机电传动控制课程设计

机电传动控制课程设计
一、目录
引言 2 设计说明相关内容
（一）、课程设计题目 3 （二）、设计目的及要求 3 （三）、设计内容 4
一、控制方案设计 4
二、线路设计 4
三、控制电路的设计 6
四、元件的选取 6
五、柜体设计 8
六、结束语 11
七、参考文献 12
二、引言
《机电传动控制》课程是机械制造及其自动化专业的一门必修专业基础课，它是机电一体化人才所需电知识结构的躯体。

在学习《机电传动控制》这门课程的时候，我能够深刻的体会到其重要性。

作为机械类专业本基础教材，本课程涵盖了经典控制理论的基本原理和基本知识，内容与机械类课程现代控制理论相衔接。

本书所讲内容突出机电结合，电为机用。

在保证基本内容的前提下，简化理论分析，加强反映了当前机电领域的新技术和新知识，加强实例的分析、设计，力求做到内容深入浅出、重点突出，以利于我们开拓思路、深化知识。

《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业系列的教材之一，可以作为机械类专业及与之相近专业的同学们学习和研究。

本课程不仅在于它是一门系统理论基础课程，是我们掌握控制论的基础知识，解决机械工程中的控制问题，更重要的是通过呵护唯物辩证法的方法论的建明阐述，使我们学会用控制理论观点，系统论方法，分析、处理机械工程中遇到的难题，启迪和发展我们的思维，培养我们分析问题和解决问题的能力。

由于现代科学和计算机技术的迅速发展，控制理论应用于机械工程的重要性日益明显。

将理论联系实际，展开设计的课程设计实践，可以激发我们对该课程的学习兴趣而且能够让我们初步掌握系统性能分析及系统设计的基本方法，为专业课学习和参加控制工程实践打下必要的基础。

由此可见，本次课程设计势在必行！
三、设计说明相关内容
（一）课程设计题目
课程设计之序号应和学号尾数相同，所控电机按顺序编排序号。

要求采用继电器-接触器控制电机的启停。

控制电压380v，频率50hz。

表1
（二）设计目的及要求
一、设计目的
机电传动控制得课程设计的主要目的，是通过对某个简单的自动化生产设备、某条简单的自动化生产线、某些简单的工艺过程的调查研究，使学生明确生产工艺对电气控制提出的各项要求。

根据这些要求，进行基本的原理设计、工艺设计设计，使学生在课程设计的全过程中，进一步明确设计任务中的各项要求，建立设计工作的整体概念，从工程环境、实现手段和操作方式的各个环节入手来设计控制系统，通过不断的调试和完善软硬件设计，最终能够满足这些要求。

课程设计以培养工程应用能力为主，在独立完成设计任务的同时，还要进行多方面能力的培养和提高，为毕业设计以及毕业后的工作能力打下良好的基础。

二、设计要求
课程设计以学生独立工作为主，教师的辅导为辅。

要充分调动学生得积极性，培养学生得自主性和创新意识。

学生要独立完成的工作：
（1）明确设计任务，详细了解各种设计要求和设计指标；
（2）确定设计方案，明确设计内容；
（3）拟定工作进度计划；规定时间内完成课程设计任务；完成课程设计说明书。

（三）设计内容
一、控制方案设计
电机控制原理
根据电机功率大小选择不同的启动方法（通常55kw及以上采用自耦变压器启动，11kw及以下采用直接启动，之间采用星-三角）。

绘制主电路及控制电路原理图、安装接线图（用CAD绘制），列出元件清单。

由设计任务书所给定的已知控制电机的功率可以确定，该三路控制系统的启动方法有三种，分别是：自耦变压器启动、星-三角启动和直接启动。

二、线路设计
（1）、保护要求：
短路保护：各电动机和控制电路
长期过载保护：各电动机
主、控制电路隔离：主电路和控制电路需要采用控制变压器进行隔离。

（2）、控制要求：
所控电机按顺序编排序号。

要求采用继电器-接触器控制电机的启停。

控制电压380v，频率50hz。

（3）、控制系统设计思路简介：
主电路有三个电机控制系统组成，根据题目要求电动机回路有短路保护、长期过载保护、能正反转。

根据控制回路及其线路的分析和设计，得出如下图1所示主回路原理图：
图1
三、控制电路的设计：
主电路、控制回路绘制在一张图纸上，两种电路之间通过变压器隔离，即可形成系统整体电气控制原理图。

