感器23第五章 电机的使用235.1 电机的种类及使用 265.2电机保养 275.3电机保护器 28第六章 相关仪表简介286.1数显表286.2压力变送器296.3温度传感器296.4电磁阀29第七章 变频器的选择与使用 297.1变频器297.2常见故障

18、分析31第八章 总结 33致谢 34参考资料及文献 35第一章 锅炉系统1.1锅炉系统概况锅炉是工业生产或生活采暖的供热源，按其供热的方式分为蒸汽和热水两种。前者主要用于发电、工业生产及间接供热；后者主要用于生活供暖和生活热水，多用于集中供暖地区及宾馆、饭店。从80年代石横工程全套引进第一台300MW机组到至今，锅炉厂房控制系统、控制思路发生了很大的变化，其设计己基本成熟。由原来的继电器实现控制功能转化为用PLC实现控制功能。随着电力系统市场的开放，减人增效越来越得到工厂包括各级领导的重视，如何优化车间的控制已成为每个工程所必须面临的问题。1.1.1锅炉的分类锅炉的燃料多分为煤和燃油，还有天然

19、气等。按其蒸发能力大小可分为三类： （1） 小型锅炉 蒸发量在10t/h及以下，多用于工业生产及采暖。主要是火箭或火箭管组合及小型水管式。（2） 中型锅炉 蒸发量为1075t/h，多用于发电厂。国内生产多为“II”型。（3） 大型锅炉 蒸发量大于75t/h，多用于发电厂。国内生产多为“II”型。1.1.2设备配置 共有六大系统：（1）点火系统。锅炉点火，保护及控制。（2）燃料配给系统。给煤机、碎（粉）煤机、煤仓及输煤皮带运输机，燃油（汽）输送泵。（3）燃煤系统。炉排电动机（有些类锅炉不用），除渣机。（4）水循环系统。循环水泵往往是多台，且有备用。（5）补水系统。补水泵，往往为备用设置，以防断水

20、。有时还有水处理系统的系列水泵，搅拌电动机。（6）送引风系统。送风机（有时还有一次、二次送风之分）又称配风机、引风机又称抽风机1.1.3特点及注意事项 从控制角度有下述特点需引起重视：（1） 设备相互之间往往有一定时间限制的控制顺序。如点火时，给水泵先启动，然后除渣；引风机起动数秒后鼓风机启动；停炉时，先停鼓风和炉排，数秒后停引风和和除渣，最后停给水泵。（2） 设备间往往有联锁 如给煤机和运输机、碎煤机；又如鼓风和引风机。（3）设备间往往有联动 如如锅炉故障时，汽泡极低水位；蒸汽压力过高时，应自动停止排风、炉排，起停给水泵等。（4）一般锅炉属于二级负荷，无起动给水的蒸汽锅炉，以补水定压的高温热

21、水锅炉的给水泵应保证可靠供电。（5）配电宜以锅炉机组为单元，放射式配电。蒸发量为6.5t/h及以下的锅炉宜设低配室。锅炉房内就地配电，起动设备宜用保护、防水，防尘型。（6）每台锅炉宜单独设置控制屏，宜由锅炉配套、宜设集控室，并将其置与室内。（7）线缆宜穿金属管及金属桥架，必须注意敷设时与高温设备的间距。（8）锅炉间、除氧间、水处理和风机间，顶层料仓等的检修照明，宜采用12V安全电压。对就地指示仪表，宜设局部照明。1.2输煤设备工艺要求1.2.1供暖锅炉输煤系统设计示意图如下：1、给煤间；2、1皮带；3、转运间；5、破碎机；6、除铁器；7、3皮带；8、受煤坑；9、给煤机，电磁铁门，堵煤振动器；1

22、0、受煤斗由于控制对象使用环境的特殊性和运行的长期连续性根据供煤系统要求，流程启动时，只按逆煤流方向逐台启动，联锁开车顺序：1皮带机破碎机除铁器3皮带机给煤机电磁铁门堵煤振动器。当系统停车时，流程按顺煤流方向逐台停机，联锁停车顺序：与开车顺序相反，延时时间按要求设定。另有一套上述设备备用。 1.3、输煤系统控制原理 由控制器运算并控制执行器件进行输煤动作，且由传感器件反馈信号，控制器、执行器、传感器构成控制回路。原理图如下：传感器件执行器件输煤控制器第二章 常用电气控制线路设计常用的控制线路的基本回路由以下几部分组成。 (1)电源供电回路。供电回路的供电电源有AC380V和220V等多种。 (

