紡織常用制動電路搭建本科論

鹽城工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2015屆畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 紡織常用制動電路搭建 專 業(yè) 現(xiàn)代紡織技術(shù) 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)老師 交稿日期 二0一四年十二月 摘要 紡織機(jī)械隨著紡織業(yè)的發(fā)展，紡織機(jī)械的制動電路尤為重要，當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)故障時，機(jī)械如果不及時停止，會影紗線的質(zhì)量，影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效率。所以紡織機(jī)械上的制動電路很重要，機(jī)械出現(xiàn)故障時制動及時停止，會及時解決上路缺點。紡織機(jī)械制動最常用的幾種方式有：全波能耗制動、電磁離合器制動、變頻器制動。本文也對這三種方式做出了詳細(xì)解釋。 關(guān)鍵詞:能耗制動；變頻器制動；電磁離合器制動 Abstract With the development of the textile industry textile machinery, textile machinery brake circuit is particularly important when a mechanical failure, mechanical if not stopped, will shadow the yarn quality, economic efficiency of enterprises. So on the brake circuit is very important textile machinery, mechanical failure of the brake in time to stop, the road will promptly resolve shortcomings. The most commonly used textile machinery brake several ways: full-wave energy brake, electromagnetic clutch brake, inverter braking. This article also these three ways to make a detailed explanation. Keywords: dynamic braking; inverterbrake; electromagneticclutchbrake 目錄 摘要 I Abstract II 目錄 II 第一章 緒 論 2 1.1制動電路的簡介 2 機(jī)械制動 2 能耗制動 2 變頻器制動 2 1.2本文的主要目的 2 1.3本文主要內(nèi)容 2 第二章 能耗制動控制電路的分析 2 2.1能耗制動電路在紡織上的應(yīng)用 2 2.2電動機(jī)能耗制動控制電路 2 電動機(jī)能耗制動控制電路工作原理 2 幾種常用的能耗制動電路 2 2.3整流橋堆的結(jié)構(gòu)與原理 2 基本組成 2 基本原理 2 封裝形式 2 整流橋堆的搭建方法 2 2.4電路的搭建 2 元器件參數(shù) 2 2.4.2.電路接線圖 2 實物照片 2 2.5電路調(diào)試 2 接線檢查 2 萬用表檢查電路 2 通電檢查 2 第三章 電磁制動器電路搭建 2 3.1劍桿織機(jī)上的電磁離合制動器 2 3.1.1 電磁制動器原理及其特性參數(shù) 2 3.1.2 電磁制動器工作原理原理 2 電磁制動器特點 2 電磁離合器扭矩變化 2 3.2電磁離合器制動基本使用方法 2 3.3電磁離合器制動電路原理 2 3.4電路搭建 2 元器件列表 2 電磁離合器接線圖 2 3.5電路調(diào)試 2 線路檢查 2 萬用表檢查 2 第四章 變頻器制動電路 2 4.1粗紗機(jī)變頻器制動 2 4.2變頻器原理及其特性指標(biāo) 2 4.3變頻器制動電路搭建 2 實物圖片 錯誤！未定義書簽。 4.4電路調(diào)試 2 5.1幾種電路的比較 2 5.2結(jié)論 2 參考文獻(xiàn) 2 致謝 2 第一章 緒 論 1.1制動電路的簡介 紡織機(jī)械的制動方式分為機(jī)械制動、能耗制動、反接制動、再生制動、變頻器制動 。 機(jī)械制動 機(jī)械制動:是利用摩擦阻力來達(dá)到目的。