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機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì) 2011年6月27日 2011年7月1日 華中科技大學(xué)武昌分校機(jī)電與自動(dòng)化學(xué)院 2 課程設(shè)計(jì)的目的 1 培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)所學(xué)的機(jī)械和電氣知識(shí)的綜合運(yùn)用能力 2 掌握分析機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的組成及原理的能力 3 培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的基本電氣原理圖的能力 4 培養(yǎng)編寫設(shè)計(jì)說明書和操作說明書的能力 3 具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如下 任務(wù)分析熟悉被控對(duì)象的組成 運(yùn)動(dòng)方式及基本的控制關(guān)系 分析設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)控制原理圖 電動(dòng)機(jī)選型及計(jì)算根據(jù)負(fù)載及控制要求 確定電機(jī)類型 計(jì)算電動(dòng)機(jī)的容量 選擇型號(hào) 本次不考慮 電機(jī)給定 電路圖設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)要求 設(shè)計(jì)主電路及其保護(hù)電路 根據(jù)任務(wù)的控制關(guān)系設(shè)計(jì)控電路及其保護(hù)電路 設(shè)計(jì)開關(guān)面板圖 選定所需的電氣元件 列出清單 修改圖紙 定稿 撰寫說明書編寫電氣原理說明書和操作說明書 操作順序說明及調(diào)整方法 4 設(shè)計(jì)說明書編寫要求 1 手寫在A4紙上 每個(gè)學(xué)生繪制3份A4圖紙 包括控制原理圖 電路圖 開關(guān)面板圖 選型清單 寫一份設(shè)計(jì)說明書 最后進(jìn)行答辯 說明書內(nèi)容按照指導(dǎo)老師給出的統(tǒng)一目錄進(jìn)行編寫 2 對(duì)每一自成單元的內(nèi)容 都應(yīng)有大小標(biāo)題 使其醒目突出 3 對(duì)所用公式和數(shù)據(jù) 應(yīng)標(biāo)明來源 參考資料的編號(hào)和頁次 4 說明書字?jǐn)?shù)不得少于2000字 且說明書應(yīng)加上學(xué)校統(tǒng)一規(guī)定的封面 封底 并裝訂成冊(cè) 5 設(shè)計(jì)圖紙 選型清單 操作說明都編排在說明書里面 5 進(jìn)度安排及學(xué)時(shí)分配 6 考核方法及成績(jī)?cè)u(píng)定 平時(shí)成績(jī) 平時(shí)表現(xiàn) 考勤 態(tài)度 設(shè)計(jì)中答辯 實(shí)驗(yàn)室演示 最后總答辯業(yè)務(wù)考核成績(jī) 說明書 格式 正誤 質(zhì)量 操作說明 程序 圖紙 格式 正誤 質(zhì)量 總成績(jī) 平時(shí)成績(jī)30 業(yè)務(wù)考核成績(jī)70 課程設(shè)計(jì)按優(yōu)秀 90 100分 良好 80 89分 中等 70 79分 及格 60 69分 和不及格 60分以下 五個(gè)等級(jí)評(píng)定總成績(jī) 7 教材和主要參考資料 1 使用教材無2 教學(xué)參考資源 1 鄧星鐘 機(jī)電傳動(dòng)控制 第四版 武漢 華中科技大學(xué)出版社 2007 2 趙俊生等編著 電機(jī)與電氣控制及PLC 北京 電子工業(yè)出版社 2009 10 3 尹志強(qiáng) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2007 4 石祥鐘 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2009 8 課程設(shè)計(jì)的題目布置及要求 基于繼電器 接觸器控制系統(tǒng)的機(jī)床電氣控制設(shè)計(jì) 同學(xué)們按照指導(dǎo)教師給定的題目設(shè)計(jì) 下面就題型的設(shè)計(jì)過程進(jìn)行講解 9 例題1 C650臥式車床的電氣控制設(shè)計(jì) 10 11 題目描述 車削加工的主運(yùn)動(dòng)是主軸通過卡盤或頂尖帶動(dòng)工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 它承受切削加工時(shí)的主要切削功率 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是溜板箱帶動(dòng)刀架的縱向或橫向直線運(yùn)動(dòng) 車床輔助運(yùn)動(dòng)包括刀架的快速進(jìn)給與快速退回 尾座的移動(dòng)與工件的夾緊 松開等 12 電力拖動(dòng)形式 1 主軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) C650型車床的主運(yùn)動(dòng)是工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 由主電機(jī)拖動(dòng) 其功率為10kW 主電機(jī)由接觸器控制實(shí)現(xiàn)正 反轉(zhuǎn) 其調(diào)速通過主軸變速機(jī)構(gòu)的操作手柄 可使主軸獲得各種不同的速度 為提高工作效率 主軸電機(jī)采用了反接制動(dòng) 2 刀架的進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 