23、2)保护回路。保护(辅助)回路的工作电源有单相220、36V或直流220、24V等多种，对电气设备和线路进行短路、过载和失压等各种保护，由熔断器、热继电器、失压线圈、整流组件和稳压组件等保护组件组成。 (3)信号回路。能及时反映或显示设备和线路正常与非正常工作状态信息的回路，如不同颜色的信号灯，不同声响的音响设备等。 (4)自动与手动问路。电气设备为了提高工作效率，一般都设有自动环节，但在安装、调试及紧急事故的处理中，控制线路中还需要设置手动环节，通过组合开关或转换开关等实现自动与手动方式的转换。 (5)制动停车回路。切断电路的供电电源，并采取某些制动措施，使电动机迅速停车的控制环节，如能耗制

24、动、电源反接制动，倒拉反接制动和再生发电制动等。 (6)自锁及闭锁同路。启动按钮松开后，线路保持通电，电气设备能继续工作的电气环节叫自锁环节，如接触器的动合触点串联在线圈电路中。两台或两台以上的电气装置和组件，为了保证设备运行的安全与可靠，只能一台通电启动，另一台不能通电启动的保护环节，叫闭锁环节。如两个接触器的动断触点分别串联在对方线圈电路中。2.1点动控制电路与单向连续运转控制电路2.2电动机正、反转控制电路2.3顺序启动控制2.4星三角形降压启动星形连接可以减小电机的起动电流。以防止对其它设备产生影响。 电路一开始接成星形的，起动后再转成三角形的。第三章 配电柜的安装3.1配电柜的布置图

25、3.2配电柜的面板控制图器件介绍：图中 1：命令继电器； 2：电动式变压器 3：可编程控制器 4：齐纳栅（使电流只能单向流动的半导体） 5：电磁断路器（控制及加气保护） 6：接线端子3.3电源柜电路图第四章 执行器部分4.1输煤机的选择选用GZG系列自同步惯性振动输煤机是一种经济技术先进的给煤设备，经济效益和社会效益十分显著，与普遍采用的传统的电磁振动给料机比较：（1）生产率提高50。（2）节电59以上。（3）整机功率因数可达0.98。（4）维修工时减少30。（5）噪声由180分贝减少到80分贝。（6）设备重量减少50以上。（7）提高工艺自动化水平、煤炭、电力、轻工等部门普遍推广这一高效节能型

26、变频调速惯性振动给料机，以取代目前普遍采用的效率低、能耗大、维修困难的电磁振动给料机。（8）本设备在远超共振状态下工作，因而振幅稳定，运行可靠，对各种物料适应性较强。4.2破碎机的选择选用我国电力部推广RP型婉式中中速磨，其优点是粉碎电耗低、钢材耗量少、设备紧凑和噪声小。RP粉碎机的磨盘为碗形，有电动机带动旋转，粉碎轴绕固定轴在磨盘上滚动。磨棍用液压加载，在研煤表面之间产生所需要的压力。其出粉细度能满足烟煤或劣质烟煤着火与吻燃做需的细度。在粉碎机出力范围内其出粉细度与给煤速度无关。采用机械和空气双重密封，适用于锅炉制粉系统正负运行。其出力是给煤量和进风量来控制的，调节范围大，对载流大，对载荷变

27、化反应迅速。RP碗式粉煤机配有完整的温度、压力检测和控制元件，在出现异常时能够及时报警并自动进行控制。RP碗式粉煤机具有连续作业率高、出力和细度稳定及研煤广泛等特点，被广泛应用在锅炉输煤系统中。4.3皮带机的选择选用大倾角挡边胶带输煤机，它是一种新型带式输煤机，即是在平型胶带输送带的两侧粘有泼型挡边，中间部按需要加上横隔板，使物料在一个匣状的容器中进行输送，与普通的胶带输送相比，输送能力提高22.5倍，输送倾角最大可达90，70以下最好。使用该设备可减少占地，提高运送量，且易变向输送、不洒落煤。波形挡边高度从60至240mm共八种。装在波形挡板边之间的横隔板有T型、C型两种基本形式，在输送机倾