其中，應(yīng)用最多的是電磁離合器制動。電磁離合器制動的優(yōu)點是:行程短，機(jī)械部分的沖擊小，能承受頻繁動作。 能耗制動 能耗制動：即是動力制動，是指在電動機(jī)提供電源切斷的同時，直接向電動機(jī)定子繞組輸入直流電，形成一個固定的磁場，以消耗因慣性繼續(xù)按原方向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子的功能，使電動機(jī)停轉(zhuǎn)。 變頻器制動 變頻器制動是指在變頻器調(diào)速系統(tǒng)中，電動機(jī)的停機(jī)和降速的是通過逐漸減小頻率來實現(xiàn)，在頻率減小的時候，電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速跟著下降，且由于機(jī)械慣性原因電動機(jī)的轉(zhuǎn)速沒變。當(dāng)同步轉(zhuǎn)速低于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子電流的相位改變了一周，電機(jī)從電動狀態(tài)變?yōu)榘l(fā)電狀態(tài)；與此同時，電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩變成了制動轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速下降，電機(jī)處在再生制動狀態(tài)。電機(jī)再生的電能經(jīng)續(xù)流二極管全波整流后反饋到直流電路。由于直流電路的電能無法通過整流橋回饋到電網(wǎng)，僅僅依靠變頻器本身的電容吸收，雖然其他部分能消耗電能，但電容仍有短時間的電荷堆積，形成“泵升電壓”，使直流電壓升高。過高的直流電壓將使各部分器件受到損害。 1.2本文的主要目的 主要針對紡織制動系統(tǒng)分析并比較紡織上的制動方式，并且我們要自制電路模型，以至于更好的應(yīng)用于紡織機(jī)械，使我們能夠很快的適應(yīng)現(xiàn)代控制技術(shù)發(fā)展的需求，同時也提高了我們的思維能力和實際操作能力。 1.3本文主要內(nèi)容 為了達(dá)到上述目的,本文具體安排第一章緒論、第二章能耗制動電路的分析、第三章電磁離合器制動電路分析。第四章變頻器制動電路分析、第五章幾種電路比較及結(jié)論、最后是本文的致謝。 第二章 能耗制動控制電路的分析 2.1能耗制動電路在紡織上的應(yīng)用 并條機(jī)是紡織機(jī)械上用于并條的，它是典型的能耗制動電路應(yīng)用在紡織機(jī)械上。其電路實物圖如2-1圖所示 圖2-1并條機(jī)能耗制動實物圖 2.2電動機(jī)能耗制動控制電路 電動機(jī)能耗制動控制電路工作原理 三相籠型異步電動機(jī)的能耗制動是把轉(zhuǎn)子儲存的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能，又消耗在轉(zhuǎn)子上，使之轉(zhuǎn)化為制動力矩的一種方法。將正在運轉(zhuǎn)的電動機(jī)從電源上切除，向定子繞組通入直流電流，便產(chǎn)生靜止的磁場，轉(zhuǎn)子繞組因慣性在靜止磁場中旋轉(zhuǎn)，切割磁力線，感應(yīng)出電動勢，產(chǎn)生轉(zhuǎn)子電流，該電流于靜止磁場相互作用，產(chǎn)生制動力矩，使電動機(jī)轉(zhuǎn)子迅速減速、停轉(zhuǎn)。 這種制動所消耗的能量較小，制動準(zhǔn)確率較高，制動轉(zhuǎn)矩平滑，但制動力較弱，制動了矩與轉(zhuǎn)速成正比地減小。如需另設(shè)直流電源，費用較高。能耗制動適用于要求制動平穩(wěn)、停位準(zhǔn)確的場所，如銑床、龍門刨床及組合機(jī)床的主軸定位等。最常用的能耗制動電路如圖2-2所示 圖2-2 電動機(jī)能耗制動控制電路 幾種常用的能耗制動電路 線路（一）手動單向運轉(zhuǎn)能耗制動 工作原理：合上電源開關(guān)QS，按下啟動按鈕SB1，接觸器KM1，得電吸合并自鎖，電動機(jī)起動運轉(zhuǎn)。若需要對電動機(jī)進(jìn)行能耗制動時，可按下停止按鈕SB2，其常閉觸電首先切斷接觸器KM1的線圈電路，KM1失電釋放，電動機(jī)脫離三相交流電源。而后SB2常開觸點閉合，于是降壓變壓器T二次側(cè)電壓經(jīng)整流橋VC整流后加到兩相定子繞組上，電動機(jī)進(jìn)入能耗制動狀態(tài)。待電動機(jī)慣性轉(zhuǎn)速迅速下降至零時，松開停止按鈕SB2，接觸器KM2失電釋放，切斷直流電源，能耗制動結(jié)束。 