DOC《泰州职业技术学院》

泰州职业技术学院 毕业设计说明书 题目 冷却机电控系统 系部名称 机电技术学院 专业名称 机电一体化 班级名称 05机电单一 学生名称 左跃晖 学号

0501032252 指导老师 树龙珍 职称 高级 指导老师 职称 年月日目录 前言…4 1.

继电接触器系列电控设计综述…5 1.1继电接触器系列电控设计的基本内容…5 1.2典型生产机械的工艺要求及电气传动系统方案选择………………7 1.3常用电动机性能指标及应用范围…11 1.4电动机的起动、制动及控制…14 1.5控制电路的设计…16 1.6电气元件的选择…17 1.7电气系统工艺设计…21 2.设计:Ф3.5X36m冷却机电控系统…24 2.1 工艺概况…24 2.2总体设计方案…27 2.3主电机和辅助电机的控制…28 2.4 挡轮液压站的控制…29 2.5主减速机润滑站的控制…30 2.6电气元件的选择…33 2.7 电控柜布置与柜体设计…38 3.冷却机在水泥工艺中的使用…41 3.1熟料冷却的目的…41 3.2冷却机工作原理…42 3.3二次、三次空气…43 4.结束语…45 5.致谢…45 6.参考文献…45 前言 冷却机是水泥公司的瓶颈设备,是熟料冷却的咽喉,该设备性能的优劣直接关系到公司的生存与发展,是全公司要改造的重点关键设备.由于该设备有举足轻重的作用,在技术改造中既要先进,更要把安全可靠摆在头等地位,因此在设计中先进科技设备和控制技术成熟度是第一位的.冷却机是一个复杂的系统,它的控制涉及众多工程技术问题,是多技术系统应用的复合体.为了改善冷却机性能,保证该系统在高频率、大运量的情况下正常运行,需对该冷却机的控制系统及相应的机械传动部分进行技术改造,改造后的控制系统应能适应设备年起冷却熟料100万吨的作业状况. 1.继电接触器系列电控设计综述 一般中、小型生产设备的电气传动系统大多都是由继电接触器系统来实现其控制的,设计的重点是绘制继电接触器控制电路及选择电气元件. 在一般的简单生产设备中,其工作程序往往是固定的,使用中并不需要经常改变原有程序,可采用有触头的继电接触器系统.控制线路在结构上接成固定式的,这种系统的特点是控制方法简单,工作稳定,便于维护,成本低,因此在现有的生产设备控制系统中应用仍相当广泛.但对于工作复杂,控制要求高的生产设备,应优先采用PLC控制系统. 1.1继电接触器系列电控设计的基本内容 生产设备的电气控制系统设计是生产设备设计的重要组成部分,生产设备的电气控制系统设计应满足生产设备的总体技术方案. 电气控制系统的设计涉及的内容很广泛,在这一节里将概括地介绍一下电气控制系统设计的基本内容,重点阐述继电接触器控制电路设计的一般规律设计方法.

1 电气控制系统设计的一般内容 生产设备的电气控制系统设计与生产设备的机械结构设计是分不开的,而现代生产设备的结构以及使用效能与电气自动控制的程序又是密切相关的.对机械设计人员来说,也需要对电气控制系统设计有一定的了解.反之,电气设计人员也应对工艺、机械、液压等技术有所了解.一项设计的成功往往是各方人员共同劳动、分工合作和协同攻关的结果. 下面将就电气控制系统设计涉及的主要内容,以及电气控制系统如何满足生产设备的主要技术性能加以讨论. (1)满足生产设备的主要技术性能,即机械传动、液压和气动系统的工作特性,以及对电气控制系统的要求,这是生产设备的电气控制系统设计的主要依据之一. (2)生产设备的电气传动方案,要依据生产设备的结构、传动方式、调速指标以及对电气制动和正反向转动要求等来确定.生产设备的主运动或辅助运动都有一定调速范围的要求.要求不同,则采取的调速传动方案就不同,调速性能的好坏与调速方式密切相关.例如,中小型机床一般采用单独或双速笼型异步电动机,通过变速箱传动;

对传动功率较大、主轴转速较低的机床,为了降低成本,简化变速机构,可选用转速较低的异步电动机;

对调速范围、调速精度、调速的平滑性要求较高的机床,可考虑采用直流调速系统,满足无级调速和自动调速的要求.随着交流调速技术的发展,交流变频调速装置得到了广泛的应用. 由电动机完成生产设备的正反向运动比机械方法简单容易,因此只要条件允许,应尽可能由电动机来完成.电动机是否需要制动,要根据生产设备的需要而定.对于由电动机来实现正反转的生产设备,对制动无特殊要求时,一般采用反接制动,可使控制电路简化.在电动机频繁起制动或经常正反向的情况下,必须采用措施限制电动机起、制动电流. (3) 生产设备所使用的电动机的调速性质应与生产设备的负载特性相适应. 调速性质是指转矩、功率与转速的关系.设计任何一个生产设备的电力拖动系统都离不开对负载和系统调速性质的研究,它是选择拖动和控制方案及确定电动机容量的前提. 电动机的调速性质必须与生产设备的负载特性相适应.例如,机床的切屑运动(主运动)需要恒功率传动,而进给运动则需要恒转矩传动.双速异步电动机定子绕组由三角形改成星型连接时,转速由低速升高速,功率增加很少,因此适用于恒功率传动.对于定子绕组为星型低速运转的双速电动机,或定子绕组为双星型连接高速运转的双速电动机,转速改变时,电动机所输出的转矩保持不变,因此适用于恒转速调速. 他励直流电动机改变电压的调速方法属于恒转矩调速;