28、角小于40，使用T型横隔板；倾斜角大于40，使用C型横隔板。具体选哪种型号横挡板视实际现场而定。4.4熔断器、电缆截面积的选择4.4.1熔断器选择熔断器分为RM10系列、RT0系列，RL1系列和RC1A系列。在直接向电动机供电的电力支线中，由于要躲开电动机的启动电流，熔断器熔体的额定的电流Ier（或自动开关脱扣器的整定电流）往往选得较大。各种熔断器都是由熔管和熔体两部分组成。熔管的作用一是安装和固定熔体，二是使熔体断开的电弧的过程在管内完成，以保护人身安全。为了加快灭弧的速度，有些型号熔断器在管内还装有灭弧填料（如石英砂等）。熔体也有两种类型：一种是高导电率的金属如铜或银制成，截面较小，称为小

29、热容量熔断器；另一种是用电阻率较大的金属如铅、铅锡合金或锌制成，截面较大，称之为大热容量熔断器。注： 特点：只用于大容量线路，短流能力高，性能很好，但价格高，熔片熔断后更换不方便。特点：体积小，安全可靠，用于容量不大的电路，更换方便，熔体熔断后有指示。熔断器熔体的额定电流Ier的选择必需满足下列条件：（1）熔体在线路中或电动机正常工作时不应熔断需满足：Ier Ijs式中Ijs为正常运行时流经熔体的工作电流。对于单台电动机支线，Ijs就是电动机的额定电流（A）；对于干线，Ier = I30（A）（2）熔体在电动机启动时不应熔断。对于单台电动机支线，电动机的启动情况一般有两种，一是轻载启动，又称正

30、常启动，其启动时间为610S，其平均启动时间为8S。另一种是重载启动，又称困难启动，其启动时间为1520S。对于轻载启动的电动机（其平均电动机启动时间为8S）来讲，若它在用的小容量（60A以下）RM10系列熔断器，只要满足Iqd 2.5Ier（Iqd为电动机启动电流），或Ier ，那么，熔体在电动机启动时间就不会熔断。因为熔体必需历时8S才能熔断，而此时电动机已经启动完毕。对于一般情况，上式可以改写成： Ier 式中为躲开电动机启动电流的计算系数，其值与电动机的启动情况（轻载或重载启动）、熔断器的型号特性及熔体的额定电流Ier值得大小因数有关。由于所选中型锅炉 蒸发量为30t/h，根据实际考察

31、估算，所选设备技术参数表如下：设备名称型号功率（KW）IN（A）UN（V）皮带机Y225M-24583.9380破碎机Y132S1-25.511.1380给煤机Y132S1-25.511.1380堵煤振动器Y100L2-436.8380解： 根据上述条件，经查工业企业供电中表3-3，电力工程电气设备手册经计算所选相应熔断器如下表：设备名称IN（A）尖峰电流（A）相应熔断器皮带机83.9587.3RT0 200/150破碎机11.177.7RL1 50/30给煤机11.177.7RL1 50/30堵煤振动器6.86.8RL1 50/204.4.2电缆截面积选择按导线或电缆的选择内容包括两方面，一

32、是确定其结构、型号使用环境和敷设方式等，二是选择导线和电缆截面。在实际中跟据具体要求，选择原则考虑因素包括：（！）发热问题；（2）电压损失问题；（3）架空线路机械强度；（4）经济条件选择导线和电缆时，有按导线或电缆的允许载流量来选择其截面；有根据线路的允许电压损失来选择导线或电缆截面的；有根据架空线路的机械强度来选择截面的；也有按经济条件来选择导线或电缆截面积的。在本系统中，结合考虑锅炉房特定应用场合，选择电缆敷线方式。按发热条件选择电缆的截面积。在按发热条件选择导线或电缆的截面必需满足下列条件：（1）导线或电缆正常运行时，必须保证它不致因温度过高而烧毁，因此要满足： IY Ijs式中 IY导

33、线或电缆的长期允许电流 Ijs通过线路的计算电流（2）导线或电缆的允许持续电流与熔断器熔体的额定电流或自动开关脱扣器的动作电流之间的配合关系。一般来说，对于支线，为了安全，必需考虑过载保护。此时导线或电缆的允许持续电流应大于熔体的额定电流，即要求2.5IY Ier经计算验证，结合电力工程电气设计手册所选单台设备对应电缆型号如下表：电机设备名称电机Ijs（A）熔断器型号电缆型号电缆IY（A）皮带机83.9RT0 200/150VLV29-132破碎机11.1RT0 50/30VLV29-30给煤机11.1RT0 50/30VLV29-30堵煤振动器6.8RT0 50/20VLV29-30 VLV