變阻器R的作用是調(diào)節(jié)制動電流的大小，進(jìn)而調(diào)節(jié)制動作用的強(qiáng)度。有點能耗制動線路并不用變阻器R，而是采用調(diào)節(jié)變壓器T二次側(cè)抽頭的辦法調(diào)節(jié)整流電壓的大小，也能達(dá)到調(diào)節(jié)制動電流的目的。如2-3圖所示 圖2-3單向不用時間繼電器能耗制動電路 線路（二）自動單向運轉(zhuǎn)能耗制動 該線路采用自動控制的能耗制動方式，是利用時間繼電器控制制動時間。 工作原理：合上電源開關(guān)QS，按下起動按鈕SB1，接觸器KM1得電吸合并自鎖，電動機(jī)起動運行。KM1常開輔助觸點閉合，時間繼電器KT線圈通電，為制動做好準(zhǔn)備。 停機(jī)時，按下停止按鈕SB2，接觸器KM1失電釋放，電動機(jī)脫離交流電源做慣性旋轉(zhuǎn)，KM1常閉輔助觸點閉合，接觸器KM2得電吸合并自鎖，接通了硅整流器VC的輸出回路，電動機(jī)處于能耗制動狀態(tài)。接觸器KM1釋放時，時間繼電器KT線圈失電，經(jīng)過一段延時后（2~4s，可調(diào)）,其延時斷開常開觸點斷開，KM2失電釋放，電動機(jī)脫離直流電源，制動過程結(jié)束。如圖2-4所示 圖2-4單向帶時間繼電器能耗制動電路 線路（三）變壓器受控的自動單向運轉(zhuǎn)能耗制動 工作原理：合上電源開關(guān)QS，按下起動按鈕SB1，接觸器KM1得電吸合并自鎖，電動機(jī)起動運行。 停機(jī)時，按下停止按鈕SB2，接觸器KM1失電釋放,電動機(jī)脫離交流電源做慣性旋轉(zhuǎn)，同時接觸器KM2得電吸合并自鎖，接通硅整流器VC的輸出回路，電動機(jī)處于能耗制動狀態(tài)。KM2常開輔助觸點閉合，時間繼電器KT線圈通電，經(jīng)過一段延時后，其延時斷開常閉觸點斷開，接觸器KM2失電釋放，電動機(jī)脫離直流電源，制動過程結(jié)束。 該線路的不足之處：如果時間繼電器KT線圈斷線，或因機(jī)械故障而使其常閉觸點不能斷開，這時如果按下停止按鈕SB2，電動機(jī)雖然能制動停機(jī)，但定子繞組不能脫離直流電源，直流電流將長期通過定子繞組，這不但對定子繞組很不利，還要浪費電能。為了消除上述缺陷可采用線路四。線路三如圖2-5所示 圖2-5單向帶時間繼電器能耗制動電路 線路（四）防機(jī)械故障的自動單向運轉(zhuǎn)能耗制動 該線路增設(shè)一對時間繼電器KT的瞬時閉合常開觸點。當(dāng)時間繼電器線圈斷線或因機(jī)械故障使其常閉觸電不能斷開時，KT的常開觸點就不可能閉合，此時若按下停止按鈕SB2，接觸器KM2線圈雖能通電但不能自鎖，松開SB2后，KM2，立即失電釋放，從而消除了直流電長期通過定子繞組。如圖2-6所示 圖2-6 能耗運轉(zhuǎn)制動如圖所示 線路(五)全波能耗制動電路 電動機(jī)全波能耗制動電路控制電路是這次設(shè)計的電路。電路工作過程：合上斷路器QF接通三相電源，按下起動按鈕SB2，接觸器KM1線圈通電并自鎖，主觸頭閉合電動機(jī)接入三相電源而起動運行。 當(dāng)需要停止時，按下停止按鈕SB1，KM1線圈斷電，其主觸頭全部釋放，電動機(jī)脫離電源。此時，接觸器KM2合時間繼電器KT線圈通電并自鎖，KT開始計時，KM2主觸頭閉合將直流電源接入電動機(jī)定子繞組，電動機(jī)在能耗制動下迅速停車。 當(dāng)時間繼電器KT的設(shè)定時間到時，常閉觸頭延時斷開時，接觸器KM2線圈斷電，KM2常開觸頭斷開直流電源，能耗制動結(jié)束，保證了停止準(zhǔn)確。該電路的過載保護(hù)由熱繼電器完成。直流電源采用二極管單相橋堆整流電路，電阻R用來調(diào)節(jié)制動電流大小，改變制動力的大小。如下圖2-7所示 圖2-7 全波能耗制動電路 線路（六）帶點制動的能耗制動 該線路不僅能使電動機(jī)在正常情況停機(jī)時有制動作用，而且在點動過程中也有較好的制動效果。 工作原理:合上電源開關(guān)QS，按下啟動按鈕SB1，中間時間繼電器KA1得電吸合并自鎖，其常開觸點閉合，接觸器KM1得電吸合，電動機(jī)啟動運行。 正常停機(jī)時，按下停止按鈕SB2，中間時間繼電器KA1失電釋放，其常開觸點斷開，KM1失電釋放，電動機(jī)脫離交流電源做慣性旋轉(zhuǎn)。KM1常閉輔助觸點閉合，接觸器KM2得電吸合并自鎖，繼而時間繼電器KT1線圈通電。KM2主觸點閉合接通硅整流器VC的輸出回路，電動機(jī)處于制動狀態(tài)。經(jīng)過一段時間延時后(3-4秒，可調(diào))，KT1延時斷開常閉觸點斷開，KM2失電釋放，電動機(jī)脫離直流電源，制動過程結(jié)束。 