运动控制系统安装与调试（第2版）课件 3.2.10其他元器件的选型 b2

运动控制系统安装与调试主讲：南工机电教学团队高等教育出版社3.2.10其他元器件的选型电源断路器的选择1

断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围分为高压断路器与低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器

断路器可用来分配电能，不频繁地启动异步电动机，对电源线路及电动机等实行保护，当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路，其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件。目前，已获得了广泛的应用。3.2.10其他元器件的选型电源断路器QF1的选择主要考虑图3-4中的H1-M1和图3-5中的E1-M1电动机的额定电流。3.2.10其他元器件的选型此处选用低压断路器，当工作电流超过额定电流、短路、失压等情况下，断路器自动切断电路，对电器元件起到保护作用。例如型号：DZ47-60A，DW和DZ型一般用于工业上动力电路。DZ表示塑料外壳式断路器；47是设计代号，额定电流60A，在线路中起过载、短路保护，同时也可以在正常情况下不频繁地通断电器装置。再如型号C20。这是小型断路器的额定电流标法。C型一般用于普通配电，额定电流20A。断路器额定电流规格一般为1、2、3、4、6、10、13、16、20、25、32、40、50、63、100，其中16-63规格的比较常见。3.2.10其他元器件的选型工业上动力电路具体的有以下三种应用场合：①电动机的起动、运转中的通断电使用交流接触器，过载保护采用热继电器，而断路器用于短路保护，由于使用了接触器来通断电路，因此，可比较须繁地操作。②使用接触器作电动机的起动和停止，电动机的过载、短路和欠电压等故障由断路器承担。③电动机的起动、运转中通断电以及过载、短路、欠压均由1台断路器来操作和保护，但它不能频繁使用。这里属于第一种应用场合。主要考虑电动机的起动电流和起动冲击电流影响。电动机的电流和功率因数及转差率S有关，起动时S约等于1，起动电流很大，可以达到5-7倍的额定电流。但是起动电流时间不长，选择断路器额定电流时，电机的额定电流乘以2.5倍，整定电流是电机的1.5倍就可以了，这样保证断路器频繁启动，也保证短路动作灵敏。3.2.10其他元器件的选型（1）断路器E1-QM1的电流计算首先要计算电动机的额定电流。对于单相电路而言，电动机额定功率、额定电压与额定电流之间的计算公式是：P=iucosφ。

对于三相平衡电路而言，三相电动机额定功率、额定电压与额定电流之间的计算公式见公式P1=√3UNINcosφP1为电机额定功率，UN为线电压，此处是380v，cosφ是电机功率因素，0.72-0.93，此处可取0.75。冷却电动机的额定电流：IN=P1/(√3UNcosφ)=125/(1.732*380*0.75)=0.253A。所以选断路器的额定电流为：0.253A*2.5=0.63A。根据电流系列，选择断路器380VAC、额定电流1A。3.2.10其他元器件的选型（2）断路器D1-QF1的电流计算主轴电动机采用变频器控制、起动。主轴电动机为三相380V交流异步电动机。主轴电动机的额定电流：

IN=P1/(√3UNcosφ)=3000/(1.732*380*0.75)=6.1A。所以此电机需要断路器的额定电流为：6.1A*2.5=15.25A。总断路器工作电流取电机H1-M1和E1-M1的额定电流之和。所以断路器电流ID1-QF1=0.253A+15.25A=15.5A。根据电流系列，再考虑除了电动机还有其他电器元件，所以选择断路器380VAC、额定电流20A。3.2.10其他元器件的选型接触器的选择2（1）H1-K1接触器选择H1-K1用来控制主轴电动机H1-M1变频器得电，主轴电动机的额定电流：IN=P1/(√3UNcosφ)=3000/(1.732*380*0.75)=6.1A。控制回路电源为220V，需主触点三对，辅助常开触点两对，主触点电流IC=K（PN/UN)=1.5*6.1A=9.15A。交流接触器额定电流系列通常有5A、10A、20A、40A、60A……等系列。故选为10A，所以选择CJ10-10型接触器。CJ表示交流接触器，线圈电压为220V，10是设计序号，后面的-10表示接触器额定工作电流是10A。3.2.10其他元器件的选型（2）E1-K1接触器选择因为冷却电动机的额定电流：IN=P1/(√3UNcosφ)=0.253A。所以根据接触器额定电流系列，选择CJ10-5型接触器，主触点电流5A，线圈电压220V。cosφ是电机功率因素，0.72-0.93，此处可取0.753.2.10其他元器件的选型中间继电器的选择3中间继电器(intermediaterelay)：用于继电保护与自动控制系统中，以增加触点的数量及容量。它用于在控制电路中传递中间信号。中间继电器的结构和原理与交流接触器基本相同，与接触器的主要区别在于：接触器的主触头可以通过大电流，而中间继电器的触头只能通过小电流。所以，它只能用于控制电路中。它一般是没有主触点的，因为过载能力比较小。所以它用的全部都是辅助触头，数量比较多。新国标对中间继电器的定义是K，老国标是KA。一般是直流电源供电。少数使用交流供电。3.2.10其他元器件的选型图3-3中的直流中间继电器M1-K1用于急停控制。图3-3中的交流继电器M1-K2用于交流控制回路上电控制，220V，额定电流为5A，常开常闭触点各有4对