34、29-是铝芯聚氯乙烯绝缘及护套电力电缆，：芯数;：面积mm24.5接触器选择接触器选择SUNWORLD CJ20系列220V交流接触器，其正常工作条件为：（1） 海拔高度不超过2000m（2） 周围空气温度-5+40（3） 空气最大湿度不大于90%（4） 污染为三级安装类别为类（5） 安装面与垂直面的倾角度不大于5，但攻煤矿下用产品在按15考核接触器适用于不间断工作制，断续周期工作制，各设备所选对应接触器如下表电机设备名称电机IN(A)接触器型号接触器约定发热电流（A）皮带机83.9CJ20-100125破碎机11.1CJ20-2532给煤机11.1CJ20-2532堵煤振动器6.8CJ20-

35、25324.6低位煤发生器，压力传感器低位煤发生器位置示意图如下地位煤发生器与PLC独立，自配电源，当受煤斗中的煤达到地位线时，地位煤发生器立即得电其自身警报铃立即发出报警，提醒工作人员进行相应操作。在集中控制室的控制面板也设有该设备相应控制及状态显示。压力传感器选用指针式电接点压力传感器，其输出信号为开关信号。按实际要求设定好预定压力值后即可。第五章 电机的使用5.1 电机的种类及使用5.1.1定义： 电机是指依据电磁感应定律实现电能的转换或传递的一种电磁装置。电动机也称（俗称马达），在电路中用字母“M”（旧标准用“D”）表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。 发电

36、机在电路中用字母“G”表示。它的主要作用是利用机械能转化为电能，目前最常用的是，利用热能、水能等推动发电机转子来发电，随着风力发电技术的日趋成熟，风电也慢慢走进我们的生活。 变压器，在有的书上称之为静止的电机。从电机的定义发现，这么说也有它的道理的。 5.1.2 电动机的种类1按工作电源种类划分：可分为直流电机和交流电机。 1.1直流电动机按结构及工作原理可划分：无刷直流电动机和有刷直流电动机。 1.1.1有刷直流电动机可划分：永磁直流电动机和电磁直流电动机。 1.1.1.1电磁直流电动机划分：串励直流电动机、并励直流电动机、他励直流电动机和复励直流电动机。 1.1.1.2永磁直流电动机划分：

37、稀土永磁直流电动机、铁氧体永磁直流电动机和铝镍钴永磁直流电动机。 1.2其中交流电机还可分：单相电机和三相电机。 2按结构和工作原理划分：可分为直流电动机、异步电动机、同步电动机。 2.1同步电机可划分：永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同步电动机。 2.2异步电机可划分：感应电动机和交流换向器电动机。 2.2.1感应电动机可划分：三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。 2.2.2交流换向器电动机可划分：单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。 3按起动与运行方式划分：电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。

38、4按用途划分：驱动用电动机和控制用电动机。 4.1驱动用电动机划分：电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。 4.2控制用电动机又划分：步进电动机和伺服电动机等。 5按转子的结构划分：笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。 6按运转速度划分：高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。低速电动机又分为齿轮减速电动机

39、、电磁减速电动机、力矩电动机和爪极同步电动机等。 调速电动机除可分为有级恒速电动机、无级恒速电动机、有级变速电动机和无级变速电动机外，还可分为电磁调速电动机、直流调速电动机、PWM变频调速电动机和开关磁阻调速电动机。 异步电动机的转子转速总是略低于旋转磁场的同步转速。 同步电动机的转子转速与负载大小无关而始终保持为同步转速。5.1.3直流电机的工作原理导体受力的方向用左手定则确定。这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动。如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩（例如由摩擦引起的阻转矩以及其它负载转矩），电枢就能按逆时

40、针方向旋转起来。 当电枢转了180后，导体 cd转到 N极下，导体ab转到S极下时，由于直流电源供给的电流方向不变，仍从电刷 A流入，经导体cd 、ab 后，从电刷B流出。这时导体cd 受力方向变为从右向左，导体ab 受力方向是从左向右，产生的电磁转矩的方向仍为逆时针方向。 因此，电枢一经转动，由于换向器配合电刷对电流的换向作用，直流电流交替地由导体 ab和cd 流入，使线圈边只要处于N 极下，其中通过电流的方向总是由电刷A 流入的方向，而在S 极下时，总是从电刷 B流出的方向。这就保证了每个极下线圈边中的电流始终是一个方向，从而形成一种方向不变的转矩，使电动机能连续地旋转。这就是直流电动机的