點動控制時，按下點動開關(guān)SB3，接觸器KM1得電吸合，電動機(jī)啟動運行。KM1常開輔助觸點閉合，中間繼電器KA2得電吸合閉自鎖。而中間繼電器KA3，則由于點動按鈕SB3未復(fù)位而不得電，松開SB3后，KM1失電釋放，電動機(jī)脫離交流電源做慣性旋轉(zhuǎn)KA3得電吸合，其常開觸點閉合，接觸器KM2得電吸合，電動機(jī)計入能耗狀態(tài)。同時時間繼電器KT2得電，并處于等待狀態(tài)，如果兩次點動的間隔時間小于KT2的整定時間（2-3秒，可調(diào)試）其延時斷開常閉觸點不打開，這時按下SB3即為點動，松開SB3即為制動;如果兩次點動的時間間隔大于KT2的整定時間，或點動定位結(jié)束，KT2常閉觸點定時斷開，接觸器KM2失電釋放，制動過程結(jié)束。如圖2-8帶點能耗制動電路所示 圖2-8 帶點能耗制動電路 線路（七）正反向運轉(zhuǎn)能耗制動線路 該線路為自動控制電路的能耗制動線路，利用時間繼電器KT控制制動時間，能耗制動電源采用變壓器T降壓，單向橋式整流。 工作原理：若需正轉(zhuǎn)，合上電源開關(guān)QS，按下正轉(zhuǎn)啟動按鈕SB1，接觸器KM1得電吸合并自鎖，電動機(jī)正向氣動運轉(zhuǎn)。停機(jī)時，按下停止按鈕SB3，接觸器KM1失電釋放，電動機(jī)脫離三相交流電源做慣性旋轉(zhuǎn)。KM1常閉輔助觸點閉合，接觸器KM3得電吸合并自鎖，其常開輔助觸點閉合，時間繼電器KT線圈得電，KM3主觸頭閉合，接通了整流橋VC的輸出電路，電動機(jī)進(jìn)入正向能耗制動狀態(tài)。經(jīng)過一段延時后，KT延時釋放常閉觸點斷開，KM3失電釋放，電動機(jī)脫離直流電源，正向能耗制動結(jié)束。 如需電動機(jī)反轉(zhuǎn)及反向能耗制動，可分別按反轉(zhuǎn)起動按鈕SB2和停止按鈕SB3，其工作原理與正轉(zhuǎn)及正向能耗制動相同。如圖2-9所示 圖2-9正反轉(zhuǎn)能耗制動電路圖 線路（八）晶閘管控制的能耗制動線路 該線路省去了降壓變壓器，采用晶閘管做控制，適用于小容量異步電動機(jī)的制動。 工作原理：合上電源開關(guān)QS，按下起動按鈕SB1，接觸器KM1得電吸合并自鎖，電動機(jī)起動運行。停機(jī)時，按下停止按鈕SB2，接觸器KM1失電釋放，電動機(jī)脫離交流電源做慣性旋轉(zhuǎn)。同時接觸器KM2得電吸合并自鎖，其主觸點閉合，接通晶閘管V等構(gòu)成的制動電路。W相電源（正半周）經(jīng)二極管VD1、電阻R1，向電容C充電（通過U相電源構(gòu)成回路），當(dāng)C上的電壓達(dá)到雙向觸發(fā)二極管VD2的擊穿電壓（約30V）時，VD2擊穿，晶閘管V被觸發(fā)導(dǎo)通。電阻R2為泄流電阻，使C上的電荷能隨時泄放。電源負(fù)半周，C上的電荷R2泄放電。第二個電源正半周，電容C又得以充電，當(dāng)C上的電壓達(dá)到VD2擊穿電壓時晶閘管V再次觸發(fā)導(dǎo)通。也就是說，電動機(jī)不斷得到脈沖直流制動電流的作用，電動機(jī)處于制動狀態(tài)。直至?xí)r間繼電器KT延時斷開常閉觸點斷開，接觸器KM2失電釋放，其常開觸點斷開為止，制動過程才結(jié)束。 電阻R1、電容C組成移相電路，以控制晶閘管V的導(dǎo)通角，從而提供一個大小合適的（脈沖）直流電壓，用以控制。C容量大或R阻值小，晶閘管的導(dǎo)通角就大，制動電流大，制動快；反之，則導(dǎo)通角就小，制動電流小，制動慢。C、R1的具體數(shù)值可由試驗決定，一般調(diào)節(jié)范圍為2~4s（視具體情況和要求決定)。 二極管VD1和晶閘管V的耐壓值不小于800V；雙向觸發(fā)二極管VD2可采用2CTS型；觸發(fā)也可用氖泡（起輝電壓低一些，如幾十伏）或二極管代替。如圖2-10所示 圖2-10 晶匣管控制的能耗制動電路 2.3整流橋堆的結(jié)構(gòu)與原理 整流橋堆就是由兩個或四個二極管組成的整流器件。橋堆有半橋和全橋以及三相橋三種半橋又有正半橋和負(fù)半橋兩種，堆橋的文字符號為UR。整流橋如圖2-11所示 圖2-11整流橋堆圖片 基本組成 全橋由四只二極管組成，有四個引出腳。兩只二極管負(fù)極的連接點是全橋直流輸出端的“正極”，兩只二極管正極的連接點是全橋直流輸出端的“負(fù)極”。 半橋由兩只二極管組成，有三個引出腳。正半橋兩邊的管腳是兩個二極管的正極，即交流輸入端；中間管腳是兩個二極管的負(fù)極，即直流輸出端的“正極”。