控制回路中也需要有相应的保护：过电流保护、长期过载保护。

根据要求设计如下图2所示控制回路路线图：
图2
四、元件的选取
根据以上所设计绘制的主回路和控制回路，其中所用到的元件有：熔断器FU、断路器QF、交流接触器KM、自耦变压器QZB、时间继电器KT、热继电器FR、电动机综合保护器JD、ND16系列信号灯、中间继电器KA和NP4系列按钮等。

根据电动机的功率和电路工作额定电流对各元件进行选取。

以下表2是控制系统中所选取的各个元件及数量：
表2
五、柜体设计
1）、在设计柜体时，必须充分考虑柜体运输和使用的环境和条件：
1、柜体的密封需要满足运输和使用环境的要求；
2、设计柜体时必须有效防止灰尘和有机溶液的进入，防止对设备造成伤害；
3、需保证柜体内的温度上升时和柜外的温度差不超过一定的温度；
4、还必须考虑到尽量降低噪声，并且要将元件合理的布局，尽量减少元件间的相互干扰情况等
2）、由于各种电器元件安装位置不同，在构成一个完整的电器控制系统时，就必须划分组件。

划分组件的原则是：
1、把功能类似的元件组合在一起；
2、尽可能减少组件之间的连线数量，同时把接线关系密切的控制电器置于同一组件中；
3、让强弱电控制器分离以减少感染；
4、为力求整齐美观，可把外形尺寸重量相近的电器组合在一起；
5、为了控制系统便于检查与调试，把需经常调节、维护和易损元件组合在一起。

3）、柜体总体布置设计
控制柜体配置设计任务是根据电气原理图的工作原理与控制要求，先将控制系统划分为几个组成部分，再根据控制柜的复杂程度，把每一部件划成若干组件，然后再根据电气原理图的接线关系整理出各部分的进出线号，并调整它们之间的连接方式。

图3 柜体装配图
图4 柜体
六、结束语
通过此次设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来电子的发展方向，使自己在专业知识方面和动手能力方面有了质的飞跃。

课程设计是我作为一名学生应该完成的作业，他既是对学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好开端，是我对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力，也让我认识到机电传动控制系统的具体构造及元件的整体细致的布局。

由于本次课程设计的时间为四天，虽然老师把我们的任务有所减少，但对于我们机械专业的学生来说，特别是刚开始的时候还是不知道从何下手。

经过两位老师的讲解、答疑以及让我们看的一些柜体实物，让我们对所要设计的内容有了更深一步的认识，这样我们才慢慢的步入正题。

毕竟第一次对机电控制系统进行设计，本次课程设计的内容还是存在一些不足，比如无法找到所用元件的插件，没办法精确的绘制出各个元件的形状和尺寸，只能够较准确的确定各个元件在柜体中的安装位置，留有足够的空间供其布线。

设计的柜体没有实际生产的产品那么美观、经济，这些都是需要改进的地方。

如果我们在接受理论知识的过程中有更多的机会去接触实际运用中的柜体，并对其做一定的观察、研究，应该能够更好的激发我们自己动手设计的兴趣，并且对机电传动控制系统的基本知识有所掌握，更能促进本次课程设计的进行和质量的提高。

它不仅是对所学知识的一种检验，同时也是对自己能力的一种提高。

通过这次课程设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题的是感觉很茫然。

这就需要我们在今后的学习、生活中，处处留心、多多留意，抓住每一个学习、提高的机会，培养我们善于观察、善于动手的好品质，为参加控制工程实践打下坚实的基础。

七、参考文献
1、邓星钟【机电传动控制】武汉华中大学出版社 2001
2、袁任光【可编程控制器应用技术与实例】华南理工大学出版社
3、陈百宁、段智敏【机电传动控制】沈阳东北大学出版社 20。