41、工作原理。 5.1.4交流异步电动机交流异步电动机是领先交流电压运行的电动机，广泛应用于电风扇、电冰箱、洗衣机、空调器、电吹风、吸尘器、油烟机、洗碗机、电动缝纫机、食品加工机等家用电器及各种电动工具、小型机电设备中。 交流电异步电动机分为感应电动机和交流换向器电动机。感应电动机又分为单相异步电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。 电机的转速（转子转速）小于旋转磁场的转速，从而叫为异步电机。它和感应电机基本上是相同的。s=(ns-n)/ns。s为转差率， ns为磁场转速，n为转子转速。 基本原理：(1)当三相异步电机接入三相交流电源时，三相定子绕组流过三相对称电流产生的三相磁动势（定子旋转磁动势

42、）并产生旋转磁场。 (2)该旋转磁场与转子导体有相对切割运动,根据电磁感应原理,转子导体产生感应电动势并产生感应电流。 （3）根据电磁力定律，载流的转子导体在磁场中受到电磁力作用，形成电磁转矩，驱动转子旋转，当电动机轴上带机械负载时，便向外输出机械能。 异步电机是一种交流电机，其负载时的转速与所接电网的频率之比不是恒定关系。还随着负载的大小发生变化。负载转矩越大，转子的转速越低。异步电机包括感应电机、双馈异步电机和交流换向器电机。感应电机应用最广，在不致引起误解或混淆的情况下，一般可称感应电机为异步电机。 普通异步电机的定子绕组接交流电网，转子绕组不需与其他电源连接。因此，它具有结构简单，制造

43、、使用和维护方便，运行可靠以及质量较小，成本较低等优点。异步电机有较高的运行效率和较好的工作特性，从空载到满载范围内接近恒速运行，能满足大多数工农业生产机械的传动要求。异步电机还便于派生成各种防护型式，以适应不同环境条件的需要。异步电机运行时，必须从电网吸取无功励磁功率，使电网的功率因数变坏。因此，对驱动球磨机、压缩机等大功率、低转速的机械设备，常采用同步电机。由于异步电机的转速与其旋转磁场转速有一定的转差关系，其调速性能较差(交流换向器电动机除外)。对要求较宽广和平滑调速范围的交通运输机械、轧机、大型机床、印染及造纸机械等，采用直流电机较经济、方便。但随着大功率电子器件及交流调速系统的发展，

44、目前适用于宽调速的异步电机的调速性能及经济性已可与直流电机的相媲美。 5.1.5电动机起动前的检查方法（1）新的或长期停用的电机，使用前应检查绕组间和绕组对地绝缘电阻。通常对500V以下的电机用500V绝缘电阻表；对500-1000V的电机用1000V绝缘电阻表；对1000V以上的电机用2500V绝缘电阻表。绝缘电阻每千伏工作电压不得小于1M，并应在电机冷却状态下测量。 （2）检查电机的外表有无裂纹，各紧固螺钉及零件是否齐全，电机的固定情况是否良好。 （3）检查电机传动机构的工作是否可靠。 （4）根据铭牌所示数据，如电压、功率、频率、联结、转速等与电源、负载比较是否相符。 （5）检查电机的通风

45、情况及轴承润滑情况是否正常。 （6）扳动电机转轴，检查转子能否自由转动，转动时有无杂声。 （7）检查电机的电刷装配情况及举刷机构是否灵活，举刷手柄的位置是否正确。 （8）检查电机接地装置是否可靠。 电机行业标准 GB/T 1993-1993 旋转电机冷却方法 GB 20237-2006 起重冶金和屏蔽电机安全要求 GB/T 2900.25-2008 电工术语 旋转电机 GB/T 2900.26-2008 电工术语 控制电机 GB 4831-1984 电机产品型号编制方法 GB 4826-1984 电机功率等级 JB/T 1093-1983 牵引电机 基本试验方法 5.2电机保养专业电机保养维修