負(fù)半橋兩邊的管腳上兩個二極管的負(fù)極，即交流輸入端；中間管腳是兩個二極管的正極，即直流輸出端的“負(fù)極”。一個正半橋和一個負(fù)半橋就可以組成一個全橋。 基本原理 整流橋堆產(chǎn)品是由四只整流硅芯片作橋式連接，外用絕緣朔料封裝而成，大功率整流橋在絕緣層外添加鋅金屬殼包封，增強(qiáng)散熱。整流橋品種多：有扁形、圓形、方形、板凳形（分直插與貼片）等，有GPP與O/J結(jié)構(gòu)之分。最大整流電流從0.5A到100A，最高反向峰值電壓從50V到1600V。 半橋是將兩個二極管橋式整流的一半封在一起,用兩個半橋可組成一個橋式整流電路,一個半橋也可以組成變壓器帶中心抽頭的全波整流電路, 選擇整流橋要考慮整流電路和工作電壓.國內(nèi)常用的有“廣州國信電子”的G系列整流橋，進(jìn)口品牌有ST、IR,臺系的SEP、GD等。整流橋堆一般用在全波整流電路中，它又分為全橋與半橋。 全橋是由4只整流二極管按橋式全波整流電路的形式連接并封裝為一體構(gòu)成的，圖是其外形。 全橋的正向電流有0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A、5A、10A、20A、35A、50A等多種規(guī)格，耐壓值（最高反向電壓）有25V、50V、100V、200V、300V、400V、500V、600V、800V、1000V等多種規(guī)格。 封裝形式 整流橋封裝有四種：方橋、扁橋、圓橋、貼片MINI橋； 方橋主要封裝有（BR3、BR6、BR8、GBPC、KBPC、KBPC-W、GBPC-W、MT-35(三相橋)）； 扁橋主要封裝有（KBP、KBL、KBU、KBJ、GBU、GBJ、D3K)； 圓橋主要封裝有（WOB、WOM、RB-1）; 貼片MINI橋主要封裝（BDS、MBS 、MBF、ABS）; 整流橋堆的搭建方法 橋堆搭接效果圖如2-12圖所示 圖2-12整流橋堆搭建方法效果圖 2.4電路的搭建 元器件參數(shù) 本次電路搭建所需的元器件如表2-13所示 表2-13制動電路元器件及其參數(shù) 代號 名稱 型號 規(guī)格 數(shù)量 備注 QS 低壓斷路器 DZ47 5A\3P 1 FU1 螺旋式熔斷器 RL1-15 配熔體3A 3 FU2 瓷插式熔斷器 RC1-5A 2A 2 KM1、KM2 交流接觸器 CJX2-9/380 AC380 2 SB1、SB2 按鈕 LAY3-11 一常開一常閉自動復(fù)位 2 SB1綠 SB2紅 KT 時間繼電器 JS7-1A AC380V 1 R 可調(diào)電阻 BX7D-1/3 180Ω1.3A 1 TC 變壓器 B-300-8 380V/110V 1 廠編 VC 橋堆 KBPC1510 15A 1 FR 熱繼電器 JR-36 整定電流0.63A 1 M 三相籠型異步電動機(jī) 380V 0.53A 160W 1 2.4.2.電路接線圖 全波能耗電路圖如圖2-14所示 圖2-14全波能耗制動電路接線圖 實物照片 搭建電路實物如圖2-15所示 圖2-15全波能耗制動電路 2.5電路調(diào)試 在以上裝接好的控制電路中，我們要進(jìn)行全面的電路調(diào)試，以確保人員的安全及機(jī)器的正常運轉(zhuǎn)。 接線檢查 根據(jù)電器接線圖，檢查核對每個電器元件的接線端的接線是否完全（有無漏接，如電器接線圖上接觸器線圈的進(jìn)線有兩根，則實物上也應(yīng)該如此），線號是否正確（如電線兩端是否都有線號，線號是否一致）。 萬用表檢查電路 將萬用表打到2kΩ擋： 1） 將萬用表的兩個測電筆分別放置于V1與W1上，按下SB2，萬用表顯示KM1的線圈電阻讀數(shù)； 2） 將萬用表的兩個測電筆分別放置于V1與W1上，人為吸合KM1，此時萬用表會顯示KM1的線圈電阻讀數(shù)。 3） 將萬用表的兩個測電筆分別放置于V1與W1上，因時間繼電器KT電阻過大故不能檢查，選擇用一根導(dǎo)線跳過KT，按下SB1，萬用表顯示KM2的線圈電阻值。 通電檢查 在做好所有的檢查工作后。要做的就是上機(jī)檢查，檢查電動機(jī)是否有反轉(zhuǎn)的情況，如果有反轉(zhuǎn)掉換電動機(jī)的任意兩根線，直到所有的電動機(jī)都正常運轉(zhuǎn)。制動效果如果不好的話，可以調(diào)節(jié)滑動變阻阻值越小，通過電流越大，制動效果越好，檢查完成。 第三章 電磁制動器電路搭建 3.1劍桿織機(jī)上的電磁離合制動器 電磁離合制動器應(yīng)用在劍桿織機(jī)上尤為重要，當(dāng)紗線斷了的時候織機(jī)必須停在綜平上，這就是電磁離合器的作用的體現(xiàn)，及時制動，劍桿織機(jī)電磁離合器如3-1圖所示。 