中心支轴式喷灌机电控箱的设计

　　0 引言

　　中心支轴式喷灌机是一种将装有悬挂式喷头的桁架一端固定在以供水系统为中心的中心塔架上,另一端由地轮带动的塔架车边行走边喷灌的大型喷灌机.其电控箱安装在中心塔架上,控制地轮行走的交流接触器安装在塔架车上方的塔盒里,本文主要研究电控箱的设计.

　　1 电控箱箱体的设计

　　(1)因为本电控箱为户外安装使用,作业时环境有大量水雾,因此其设计必须考虑防水、防尘、防腐蚀的要求,由此考虑,电控箱箱体全部采用不锈钢 304 材质,箱体由 1. 5 mm 厚 304 不锈钢组成,箱盖为了防颤选用2 mm厚 304 不锈钢.

　　(2)箱体设计了里外两个箱门,里面的箱门上安装电流表、电压表、时间继电器、按钮等显示和操作元件,外面的箱门上加整体密封条,起到防水防尘的作用.外箱门上的箱锁选用带簧片能封闭钥匙孔的箱锁,防止钥匙孔遇水生锈而提高箱锁使用寿命.因本电控箱在户外使用,作业环境经常有自然风,所以在外箱门与箱体间增加了一个连接铰链,打开箱门后箱门由铰链稳定其开启的角度,以免自然风将箱门吹关伤人.

　　(3)其他电器元件安装在电控箱内部的背板上,其中为了保障操作人员的人身安全,加装了防触电箱门锁机构,由安装在里面箱门上的空开控制手柄及安装在背板上的空开组成,当正常使用时,无需打开里面的箱门,旋转控制手柄到 ON 即可打开空开,给电控箱供电.作业完成后,旋转控制手柄到 OFF 即可断开空开,需要打开里面箱门时,必须旋转控制手柄到 OFF 箱门才可以打开,在空开闭合的情况下箱门无法打开,大大地降低了误操作和触电的危险.

　　(4)4 个电控箱安装孔分布于背板外侧,安装时螺丝由外往里穿进,在里面用螺母锁紧,安装好后电控箱锁好的情况下不易拆卸,防止被盗.

　　(5)为了便于电控箱的搬动,如果电控箱箱体过重应考虑安装吊装钩等装置,本箱体箱体外尺寸为800 mm × 600 mm × 250 mm,含电器件后整体质量在20 kg左右,成年人可以搬动,故无须设计吊装钩.

　　2 主要电器元件的选用及安装

　　本着功能类似的元件应组合在一起的原则,把电器件分为安装在内层门上的操作部分和安装在背板上的控制部分两大类.

　　(1)操作部分电气件的选用①电压表:本电控箱采用三相 380 V 电源供电,因此电压表选用量程为 0 ~450.

　　②电流表:中心支轴式喷灌机假设 6 个电机同时运行,额定电流为 16. 5 A,电流表的量程选为 0 ~32.

　　③时间继电器:时间继电器的选择需要考虑延时方式、延时范围、延时精度等,根据实验和实际应用的要求,本时间继电器选择延时精度为多单位可选、延时范围 0. 1 s ~99 H 可调、可循环的数字式时间继电器.

　　④按钮:启动按钮与停止按钮选用可复位船型按钮,一个按钮实现启停功能,接线简单,减少电线数量.

　　⑤指示灯:根据接线原理,指示灯选用 220 V 的,电源灯选择红色,运转灯选择绿色.

　　⑥空开控制手柄:选用带自锁功能的空开控制手柄,在空开处于闭合的状态下箱门被锁无法打开,防止人员触电.

　　(2) 控制部分电气件的选用①交流接触器:接触器分为直流与交流两大类,选择时主要依据接触器的额定电压、额定电流、接触器触头常闭或常开的种类,还要考虑其操作频繁程度和负载类型等因素,本交流接触器选择为32 A、380 V、常闭式.

　　②空气开关:空气开关的选择主要依据总电路的额定电流及负载类型,选择好后可依据表一进行复核.电线的选择同样可依据表一进行复核.

　　③熔断器的选择:熔断器内熔体的额定电流是选择熔断器的关键,熔体的额定电流可按下式计算选取"【图】

　　多个电动机共用一个熔断器:

　　假设本机有 6 台 1. 1 kW 电动机并同时运行,带入本式,选取 30 A 的熔断器较为理想.

　　3 电控箱的安装与调试

　　由专业人员将电控箱与中心塔架可靠连接,无松动后检查箱内及进线线路有无脱落,无问题则关闭电控箱内层门,准备开始调试.

　　(1)主电源开关由 OFF 转到 ON 位置,电压表有电压显示,"电源指示"红灯亮.

　　(2)设置时间继电器,进行行走间隔时间设定,控制箱面板"时间定时器"前部分为间隔时间,后部分为行走时间,在停止状态下更改时间,按动相对应数字的按钮即可,例如设定间隔时间为 10 s 行走时间为 20 s,设定完成后如下:1 0 s 2 0 s .时间继电器单位可为时(H)、分(M)、秒(s)、0. 1 秒(0. 1 s)

    (3)正转运行调试: "正转、反转"转换开关转到"正转"位置,按"起动"按钮启动喷灌机,此时"运行指示"绿灯亮,"正转指示"绿灯亮,喷灌机按设定时间正向行走.按"停止"按钮停止正转运行.

　　(4)反转运行调试: "正转、反转"转换开关转到"反转"位置,按"起动"按钮起动喷灌机,此时"运行指示"绿灯亮,"反转指示"绿灯亮,喷灌机按设定时间反向行走.按"停止"按钮停止正转运行.

　　如果调试过程中有按起动按钮无反应的情况,首先排除引起中心支轴式喷灌机塔盒内故障开关触动的故障,方可继续试验.

　　参考文献:

　　[1] 方承运,王炳勋. 电气控制原理与设计[M]. 宁夏:宁夏人民出版社,1989.

　　[2] 方承运. 工厂电气控制技术[M]. 北京:机械工业出版社,2000.

　　[3] 郑久彬. 1000t 油压机电气控制系统分析[J]. 农机使用与维修,2012(4):39 -40.