46、中心电机保养流程：清洗定转子-更换碳刷或其他零部件-真空F级压力浸漆-烘干-校动平衡。 1、使用环境应经常保持干燥，电动机表面应保持清洁，进风口不应受尘土、纤维等阻碍。 2、当电动机的热保护连续发生动作时，应查明故障来自电动机还是超负荷或保护装置整定值太低，消除故障后，方可投入运行。 3、应保证电动机在运行过程中良好的润滑。一般的电动机运行5000小时左右，即应补充或更换润滑脂，运行中发现轴承过热或润滑变质时，液压及时换润滑脂。更换润滑脂时，应清除旧的润滑油，并有汽油洗净轴承及轴承盖的油槽，然后将ZL-3锂基脂填充轴承内外圈之间的空腔的1/2（对2极）及2/3（对4、6、8极）。 4、当轴承的

47、寿命终了时，电动机运行的振动及噪声将明显增大，检查轴承的径向游隙达到下列值时，即应更换轴承。 5、拆卸电动机时，从轴伸端或非伸端取出转子都可以。如果没有必要卸下风扇，还是从非轴伸端取出转子较为便利，从定子中抽出转子时，应防止损坏定子绕组或绝缘。 6、更换绕组时必须记下原绕组的形式，尺寸及匝数，线规等，当失落了这些数据时，应向制造厂索取，随意更改原设计绕组，常常使电动机某项或几项性能恶化，甚至于无法使用。 5.3电机保护器电机保护器的作用是给电机全面的保护，在电机出现过载、缺相、堵转、短路、过压、欠压、漏电、三相不平衡、过热、轴承磨损、定转子偏心时，予以报警或保护的装置。 3.1.10选型的基本

48、方法 3.1.10.1与选型有关的条件 1、电机参数：要先了解电机的规格型号、功能特性、防护型式、额定电压、额定电流、额定功率、电源频率、绝缘等级等。这些内容基本能给用户正确选择保护器提供了参考依据。 2、环境条件：主要指常温、高温、高寒、腐蚀度、震动度、风沙、海拔、电磁污染等。 3、电机用途：主要指拖动机械设备要求特点，如风机、水泵、空压机、车床、油田抽油机等不同负载机械特性。 4、控制方式：控制模式有手动、自动、就地控制、远程控制、单机独立运行、生产线集中控制等情况。启动方式有直接、降压、星角、频敏变阻器、变频器、软起动等。 5、其他方面：用户对现场生产监护管理情况，非正常性的停机对生产影

49、响的严重程度等。 与保护器的选用相关的因素还有很多，如安装位置、电源情况、配电系统情况等；还要考虑是对新购电机配置保护，还是对电机保护升级，还是对事故电机保护的完善等；还要考虑电机保护方式改变的难度和对生产影响程度；需根据现场实际工作条件综合考虑保护器的选型和调整。 第六章 相关仪表简介6.1数显表数显表是一种用于显示的电子仪表，目前在各行各业均有应用，因为其显示数据精确而且一目了然，所以在很多场合下已经代替了指针式仪表。从我们家中的电子钟表到工厂用的显示数据牌，无论是对时间的把握还是对产量的控制都提供了精准的数字显示，用数字量替换了模拟量。数显表会在我们的生活当中越来越普及，对数显表的知识有

50、一个综合的了解无疑会对你有所帮助，下面将就这一问题给大家做极为详尽的讲解。 6.1.1数显表简介到目前为止数显表的概念还没有统一的说法，但对其认识却大都相同，顾名思义它应该是数字或字母显示的仪表。从广义上讲，街头随处可见的大屏幕数字交通信号灯计时牌，车站的车次牌、工厂数控显示表等都算是数显表的范畴，目前的数显表一般都与电脑、PLC等设备相互连接使用。它的应用非常广泛，大到卫星监控数据、小至手腕上的电子手表，可以说在现代社会里，它的身影无处不在，其结构并不是很统一，随着需要它的形状大小也会跟着变化，一般为长方形的表头配一个表身。数显表的数字显示一般采用LED发光管或者是液晶屏幕这两种来完成。工业

51、、交通等一般都是采用LED发光管的数显表，因为LED光源比较亮，有多种颜色，尤其是红色，非常适合辨别。液晶显示通常用于家用钟表，因其自身不发光，所以比较省电。 6.1.2数显表的用途家用的数显表主要是手表、时钟。数显表运用最多的还是在工业方面，电流数显表、电压数显表、光栅数显表、压力数显表、变频器转速数显表、传感器数显表、频率数显表等等很多很多，它的作用主要起监测通知的作用。 工业上广泛运用于PLC数据的显示。目前文本编辑器，触摸屏的问世，以及其优越的价格都在冲击着数显表领域，但数显表卓越的地位仍然不能被取代。因为在复杂的工厂环境下，数显表通过LED发光管来发光，让人一目了然，从很远的地方就可