圖3-1 劍桿織機(jī)上的電磁離合器元件 3.1.1 電磁制動器原理及其特性參數(shù) 電磁離合器實物照片如圖3-2所示 圖3-2電磁離合器 電磁離合器內(nèi)部構(gòu)造如圖3-3所示 圖3-3電磁離合器內(nèi)部構(gòu)造 3.1.2 電磁制動器工作原理原理 電磁制動器是利用電磁鐵吸力操縱的離合器，屬于一種自動電器。它能按照工作的需要，隨時將一個轉(zhuǎn)動軸的動力傳遞給另一個轉(zhuǎn)動軸。電磁離合器按其工作原理分為摩擦片式、鐵粉式、感應(yīng)轉(zhuǎn)差式牙嵌式等幾種。這里只介紹國產(chǎn)型摩擦磁粉片式電磁離合器，這種離合器常用來控制機(jī)床某些部件工作時的起動、反向、變速及制動等。磁粉片型摩擦片式電磁離合器的結(jié)構(gòu)。它由摩擦片、直流電磁鐵、傳動軸、內(nèi)、外摩擦片組來傳遞轉(zhuǎn)動力矩。撥盤等部分組成，通過內(nèi)摩擦片10的外圓直徑較小，內(nèi)孔有花鍵槽，套在花鍵軸13上，隨花鍵軸一起轉(zhuǎn)動。外摩擦片9的內(nèi)孔較大，裝有彈簧墊圈8，外圓有花鍵槽，套在撥盤11上，撥盤用來固定機(jī)床設(shè)備上的齒輪15,摩擦片的片數(shù)決定于傳遞力矩的大小。磁扼7、線圈3和銜鐵17,18組成電磁鐵。磁扼7和銜鐵17,18可以沿花鍵軸的軸向在一定范圍內(nèi)移動。銜鐵吸合時行程的大小用固定板4來調(diào)節(jié)，固定板靠止動螺絲6固定在花鍵上。調(diào)節(jié)好銜鐵吸合行程并固定后，磁轆7就只能隨花鍵軸旋轉(zhuǎn)，不能再沿著軸向移動。銜鐵的退后行程，由止推環(huán)12的位置決定。銜鐵與花鍵軸間的非磁性套16是用來減少磁通沿軸泄漏的。線圈裝在磁扼的環(huán)形槽內(nèi)，一端通過徑向孔焊在接觸環(huán)上，通過電刷與電源正極聯(lián)結(jié)，另一端焊在磁扼上，磁扼和機(jī)床接電源負(fù)極。線圈的額定電壓為24伏.當(dāng)線圈通電時，磁扼吸合銜鐵，將摩擦片組壓緊，依靠內(nèi)、外摩擦片間的摩擦力，將撥盤(由齒輪帶動)的轉(zhuǎn)動力矩通過外摩擦片傳給內(nèi)摩擦片，再由內(nèi)摩擦片帶動花鍵軸轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩的傳遞。在線圈斷電后，由于外摩擦片間的彈簧墊圈8的作用，使內(nèi)、外摩擦片分離而停止傳遞轉(zhuǎn)矩銜鐵內(nèi)環(huán)與銜鐵外環(huán)之間是滑動連接，這樣可以調(diào)節(jié)摩擦片組沿外環(huán)和內(nèi)環(huán)的軸向間距。 電磁制動器特點 1、高速響應(yīng)：因為是干式類所以扭力的傳達(dá)很快，可以達(dá)到便捷的動作。 2、耐久性強(qiáng)：散熱情況良好，而且使用了高級的材料，即使是高頻率，高能量的使用，也十分耐用。 3、組裝維護(hù)容易：屬于滾珠軸承內(nèi)藏的磁場線圈靜止形，所以不需要將中蕊取出也不必利用碳刷，使用簡單。 4、動作確實：使用板狀彈片，雖有強(qiáng)烈震動亦不會產(chǎn)生松動，耐久性佳。 電磁離合器扭矩變化 由于干式單片電磁離合器的靜摩擦轉(zhuǎn)矩與動態(tài)摩擦轉(zhuǎn)都極為相近，因此工作很平穩(wěn)。但是干式單片電磁離合器的電樞吸引、轉(zhuǎn)矩上升與消失的時間現(xiàn)電磁制動器的稍微有些差異。以下為干式單片電磁離合器扭矩上升與消失時間相關(guān)參數(shù)如表3-4所示 名稱 數(shù)值 靜摩擦轉(zhuǎn)矩（單位N.m） 5.5、11、22、45、90、175、350 動摩擦轉(zhuǎn)矩（單位N.m） 5、10、20、40、80、160 、320 額定電壓（單位v） 11、15、20、25、35、45、60 額定電流（單位A 0.46、0.63、0.83、1.09、1.46、1.8、2.5； 電極吸引時間（單位s） 0.020、0.023、0.025、0.040、0.050、0.090、0.115； 電極吸引時間（單位s） 0.041、0.051、0.063、0.115、0.160、0.250、0.335； 表3-4電磁離合器參數(shù) 3.2電磁離合器制動基本使用方法 1、連接與切離動作：驅(qū)動部位與起動部位之間安裝離合器，則不須停止驅(qū)動處，起動處會依必要反應(yīng)做連接與切離的動作。 2、變速：作業(yè)途中時有相互轉(zhuǎn)換速度的情形、此時使用離合器、則不須關(guān)閉驅(qū)動處即可變速。 3、正反轉(zhuǎn)：負(fù)荷點的正反轉(zhuǎn)切換時、配合離合器使用則驅(qū)動外只要順向回轉(zhuǎn)即可。 