电子电工毕业设计论文_电动大门的自动控制-毕业设计

前言随着时的不断发展和科学的不断进步，电气与机电化控制也在不断的进步与完善。

在生产过程中，科学研究和其它产业领域中，电气控制技术的应用都是十分广泛的。

在机械设备的控制中，电气控制亦比其它的控制方法使用得更为普遍。

随着科学技术日新月异的发展，特别是大规模集成电路的问世和微处理机技术的应用，出现了可编程序控制器（PLC），使电气控制技术进入一个崭新的阶段。

因此，了解和学习这些重要技术对高校机电类和工程类学生来说，已是必不可少的。

本设计主要介绍低压电器、电气控制系统及可编程控制系统在某领域的应用。

本设计书的总目标是解决机械电气控制的技术及应用问题，培养和提高自身分析问题和解决问题的能力。

设计者个人认为只有掌握一定的基本原理、基本方法，通过基本技能的训练和实际的研究，才能真正实现上述目标。

本设计书在编写上力求突出针对性、实用性和先进性。

叙述方法深入浅出、主次分明、详备得当，尽可能体现出技术特色，为大家在一后的学习和设计中提供一份强有力的帮助。

由于设计者水平有限，加之时间仓促，书中疏漏或不妥之处，恳请读者批评指正。

编者2007年10月绪论一、电气控制技术的发展概况19世纪末，直流发电机、交流发电机和直流电动机、异步电动机相继问世，揭开了电气控制技术的序暮。

20世纪初，电动机逐步取代蒸汽机用来驱动生产机械，最初沿用集中拖动的方式，由一台电动机拖动若干台机器，这种方式能量传递路径长，损耗大，操作不便，安全性差。

后来改由一台电动机拖动一台机器，称为单独拖动方式，它克服了集中拖动的缺点。

随着生产技术的发展，机器功能增多，结构更加复杂，为了简化机械传动系统，出现了一台机器的几个运动部件分别由一台电动机拖动，这种方式称为多电机拖动。

在这种情况下，机器的电气控制系统不但可对各台电动机的起动、制动、反转、停车等进行控制，还具有对各台电动机之间实行协调、联锁、顺序切换、显示工作状态的功能。

对生产过程比较复杂的系统还要求对影响产品质量的各种工艺参数如温度、压力、流量、速度、时间等能够自动测量和自动调节，这样就构成了功能相当完善的电气自动化系统。

到本世纪30年代，电气控制技术发展，推动了电器产品的进步，继电器、接触器、按钮、开关等元器件形成了功能齐全的多种系列，基本控制电路亦形成规范，可以实现远距离控制。

这种主要用于控制交流电动机的系统通常称为继电接触器控制系统。

电力拖动系统按照使用的电动机种类可以分为直流拖动和交流拖动两大类。

直流电动机的优点是具有良好的起动、制动、调速性能，可以在很宽的范围内平滑调速，能在很短的时间里改变转向。

在本世纪30年代出现的交流电动机-直流电动机-直流电动机的无级调速系统，广泛用于对电力拖动技术性能要求较高的机床等机械设备上。

据统计，直流拖动系统约占电力拖动系统的20%左右。

到60年代，大功率晶闸管研制成功，使变流技术发生了根本性的变化，晶闸管-直流电动机的调速系统克服了旋转变流机组体积大、造价高、效率低、运行噪声大、维修困难等缺点，而且系统的调速精度、动态响应等技术性能也有很大的提高。

进入80年代以后，由于电力电子技术和微电子技术的迅速发展以及两者的相互融合，使交流电动机调速技术有了很大的突破，出现了笼型电动机的变频调速系统和绕线转子异步电动机的串级调速系统。

交流电动机具有制造容易、维修方便、结构牢固、运行可靠、能用于易燃易爆、潮湿、多粉尘、有腐蚀性等恶劣环境之诸多优点。

调速技术的突破，使交流电动机调速系统得到迅速的推广，不仅正在逐步取代直流调速系统，而且应用领域扩大到过去被认为不需要调速的拖动系统中，例如用机、水泵实现调速后，而且按负载变化自动改变电动机转速，使供风量或供水量适应用户需要，不仅改善了工质的供应情况，而且收到显著的节能效果。

由此可见交流调速技术的应用前景非常广阔。

二、本设计的性质本设计的实用性很强，主要内容是以电动机或其它执行电器为控制对象，介入继电器控制系统的工作原理、典型机械的电气控制线路以及电气控制系统的设计方法，从实际出发设计电动大门的自动控制。

某宾馆电动大门的设计一、设计任务、依据和要求1、对电动机有短路和过载保护2、能单扇门打开与关闭3、双扇门同时打开与关闭4、大门在轨道行程中的任意一个位置起动和停止5、大门打开与关闭速度适当二、设计应完成的具体内容1、设计说明书一份及计算书一份2、电动机的电压、容量的计算及型式3、制动回路的计算4、电动大门电气设备控制安装接线图A3一张5、电动大门电气控制原理图A3一张6、主要设备和材料表三、设计参考资料1、电力拖动断续控制2、工厂常用电控设备3、工厂常用电气设备手册4、模拟电子技术5、电世界87.9及82.9第一章电动大门的机械结构该电动大门是由两扇框架结构式组成如图纸1所示。