改变励磁的调速方法属于恒功率调速. (4)正确合理地选择电气控制方式是生产设备电气控制系统设计的主要内容. 电气控制方式应能保证生产设备的使用效能和动作程序、自动循环等基本动作要求.现代生产设备的控制方式与生产设备的结构密切相关.由于近代电子技术和计算机技术已深入到电气控制系统的各个领域,各种新型控制系统不断出现,它不仅关系到生产设备技术与使用性能,而且也深刻地影响着生产设备的机械结构和总体方案.因此,电气控制方式根据生产设备的总体技术要求来拟定. (5)明确有关操纵方面的要求,如操纵台的设置、测量显示、在故障自诊断和保护措施的要求等. (6)设计应考虑用户供电网的要求,如电网容量、电流种类、电压及频率.电气控制系统设计的技术条件是生产设备设计的有关人员和电气设计人员共同拟定的.根据设计任务书中拟定的电气控制系统设计的技术条件,就可以进行设计.实际上,电气控制系统设计就是把上述的技术条件明确下来并付诸实施.

2 继电接触器系列电控设计的基本内容 继电接触器系列电控设计的基本内容是根据生产机械的控制要求,设计和完成电控装置在制造、使用和维护过程中所需要的图样和资料.这些工作主要反映在电气原理和工艺设计中,具体来说需完成下列设计项目: (1)拟定电气设计技术任务书. (2)提出电气控制原理性方案及总体框图.包括电控装置设计预期达到的主要技术指标,各种设计方案技术性能比较及实施可能性. (3)编写系统参数计算书. (4)绘制电气原理图(总图和分图). (5)选择整个系统的电气元件,提供专用元件的技术指标并给出元器件明细表. (6)绘制电控装置总装、部件、组件、单元装备图(元器件布置安装图)和接线图. (7)标准构件的选用与非标准构件的设计(包括电控箱、柜结构与尺寸、散热器、导线、支架等). (8)绘制装置布置图、出线端子图和设备连接图. (9)编写操作使用、维护说明书. 以上电气控制系统设计的各项内容,必须以有关国家标准为纲领.根据生产设备的总体要求和控制电路的复杂程度不同,以上内容可增可减,某些图样和技术文件可适当合并或增删. 1.2典型生产机械的工艺要求及电气传动系统方案选择 电气控制原理性方案的主要内容是依据生产设备的主要技术性能,即机械传动、液压和气动系统的工作特性,以及对电气控制系统的要求,设计电气传动系统方案.它是生产设备的电气控制设计的主要依据之一.下面分类对负载类型、工艺特点及传动系统方案予以介绍. 1. 风机和泵类 长期工作制,平稳负载.风机和泵类负载这类机械启动不困难,运行稳定,一般不调速.在设计时,一种方法是按生产中可能需要的最大风量和流量并留有较大的裕量选用风机和泵,但在实际运行时,电机不能调速,只好利用挡板调节风量和流量,能量利用率很低.另一种方法是为了取得最佳经济运行效果,采用交流调速,如串级调速或变频调速,通过改变速度控制风量,以实现节能. 2. 球磨机和磨类 长期工作制,平稳及恒转矩负载.这类机械不要求调速,但启动困难.另一特点是转速低,通常带有庞大的减速机,造价高,磨损严重.其电气传动方案是母线供电,继电接触器控制或PLC控制. 3. 简单调速类 长期工作制.这类机械生产中不调速,但在不同的产品品种和不同规模时要求不同的速度.例如不可逆扎机,它对调速精度和加减速时间无严格要求,调速范围不大,其电气传动方案是直流不可逆调速或交→直→交PWM变频等交流调速系统. 4. 稳速类 长期工作制、平稳负载.要求在各种扰动下以一定的稳速精度长期运行,例如风洞、橡胶压延机等,这类机械不强调动态指标和调速范围.其电气传动方案是采用直流不可逆调速或交→直→交PWM变频等交流调速系统(适宜于小功率设备)或交→交变频(适宜于大功率设备). 5. 多单元速度协调类 这类机械由多个单元组成,他们通过被加工的工件(如造纸机通过纸,连轧机通过钢材)连成一个整体,各部分之间的速度必须维持一定的比例关系.这类机械要求抗干扰能力强,以免破坏各部分之间的速度协调.当速度给定值变化时,实际速度应尽快跟上给定的变化.多单元速度协调类机械和稳速机械的工艺要求相似,都要求速度稳定,但多单元速度协调类机械更强调动态指标.其电气传动方案有: (1)单象限或要求较小制动力矩的四象限运行,采用直流不可逆或不对称可逆调速. (2)若单电枢直流电机GD2过大,不能满足系统动态要求,需用双电枢或三电枢时,采用交流调速比直流调速合理. (3)由于这类机械对调速的动态性能指标要求高,因此在各类交流调速系统中必须采用矢量控制技术. 6. 宽调速类 这类机械要求从高速到低速有宽的调速范围........