4、高頻運轉(zhuǎn)：在快速循環(huán)中的斷續(xù)運轉(zhuǎn)、反復(fù)利用馬達(dá)上的ON、OFF所提供的頻度有限、因此使用離合器、使之迅速反應(yīng)、高精度的制動。 5、寸動：機(jī)械開始作動與位置接合時、只須以離合器瞬時作動即可。 3.3電磁離合器制動電路原理 在起動時按下起動按鈕SB2，交流接觸器KM2線圈得電吸合，KM2三相主觸點閉合，電磁制動器線圈YB先獲電，制動瓦先松開制動輪，由于KM2輔助常開觸點的閉合，使交流接觸器KM1線圈得電吸合且自鎖，KM1三相主觸點閉合，電動機(jī)得電運行工作。 停止制動時，則按下停止按鈕SB1，交流接觸器KM1、KM2線圈斷電釋放，電動機(jī)失電同時在制動器制動瓦的作用下迅速制動。 電磁制動的原理和電動機(jī)類似電磁制動的過程為線圈切割磁體或電磁體的磁感線根據(jù)楞次定律線圈中將產(chǎn)生感應(yīng)電流或感應(yīng)電動勢結(jié)果為轉(zhuǎn)子的動能轉(zhuǎn)化為電能（發(fā)電過程）通常應(yīng)用于電動機(jī)車在高速狀態(tài)下的制動低速制動效果不理想通常配合常規(guī)摩擦制動。 3.4電路搭建 元器件列表 本次搭建電路所需元器件如表3-5所示元器件 表3-5制動電路元器件及其參數(shù) 代號 名稱 型號 規(guī)格 數(shù)量 備注 QS 低壓斷路器 DZ47 5A\3P 1 FU1 FU2 螺旋式熔器 RL1-15 配熔體3A 3 KM1、KM2 交流接觸器 CJX2-9/380 AC380 2 SB1、SB2 按鈕 LAY3-11 一常開一常閉自動復(fù)位 2 SB1綠 SB2紅 R 可調(diào)電阻 BX7D-1/3 180Ω1.3A 1 TC 變壓器 B-300-8 380V/110V 1 廠編 YB 電磁制動器 FCD 1 FR 熱繼電器 JR-36 整定電流0.63A 1 M 三相電動機(jī) 380V 0.53A160W 1 電磁離合器制動電路原理圖如圖3-6所示 圖3-6電磁離合器制動原理圖 電磁離合器接線圖 電磁離合器接線圖如下圖3-7所示 圖3-7電磁離合器接線圖 3.5電路調(diào)試 線路檢查 根據(jù)電器接線圖，檢查核對每個電器元件的接線端的接線是否完全（有無漏接，如電器接線圖上接觸器線圈的進(jìn)線有兩根，則實物上也應(yīng)該如此），線號是否正確（如電線兩端是否都有線號，線號是否一致）。 萬用表檢查 將萬用表打到2KΩ擋： 1、將表筆放在L2、L3之間，按下SB2，萬用表顯示KM2線圈電阻值； 2、將表筆放在L2、L3之間，人為吸合KM1，萬用表顯示KM2線圈電阻值； 3、將表筆放在L2、L3之間，人為吸合KM1、KM2萬用表顯示電阻值； 第四章 變頻器制動電路 4.1粗紗機(jī)變頻器制動 粗紗機(jī)的變頻器不僅可以調(diào)速調(diào)節(jié)頻率，還可以將一落粗紗設(shè)定為若干段，如7000m長的一落粗紗就為7段，每一段編輯為一個功能碼，通過對變頻器的調(diào)整可以任意設(shè)定這每一段的頻率。這樣便可以在紗徑小、紗徑中和紗徑大時使電機(jī)獲得不同的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到電機(jī)轉(zhuǎn)速按紡紗進(jìn)程的需要而作相應(yīng)變動的目的，真正實現(xiàn)粗紗機(jī)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)。粗紗機(jī)變頻器制動實物圖如4-1所示。 圖4-1粗紗機(jī)變頻器制動實物圖 4.2變頻器原理及其特性指標(biāo) 變頻器實物圖4-2所示 圖4-2變頻器 變頻器（Variable-frequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。 我們使用的電源分為交流電源和直流電源，一般的直流電源大多是由交流電源通過變壓器變壓，整流濾波后得到的。交流電源在人們使用電源中占總使用電源的95%左右。 通常，把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。 為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電（DC），這個過程叫整流。 變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成的。 1、控制方式：即速度控制、轉(zhuǎn)距控制、PID控制或其他方式。