《电机与拖动》指导书及任务书

《电机与拖动课程设计》

指导书及任务书

2013年1月5日

一、课程设计任务及要求

1．根据设计题目要求并查阅参考资料，正确选择设计方案；

2．确定电机及其拖动系统的总体结构，根据任务书要求设计硬件电路并计算参数；

3．根据设计硬件电路，验证设计方案，验证方法可采取仿真或测试；

4．编写完整的设计说明书、设计小结。

二、课程设计内容：

本课程设计主要包括以下六个方面内容：1）拖动系统分析；2）电机选型设计；3）电机容量选择；4）相关参数校验；5）控制电路设计。

三、课程设计参考题目

题目一：提升料车电机拖动系统设计

【题目说明】

拖动对象为一料车提升系统。

右图所示，料车在轨道下部装料，

装完料后提升至上部料仓卸载。装

料时间为3分钟，卸载时间不计，

提升及下放速度最大值不超过0.4

米/秒，料仓距轨道底部15米，料

车自重40公斤，每次装料100公斤，

企业每天分三班工作，每班提升25

次，提升为接班后即开始至提升25

次结束。系统提升使用钢丝绳，钢丝绳轮的直径为0.4米。工作现场只有三相四线制380v交流电源，电网最大电压波动 5%，通风良好，环境干燥，

现场无防爆要求。

【设计任务及要求】

1）要求电机拖动系统能够可靠工作，电机温升在允许范围内。

2）设三个手动操作按钮控制电机运转，即提升、下放、停止。

3）系统应能实现在提升到轨道顶部和下放到底部时自动停止。【设计指导】

为简化设计，提升系统钢丝绳重量及摩擦阻力均可不计。设计时要先算出负载转矩，可根据提升速度、电机速度选择减速机。选择电机时要先确定电机类型，确定电机容量，然后还要考虑是否需要校验起动转矩、电机温升等。

电气控制系统要设计为能够实现自锁功能。

对料车提升到轨道顶部和下放到底部时自动停止问题，建议选择行程开关，通过行程开关的常开或常闭触点来设计控制电路。

题目二：离心式风机电机拖动系统设计

【设计说明】

离心式风机右图所示，在工作中，

气流由风机轴向进入叶片空间，然后在

叶轮的驱动下一方面随叶轮旋转；另一

方面在惯性力的作用下提高能量，沿半

径方向离开叶轮，靠产生的离心力来做

功的风机称为离心式风机。

风机的相关参数如表1所示，其中功率为所需电机的功率。

该风机A工作方式为连续运转，启动时与另一台风机B联锁，即B开始运转后，A才能运转，否则A不能启动。

表1 风机的相关参数

【设计任务及要求】

1）选择用于拖动离心式风机的电机，电机应能可靠启动、运转、停止。

2）联锁电路设计应能可靠工作。

【设计指导】

查阅相关资料了解离心式风机的工作原理及结构。根据题目要求选择电机，如果需要还要校验相关参数，对题目中未知的参数可根据类似产品的说明书或其它途径自行设定。

离心式风机允许全压起动或降压电动，但应注意，全压起动时的电流约为5-7倍的额定电流，降压起动转矩与电压平方成正比，由于该风机功率较大，为减小对电网的影响，应采用降压起动。

联锁问题可以从B电机的主控接触器取常开点接入A电机控制回路的方法。

题目三：工作台往返循环电机拖动系统设计

【设计说明】

工作台往返循环系统常用于机床、物流分拣等领域，其系统构成如

下图所示。工作台实现往返（向左、向右）工作，其工作行程由开关SQ1-SQ4来决定。其中SQ1、SQ2为限位开关，SQ3、SQ4为超限开关，保证工作台的安全运行。工作台可实现点动或自动调节。

【设计任务及要求】

1）设计一个电气元件的工作台自动往返循环控制线路

2）工作台循环工作电机应可靠起动、运转、停止

3）工作台往返工作既可实现手动又可满足自动

【设计指导】

查阅资料理解工作台的往返循环工作的原理及结构。为简化设计过程，工作台驱动电机可自行选择，但选择电机后需要进行校验（如类型、容量、起动能力、过载能力、温升以及工作制等），对题目未知的参数可根据类似产品的说明书或电气工程手册查询。

工作台自动往返循环控制线路，包括主接线和控制线路。控制线路需要选择相应的电气元件，电气元件的选择应符合供电要求。

题目四：他励直流电动机串电阻起动系统设计

【设计说明】

分析他励直流电动机的串电阻起动方法和实现方式，自行选定他励直流电动机并设计该电动机的串电阻起动电气控制系统。

【设计任务及要求】

1）确定起动级数，计算选择分级起动电阻

2）选定分级起动主回路和控制回路以及相关电气元件

3）画出起动特性曲线，并计算起动时间

【设计指导】

查阅资料熟悉直流电动机起动原理和起动方法。合理选择分级起动用电阻。串电阻起动系统电气回路分为主回路和控制回路，主回路自带过电流保护，最大起动电流不得超过额定电流的2倍。结合供电电源合理选择切换用电气元件。

题目五：三相异步电动机能耗制动系统设计

【设计说明】

分析三相异步电动机的能耗制动的工作原理和实现方式，自行选定异步电动机并设计该电动机的能耗制动控制系统。

【设计任务及要求】

1）设计能耗制动系统，合理选择实现能耗制动的电气元件

2）根据所选电气元件，设计能耗制动主回路及其控制回路

3）要求三相异步电动机停机后迅速切除电源

【设计指导】

查阅资料熟悉三相异步电动机的能耗制动过程和制动原理。合理选择时间继电器，准确设定能耗制动时间。合理选择调节制动电流的能耗制动电阻。结合供电电源合理选择控制线路的电气元件。主回路采用过电流保护。

四、课程设计说明书要求

1、课程设计说明书应按照统一的课程设计说明书格式（采用毕业设计论文格式）。

2、论理正确、逻辑性强、文理通顺、层次分明、表达确切，并提出自己的见解和观点。

3、课程设计说明书应有设计题目、设计任务、本课程设计系统概述、主干内容（按章节编写）、主要结论和参考书。

4、课程设计说明书应包括按上述设计步骤进行设计的分析和思考内容和引用的相关知识。

五、课程设计计划进度

六、参考文献

[1] 戴文进著，电机与拖动，清华大学出版社，2008

[2] 杨文焕著，电机与拖动基础，西安电子科技大学出版社，2008