3.2.10其他元器件的选型图3-5中的M3-K1~-K4分别控制主电机的通断、主轴的正反转和冷却电路的通断，其额定电流都较小，线圈电压为24V，故所以M1-Kl和M3-K1~K4都选用普通型JZ8-ZP直流中间继电器，每个中间继电器常开常闭触点各有4对，额定电流为5A，线圈电压为24V。

3.2.10其他元器件的选型按钮的选择4图3-4中的主轴接通按钮M2-SB1、正反转按钮M2-SB3和-SB4选择LAl8型按钮，其颜色为绿色；钥匙开关M1-SA1为220V图3-4中的冷却液通断手动开关M2-SA1为24V；图3-3中的急停M1-SB1采用紧急式按钮，红色；图3-4中的主轴断电按钮M2-SB2选择LAl8型按钮，其颜色为红色。3.2.10其他元器件的选型熔断器的选择5电动机电路中熔体额定电流的选择可以遵循以下二条准则。①当电路中只有一台电动机时：熔体额定电流(A)≥(1．5-2．5)×电动机的额定电流(A)。当电动机额定容量小，轻载或有降压启动设备时，倍数可选取小些；重载或直接启动时，倍数可取大些。②当一条电路中有几台电动机时：总熔体额定电流(A)≥(1．5-2．5)×容量最大一台电动机的额定电流(A)+其余几台电动机的额定电流之和(A)。3.2.10其他元器件的选型熔断器的选择5熔断器D1-FU1，主要考虑主轴电动机的额定电流

ID1-FU1=（1.5~2.5）IN=（1.5~2.5）IHI-M1=2.5×6.1A=15.25A。熔断器额定电流系列通常有：1A、2A、4A、6A、10A、16A、20A、25A、32A、40A、50A等系列。故选用RT28-32熔断器，配用16A熔体。熔断器-FU2、-FU3、-FU4和-FU5的选择将同控制变压器、电源开关的选择结合进行。3.2.10其他元器件的选型开关电源的选择6开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。本项目开关电源的功能是将非稳定交流电源变成24v直流电源。主要根据负载功率来选择开关电源。3.2.10其他元器件的选型开关电源的选择6负载功率P-VC包括PLC、指示灯和继电器消耗的功率。已知PLC的额定电流2A，中间继电器线圈额定功率2W，计算如下：P-VC=PPLC+PKA=2A×24V+12W=60W。根据开关电源输出功率15W、30W、50W、70W、100W、120W……系列，选取开关电源额定功率为100W，额定输出电压24VDC。开关电源处熔断器主要作用是保护开关电源，I-FU5≥P/U=100W/24V=4.15A，取熔体电流为6A，选RTl8-32型。3.2.10其他元器件的选型控制变压器的选择7选用变压器时，如果把容量选择过大，就会形成“大马拉小车”的现象，这样不仅仅是增加了设备投资，而且还会使变压器长期处于一个空载的状态，使无功损失增加；如果变压器容量选择过小，将会使变压器长期处与过负荷状态，易烧毁变压器。一般可按负载功率的1.2倍选用变压器的容量。3.2.10其他元器件的选型控制变压器的选择7已知开关电源功率P-VC=100W。设接触器能效等级为3级，则可查相关表格，H1-K1接触器最大吸持功率PH1-K1=9.5W，E1-K1接触器最大吸持功率PE1-K1=9W，M1-K2接触器最大吸持功率PM1-K2=8W3.2.10其他元器件的选型控制变压器的选择7负载功率为P-TC=P-VC+PH1-K1+PE1-K1+PM1-K2=100+9.5+9+8=126.5W。按照变压器容量系列，可选变压器BK-300，160VA，380/220。相应熔断器选择因为I-FU2≥P-TC/U=160W/380V=0.42A，