溜板箱帶著刀架的直線運(yùn)動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 刀架的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由主軸電動(dòng)機(jī)帶動(dòng) 用進(jìn)給箱調(diào)節(jié)加工時(shí)的縱向和橫向進(jìn)給量 3 刀架的快速移動(dòng) 為了提高工作效率 車床刀架的快速移動(dòng)由一臺(tái)單獨(dú)的快速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng) 其功率為2 2kW 采用電動(dòng)制動(dòng) 4 冷卻系統(tǒng) 車床內(nèi)裝有一臺(tái)不調(diào)速 單向旋轉(zhuǎn)的三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)冷卻泵 供給刀具切削時(shí)使用的切削液 13 1 保護(hù)要求 短路保護(hù) 主電動(dòng)機(jī) 冷卻泵 快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī) 控電路 QF保護(hù) 長(zhǎng)期過載保護(hù) 主電動(dòng)機(jī) 冷卻泵 控電路隔離保護(hù) 主電路和控電路采用控制變壓器 任務(wù)書提供 2 控制要求 點(diǎn)動(dòng)控制 主電動(dòng)機(jī) 正反轉(zhuǎn)控制 主電動(dòng)機(jī) 但是反轉(zhuǎn)時(shí)需要串接電阻保護(hù) 反接制動(dòng)控制 主電動(dòng)機(jī) 采用速度繼電器檢測(cè) 限流電阻 主電動(dòng)機(jī) 在主軸點(diǎn)動(dòng)時(shí) 限制啟動(dòng)電流 在停車制動(dòng)時(shí) 又要限制過大的反向制動(dòng)電流的作用 控制要求 14 主電路設(shè)計(jì) 主電動(dòng)機(jī)回路 根據(jù)題目要求主電動(dòng)機(jī)回路 有短路保護(hù) 長(zhǎng)期過載保護(hù) 正反轉(zhuǎn) 串電阻的切換 主電動(dòng)機(jī)速度繼電器 15 主電路設(shè)計(jì) 冷卻泵回路 根據(jù)題目要求冷卻泵回路 有短路保護(hù) 長(zhǎng)期過載保護(hù) 16 主電路設(shè)計(jì) 快速移動(dòng)回路 根據(jù)題目要求快速移動(dòng)回路 有短路保護(hù) 17 主電路設(shè)計(jì) 18 1 主電動(dòng)機(jī)M1點(diǎn)動(dòng)控制 閉合觸點(diǎn)KM3 主軸電動(dòng)機(jī)M1串電阻R降壓運(yùn)行 2 主電動(dòng)機(jī)M1正轉(zhuǎn)控制 KM和KM3觸點(diǎn)閉合 3 主電動(dòng)機(jī)M1反轉(zhuǎn)控制 KM和KM4觸點(diǎn)閉合 4 M1正轉(zhuǎn)反向制動(dòng)控制 開始KM3和KM閉合 按下總停止按鈕后 KM3和KM斷開 KM4閉合 電動(dòng)機(jī)反向串阻R 其中有KS1的速度繼電器調(diào)節(jié)M1的正向速度 控制說明 19 5 M1反轉(zhuǎn)正向制動(dòng)控制 開始KM4和KM閉合 按下總停止按鈕后 KM4和KM斷開 KM3閉合 電動(dòng)機(jī)反向串阻R 其中有KS2的速度繼電器調(diào)節(jié)M1的反向速度 6 冷卻泵電動(dòng)機(jī)M2控制 閉合KM1 7 快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)M3控制 閉合KM2 控制說明 20 正反轉(zhuǎn)動(dòng)作流程 本設(shè)計(jì)中運(yùn)行停止時(shí)反接制動(dòng)為最難點(diǎn) 21 控電路設(shè)計(jì) 控制變壓器 電源設(shè)計(jì) 根據(jù)題目提供一個(gè)控制變壓器給控電路回路 控電路電源 22 控電路設(shè)計(jì) 主電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)控制 根據(jù)控制說明知要控制KM3觸頭的開合即可 23 控電路設(shè)計(jì) 正轉(zhuǎn)啟動(dòng) 根據(jù)控制說明知要控制KM3和KM觸頭的同時(shí)開合即可 但是反轉(zhuǎn)要互鎖 24 控電路設(shè)計(jì) 反轉(zhuǎn)啟動(dòng) 根據(jù)控制說明知要控制KM4和KM觸頭的同時(shí)開合即可 但是正轉(zhuǎn)要互鎖 25 控電路設(shè)計(jì) 正轉(zhuǎn)運(yùn)行反轉(zhuǎn)制動(dòng)控制 開始KM3和KM閉合 按下總停止按鈕SB4后 KM3和KM斷開 KM4閉合 電動(dòng)機(jī)反向串阻R 其中有KS1的速度繼電器調(diào)節(jié)M1的正向速度 26 控電路設(shè)計(jì) 反轉(zhuǎn)運(yùn)行正轉(zhuǎn)制動(dòng)控制 開始KM4和KM閉合 按下總停止按鈕SB4后 KM4和KM斷開 KM3閉合 電動(dòng)機(jī)反向串阻R 其中有KS2的速度繼電器調(diào)節(jié)M1的反向速度 27 控電路設(shè)計(jì) 冷卻泵啟停電路 按下按鈕SB3 冷卻泵啟動(dòng) 按下按鈕SB5 冷卻泵停止 28 控電路設(shè)計(jì) 快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)電路 行程開關(guān)ST觸發(fā)閉合 KM2動(dòng)作 快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 29 控電路設(shè)計(jì) 整合各個(gè)分支控電路為一個(gè)整體 30 控電路設(shè)計(jì) 優(yōu)化整個(gè)控制電路 完成設(shè)計(jì) 31 元件清單 32 元件清單 33 操作說明書 見鏈接 電氣原理圖 開關(guān)面板圖 動(dòng)作流程圖 見CAD圖紙