一、电动大门材料的选择大门既要达到一定的机械强度，又应满足在运动中尽可能的减小电动机的拖动负载，在选取材料时应以轻型材料为主，所以该设计选用的是铝合金材料。

二、电动大门与电动机的连接该电动大门与电动机是采用链条连接。

电动机通电运转时，带动电动机主轴上的齿轮转动，再由齿轮与链条的传递，带动大门车轮的主轴齿轮转动，从而使大门进行动作，达到开启与关闭的效果。

三、电动大门的动作功能为了满足在使用过程中，对大门的各个动作的需求，该设计分别设定了以下大门动作功能。

1、单扇门开启与关闭。

2、双扇门开启与关闭。

3、在轨道行程中的任意位置可启动与停止。

四、电动大门的自保护功能为了使电动大门在工作过程中安全可靠，工作性能强，该设计还对大门增用了以下几种自保护功能。

1、具有断路和短路保护功能。

2、具有过载、过流和过电压保护功能。

3、具有欠压和失压保护功能。

第二章电动大门速度的选择在该设计中，电动大门在行驶过程中速度的快慢很为重要，为了使大门行驶速度达到最佳，应注意以下事项。

一、大门行驶不能过快大门在行驶过程中如果过快，会产生过大的惯性，停车时时制动损耗严重，促使电磁抱闸系统过早损坏；同时对大门的各机械部位的磨损也十分严重，从而降低大门的综合使用性能。

二、大门行驶不能过慢大门如果在行驶过程中过慢，会使开启和关闭时间延长，影响车辆或人员在门的正常通过，造成不必要的时间浪费和交通问题。

由经验可以得知，大门的运动速度控制在0.35—0.8米/秒之间为宜，在该设计中我们以0. 5米/秒。

因为该大门在设计时的总宽度是12米，单扇门的宽度既为6米，所以无论是单扇门或是双扇门打开，所用的时间只需要12秒钟，就可以开启与关闭完成。

这样一来，既对大门的综合性能有了保障，也对不必要的时间浪费和高峰时节的交通问题有了很好的解决。

第三章电动机简介与选择电动机（Motors）是把电能转换成机械能的设备，分布于各个用户处，电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。

它是将电能转变为机械能的一种机器。

通常电动机的作功部分作旋转运动，这种电动机称为转子电动机；也有作直线运动的，称为直线电动机。

电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。

电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。

由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。

各种电动机中应用最广的是交流异步电动机（又称感应电动机）。

它使用方便、运行可靠、价格低廉、结构牢固，但功率因数较低，调速也较困难。

大容量低转速的动力机常用同步电动机（见同步电机）。

同步电动机不但功率因数高，而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率。

工作较稳定。

在要求宽范围调速的场合多用直流电动机。

但它有换向器，结构复杂，价格昂贵，维护困难，不适于恶劣环境。

20世纪70年代以后，随着电力电子技术的发展，交流电动机的调速技术渐趋成熟，设备价格日益降低，已开始得到应用。

电动机在规定工作制式（连续式、短时运行制、断续周期运行制）下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率称为它的额定功率，使用时需注意铭牌上的规定。

电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配，避免出现飞车或停转。

电动机的调速方法很多，能适应不同生产机械速度变化的要求。

一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。

从能量消耗的角度看，调速大致可分两种：①保持输入功率不变。

通过改变调速装置的能量消耗，调节输出功率以调节电动机的转速。

②控制电动机输入功率以调节电动机的转速。

电动机是该设计大门行驶过程中拖动系统的主要部分，为提高大门的综合性能和要求，拖动系统必需要安全可靠，经济合理和型号选取得当等。

选择电动机的内容包括：电动机的种类、型号、额定容量、额定电压、和额定转速等。

其中以电动机容量选择最为重要，在选取电动机要放在第一位，一般考虑电动机的发热、容许过载量和起动能力。

电动机的功率大小可以通过理论或经验公式计算来选取；也可通过调查研究对类似的生产机械进行综合的分析比较来选取。

选取电动机的主要步骤是：1、根据生产机械性能的要求，选择电动机的种类和转速。

2、根据电源的情况，选择电动机的额定电压。

3、根据生产机械的负载功率和工作方式确定电动机的额定功率。

4、根据电动机所用设备场合、功用和安装位置，选取电动机的所用型号。

5、在满足要求的同时，尽可能的选取经济性型号的电动机。

第一节电动机电压的选择电动机的电压应该根据使用的电源电压为基础来决定，既要与供电电网电压一至，又应与市场所选择的电动机种类相符合。

一般常选取额定电压为380V或380V和220V两用的交流电动机。

只有大容量的交流电动机才采用3000V以上的高压电动机。

直流电动机的额定电压有110V、220V和440V几种，家庭和工厂常用的为220V和380V的交流电压。

本次设计中，由于市区的低压系统均为三相四线制，因此可选取额定电压为220V或380V。

第二节电动机种类的选择选择电动机的种类是从直流电压或交流电压，机械特性、调速及起动性能、维护及价格等方面的考虑。

在本次设计中由于电动大门开、关无调速要求，可选用三相交流笼型式异步电动机Y系列。

Y系列三相异步电动机有以下优点：1、效率高。

2、起动性能好。

3、功率和机座号等级分别采用IEC有关标准，且功率等级与安装尺寸的关系也可与国际上的通用标准相同，因此，Y系列电动机与国际上同类产品有较好的互换性。

4、Y系列与同功率等级的JO2系列电动机相比，体积平均缩小15%，重量平均减轻12%。

5、噪声低。

6、采用B级绝缘，定予绕组温升限度不超过80摄氏度，且有10摄氏度以上的温升裕度。

第三节电动机转速选择与调速方法一、电动机转速的选择电动机的额定转速是根据生产设备的机械要求而进行选定的，通常电动机的转速不低于500r/min。