52、以清晰的辨认出所查看的数据，是工人师傅们的最爱。而文本编辑器和触摸屏之类的字体小，而且亮度不够。 两线式PLC数显表的问世也为数显表工业用途开拓了前景，摆脱了普通PLC数显表因为占用太多端口的困扰，不仅简洁了硬件连接方面，在PLC端的软件部分也更加模块化集成化，是目前工程师们对PLC数据显示的首选。6.2压力变送器6.2.1压力变送器变送器 在了解压阻式压力变送器时，我们首先认识一下电阻应变片这种元件。电阻应变片是一种将被测件上的应变变化转换成为一种电信号的敏感器件。它是压阻式应变变送器的主要组成部分之一。电阻应变片应用最多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金

53、属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的粘和剂紧密的粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。 6.3温度传感器6.3.1温度传感器热电偶的应用原理 温度传感器热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是： 测量精度高。因温度传感器热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。 测量范围广。常用的温度传感器热电偶从-50+1600均可边续测量，某些特殊温度传感器热电偶最低可测到-269（如金铁镍铬），最高可达+2800（如钨-铼）。 构造简单，使用方便。温度传感器热电偶通常是由两种不同的金属丝组成

54、，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。6.3.2温度传感器热电偶测温基本原理将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路，当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。温度传感器热电偶就是利用这一效应来工作的。6.4电磁阀电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器；并不限于液压，气动。电磁阀用于控制液压流动方向，工厂的机械装置一般都由液压钢控制，所以就会用到电磁阀。 6.4.1电磁阀的工作原理电磁阀里有密闭的腔，在的不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两

55、块电磁铁，哪面的磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油刚的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞竿带动机械装置动。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。上面说得是电磁阀的普通原理 ，实际上，根据流过介质的温度，压力等情况，比如管道有压力和自流状态无压力。电磁阀的工作原理是不同的。 比如在自流状态下需要零压启动的，就是通电后，线圈整个把闸体吸起来。 而有压力状态的电磁阀，则是线圈通电后吸出插在闸体上的一个销子，用流体自身的压力把闸体顶起来。 这两种方式的不同之处是，自流状态的电磁阀，因为线圈

56、要吸起整个闸体，所以体积较大 ，而带压状态的电磁阀，只需要吸起销子，所以体积可以做的比较小。 第七章 变频器的选择与使用7.1变频器定义变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。 7.1.1变频器基本原理我们现在使用的变频器主要采用交直交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功

57、功率。 7.1.2变频器选型1、采用变频的目的；恒压控制或恒流控制等。 2、变频器的负载类型；如叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。 3、 变频器与负载的匹配问题； 1）电压匹配；变频器的额定电压与负载的额定电压相符。 2）电流匹配；普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。 3）转矩匹配；这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生。 4、在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍

58、大于普通电机的选型。 5、变频器如果要长电缆运行时，此时要采取措施抑制长电缆对地耦合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。 6、对于一些特殊的应用场合，如高温，高海拔，此时会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。 7.1.3变频器和电机的距离确定电缆和布线方法 1）变频器和电机的距离应该尽量的短。这样减小了电缆的对地电容，减少干扰的发射源。 2）控制电缆选用屏蔽电缆，动力电缆选用屏蔽电缆或者从变频器到电机全部用穿线管屏蔽。 3）电机电缆应独立于其它电缆走线，其最小距离为500mm。同时应避免电机电缆与其它电缆长距离平行走线，这样才能减少变频器输出电压快速变化而产生的电磁干扰。如果控制电缆和电源电缆交叉，应尽可能使它们按90度角交叉。与变频器有关的模拟量信号线与主回路线分开走线，即使在控制柜中也要如此。 4）与变频器有关的模拟信号线最好选用屏蔽双绞线，动力电缆选用屏蔽的三芯电缆（其规格要比普通电机的电缆大档）或遵从变频器的用户手册。 7.1.4变频器控制原理 1）主回路：电抗器的作用是防止变频器产生的高次谐波通过电源的输入回路返回到电网从而影响其他的受电