+电气控制设计中主要参数计算及常用元件选择.pptVIP

Y X SH 现代电气自动控制技术 3.4 电气元件参数计算及选择 3.4 电气元件参数计算及选择 3.4.1 电动机起动、制动电阻计算 3.4.1.1 三相绕线转子异步电动机起动电阻计算 为减小起动电流，增加起动转矩，常采用转子绕组串接电阻的方法来实现。为此要确定外加电阻的级数，以及各级电阻的大小。电阻的级数越多，起动或调速时转矩波动就越小，但控制线路也就越复杂。通常电阻级数可以根据表3-1来选取。 起动电阻级数确定以后，对于平衡短接法，转子每相串联的各级电阻值，可以用下面公式计算： Rn = km-n r （3-1）式中，m为起动电阻级数；n为各级起动电阻的序号，n=1表示第一级，即最先被接的电阻；k为常数；r为最后被短接的那一级电阻值。 k 、r值可分别由下列两个公式计算： （3-2） 式中，s为电动机额定转差率；E2为正常工作中电动机转子电压（V）；I2为正常工作时电动机转子电流（A）。 每相起动电阻的功率为： （3-3） （3-4） 式中，I2s为转子起动电流（A），取I2s=1.5 I2；R为每相串联电阻（Ω）。 3.4.1.2 笼式异步电动机制动电阻的计算 反接制动时，三相定子回路中各相串联的限流电阻及可按下面经验公式近似计算： （3-5） 式中，Uφ为电动机定子绕组相电压（V）；Is为全压起动电流（A）；k为系数，当要求最大反接制动电流ImIs时，k =0.13 ；当要求Im 1/2Is时，k =1.5。 若在反接制动时，仅在两相定子绕组中串接电阻，选用电阻值应为上述计算值的1.5倍，而制动电阻的功率为： （3-6） 式中，IN为电动机额定电流；R为每一相串接的限流电阻值。 根据制动频繁程度适当选取前面系数。 3.4.2 鼠笼型电机能耗制动参数计算 图3-14为能耗制动整流装置的原理图。 3.4.2.1 能耗制动直流电流与电压的计算 从制动效果来看，希望直流电流大些。但是，过大的电流会引起绕组发热，耗能增加，而且当磁路饱和后对制动力矩的提高也不明显，通常制动直流电流按下式选取： ID=（2~4）IO 或 ID=（1~2）IN （3-7） 式中，IO为电动机空载电流；IN为电动机额定电流。 制动时，直流电压为： UD= IDR （3-8） 式中，R为两相串联定子绕组的冷电阻。 3.4.2.2 整流变压器参数计算 对单相桥式整流电路，变压器二次交流电压为： （3-9） 变压器容量计算 ：由于变压器仅在能耗制动时工作，故容量允许比长期工作小。根据制动频繁程度，取计算容量的（1/2~1/4）。 3.4.3 控制变压器容量计算 当控制线路比较复杂，控制电压种类较多时，需要采用控制变压器进行电压变换，以提高工作的可靠性和安全性。 控制变压器的容量可以根据由它供电的控制线路在最大工作负载时所需要的功率来考虑，并留有一定的余量。即 （3-10） 式中，ST为控制变压器容量（VA）；∑SC为控制电路在最大负载时所有吸持电器消耗功率的总和（VA），对交流电磁式电器，SC应取其吸持视在功率（VA）；KT为变压器容量储备系数，一般取1.1~1.25。 常用交流电磁式电器的起动与持功率（均为视在功率）列于表3-2中。 3.4.4 常用电器元件的选择 在控制系统原理图设计完成之后，就可根据线路要求，选择各种控制电器，并以元件目录表形式列在标题栏上方。 正确、合理地选用各种电器元件，是控制线路安全、可靠工作的保证，也是使电气控制设备具有一定的先进性和良好的经济性的重要环节。下面从设计、使用角度简要介绍一些常用控制电器的选用依据。 3.4.4.1 常用电器元件的选择原则 ① 根据对控制元件功能的要求，确定电气元件的类型。比如，当元件用于通、断功率较大的主电路时，应选用交流接触器。若有延时要求，应选用延时继电器。 ② 确定元件承载能力的临界值及使用寿命。主要是根据电气控制的电压、电流及功率大小来确定元件的规格。 ③ 确定元器件预期的工作环境及供应情况。如防油、防尘、货源等。 ④ 确定元件在供应时所需的可靠性等。确定用以改善元件失效率用的老化或其它筛选实验。采用与可靠性预计相适应的降额系数等。进行一些必要的计算和校核。 3.4.4.2 电器元件的选择 （1）按钮、开关的选择 按钮 通常用来短时接通或断开小电流控制电路的一种主令电器。 选用依据主要是根据