采取控制方式后，一般要根據(jù)控制精度，需要進(jìn)行靜態(tài)或動態(tài)辨識。 2、最低運行頻率：即電機(jī)運行的最小轉(zhuǎn)速，電機(jī)在低轉(zhuǎn)速下運行時，它散熱性能特別差，電機(jī)長時間運行在低轉(zhuǎn)速下，容易導(dǎo)致電機(jī)燒毀。而且低速時，其電纜中的電流也會增大，也會導(dǎo)致電纜發(fā)熱。 3、最高運行頻率：一般的變頻器最大頻率到60Hz，有的甚至到400 Hz，高頻率將會電機(jī)高速運轉(zhuǎn)，這對普通電機(jī)來說，其軸承不能長時間的超額定轉(zhuǎn)速運行，電機(jī)的轉(zhuǎn)子是否能承受這樣的離心力。 4、載波頻率：載波頻率設(shè)置的越高其高次諧波分量越大，這和電纜的長度，電機(jī)發(fā)熱，電纜發(fā)熱變頻器發(fā)熱等因素是密切相關(guān)的。 5、電機(jī)參數(shù)：變頻器在參數(shù)中設(shè)定電機(jī)的功率、電流、電壓、轉(zhuǎn)速、最大頻率，這些參數(shù)可以從電機(jī)銘牌中直接得到。 6、跳頻：在某個頻率點上，有可能會發(fā)生共振現(xiàn)象，特別在整個裝置比較高時；在控制壓縮機(jī)時，要避免壓縮機(jī)的喘振點。 4.3變頻器制動電路搭建 利用變頻器制動的電路原理如圖4-3所示。 圖4-3 變頻器制動電路原理圖 按照圖4-3所示的電路，變頻器制動電路實物圖如圖4-2所示。 圖4-2變頻器制動電路實物圖 4.4電路調(diào)試 跟第二章和第三章是一種方法，都是接線檢查、用萬用表檢查、整定繼電器、通電檢查。其次就是看一看制動效果如何，制動效果跟變頻器的頻率大小有關(guān)，頻率越小制動效果越好。 第五章 總結(jié) 5.1幾種電路的比較 能耗制動電路制動平穩(wěn)、準(zhǔn)確，優(yōu)點：能耗小，可便于調(diào)節(jié)制動轉(zhuǎn)矩，缺點:低速時制動效果差需要直流電源。 電磁離合器制動：行程小，機(jī)械部分的沖擊小能承受頻繁的動作，缺點就是在電動機(jī)剛通電的的瞬間存或在堵轉(zhuǎn)運行，會造成電路保護(hù)裝置動作運轉(zhuǎn)不正常。 變頻器:同時改變電壓與輸入頻率，也就是改變了電機(jī)運行曲線上的n0，使電機(jī)運行曲線平行下移。因此變頻器可以使電機(jī)以很小的啟動電流，獲得更大的啟動轉(zhuǎn)矩，即變頻器可以啟動重載負(fù)荷。 變頻器具有調(diào)壓、調(diào)頻、穩(wěn)壓、調(diào)速等基本功能，價格高但性能良好，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且使用簡單，所以不只是用于啟動電動機(jī)，而是廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域，紡織機(jī)械上也經(jīng)常使用，各種各樣的功率、各種各樣的外形、各種各樣的體積、各種各樣的用途等都有。隨著技術(shù)的發(fā)展，成本的降低，變頻器肯定還會得到更廣泛的應(yīng)用。 5.2結(jié)論 通過本次的設(shè)計，使我們不僅對紡織設(shè)備電器控制這門課程有了更深刻的認(rèn)識，懂得了如何運用課本知識結(jié)合實際來完成制動電路的搭接方法，使我們能夠很快的適應(yīng)紡織機(jī)械制動控制技術(shù)發(fā)展的需求，同時也提高了我們的思維能力和實際操作能力。 為以后更好的走上工作崗位打下了堅實的基礎(chǔ)。在做搭接制動電路的這段時間里，從思考設(shè)計到對電路的調(diào)試經(jīng)過了許多困難。但是通過查找我學(xué)會了很多東西。我們要不斷的學(xué)習(xí)，要活到老學(xué)到老，用知識來武裝自己。 參考文獻(xiàn) ［1］吳志忠，吳加林編著，變頻器應(yīng)用手冊，機(jī)械工業(yè)出版社，200.5 ［2］魏樹良.兩臺電動機(jī)互為備用的自動接替控制.《電世界》，1987.11 ［3］向子明.一種防止自耦減壓起動燒杯自耦變壓器的電路.《電工技術(shù)》 ［4］電工學(xué)（上冊）ＣＡＩ中國礦業(yè)大學(xué)王香婷主編 ［5］周志敏，周繼海等.電工上崗必讀北京；電子工業(yè)出版社 ［6］周志敏，周繼海等．電工控制實用電路北京；電子工業(yè)出版社 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在論文完成之際,我心中滿是感激之情,感謝你們,所有關(guān)心幫助支持過我的人們,在你們激勵的目光中,我將繼續(xù)奮發(fā)努力。