電機(jī)星三角啟動(dòng)、調(diào)速、正反轉(zhuǎn)、制動(dòng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、電機(jī)與拖動(dòng)綜合實(shí)踐小型三相異步電動(dòng)機(jī)電力拖動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：時(shí)間：2018年01月05日目錄一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求1二、方案比較1三、電路圖和電路原理說(shuō)明1四、調(diào)試問(wèn)題分析和結(jié)果記錄1五、電氣控制柜電氣接線(xiàn)1六、收獲體會(huì)1七、小組分工1 一、設(shè)計(jì)要求1、用PLC對(duì)異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行控制。實(shí)現(xiàn)星三角降壓?jiǎn)?dòng)、調(diào)速、正反轉(zhuǎn)換向、能耗制動(dòng)整個(gè)工作流程的設(shè)計(jì)。拖動(dòng)系統(tǒng)除了能完成以上基本功能外，還要有短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)設(shè)計(jì)。2、選用額定電壓為220V,額定電流為0.5A的交流異步電動(dòng)機(jī)作為控制對(duì)象。要求帶一直流發(fā)電機(jī)負(fù)載進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。二、方案比較本課程設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)要求中已限定了采用星三角降壓?jiǎn)?dòng)方式啟動(dòng)電

2、機(jī),正反轉(zhuǎn)方案可以采用交換三相中兩相接線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn),而制動(dòng)方案題中要求采用能耗制動(dòng)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室所有設(shè)備，采用220V交流電經(jīng)過(guò)變壓器降壓至26V后通過(guò)整流橋轉(zhuǎn)換為直流電源,串制動(dòng)電阻作為能耗制動(dòng)的電路設(shè)計(jì)。故本設(shè)計(jì)中,需解決解決的為調(diào)速方案的選取，方案比對(duì)和選取如下。方案一：調(diào)壓調(diào)速。這種方式為通過(guò)異步電動(dòng)機(jī)的定子三相交流電壓大小來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。實(shí)驗(yàn)室中主要有兩種電機(jī)，一種為鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，一種為繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)。不同于繞線(xiàn)式電動(dòng)機(jī)，鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)采用此種調(diào)速方案。方案二：轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速。實(shí)驗(yàn)室中繞線(xiàn)式電機(jī)可采用此方案。轉(zhuǎn)子上串入電阻越大，轉(zhuǎn)速越低，轉(zhuǎn)差率就越大，機(jī)械功率在電磁功率中所占比率

3、就越低，效率越低。本實(shí)驗(yàn)中可采用的電阻為100Q左右。方案三：交流變頻調(diào)速。實(shí)驗(yàn)室中提供了變頻器供變頻調(diào)速使用。變頻調(diào)速具有如下優(yōu)點(diǎn)：1調(diào)速范圍寬，可以使普通異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速；2啟動(dòng)電流小，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大；3起動(dòng)平穩(wěn)，清楚機(jī)械的沖擊力，保護(hù)機(jī)械設(shè)備；4對(duì)電動(dòng)機(jī)具有保護(hù)功能，降低電動(dòng)機(jī)的維修費(fèi)用；5具有顯著的節(jié)電效果；6通過(guò)調(diào)節(jié)電壓和頻率的關(guān)系方便地實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩或者恒功率調(diào)速。鑒于本次設(shè)計(jì)中，實(shí)驗(yàn)室建議采用繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)，同時(shí)考慮到變頻調(diào)速較為復(fù)雜，調(diào)試周期較長(zhǎng)，故可采用轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方式，具體實(shí)現(xiàn)方案如“三、電路圖與電路原理說(shuō)明”。三、電路圖與電路原理說(shuō)明1、主電路及各部分功能解析1）主電路接

4、線(xiàn)圖KMSB:KRSBsKT1KMKU1RiFRKUsKMaEJra$wCIKUwKHKTiKTa0cwww-diangon.coni2）各部分功能解析啟動(dòng)部分：星三角啟動(dòng)，這種啟動(dòng)方式屬降壓?jiǎn)?dòng)，通過(guò)在電機(jī)啟動(dòng)時(shí)將電機(jī)接成星型接線(xiàn)，當(dāng)電機(jī)啟動(dòng)成功后再將電機(jī)改接成三角型接線(xiàn)實(shí)現(xiàn)，在本設(shè)計(jì)中，通過(guò)啟動(dòng)時(shí)閉合KM1觸點(diǎn)、斷開(kāi)KM2觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)星型接線(xiàn)啟動(dòng)。在啟動(dòng)完成后,通過(guò)斷開(kāi)KM1觸點(diǎn)、閉合KM2觸點(diǎn)切換為三角型接線(xiàn)方式運(yùn)行。換向部分：三相異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組通入三相交流電會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向取決三相交流電的相序,改變相序,就能改變磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)的方向,從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向。本設(shè)計(jì)中，通過(guò)KM6

5、和KM7切換相序來(lái)實(shí)現(xiàn)換向操作。調(diào)速部分：具體可見(jiàn)“二、方案比較”中的方案二。能耗制動(dòng)：把異步電機(jī)的定子繞組從交流電源上切斷，并把它的兩個(gè)接線(xiàn)端立即接到直流電源上，通過(guò)直流電流在定子繞組中產(chǎn)生一個(gè)靜止磁場(chǎng)。由于機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)子仍在轉(zhuǎn)動(dòng)，于是轉(zhuǎn)子繞組中感生電動(dòng)勢(shì)，并產(chǎn)生感應(yīng)電流，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，其電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)方向相反，起到制動(dòng)作用。本設(shè)計(jì)中通過(guò)接通KM5,同時(shí)斷開(kāi)KM6或KM7,開(kāi)始制動(dòng)。2、PLC觸點(diǎn)分配表和接線(xiàn)圖1）觸點(diǎn)功能分配表表；輸黑/輸出設(shè)備與搖點(diǎn)分酉捽輸入設(shè)備*輸入接點(diǎn)很功能衛(wèi)輸出設(shè)希輸出接點(diǎn)芒功能門(mén)SE飼啟動(dòng)門(mén)KM：P正轉(zhuǎn)控制ASB卻XI傳止門(mén)KM2申1反轉(zhuǎn)控制ASB嗣正轉(zhuǎn)很

6、KM3星形連接SB卻反轉(zhuǎn)門(mén)KM43三角舷連接SB4X速度WKMS1調(diào)速卻SE即潼度卿KMW伽SE腫速度牡KM帀調(diào)速滬SB7X能耗制動(dòng)己EM闌*2制動(dòng)車(chē)換作步驟：1、按下控制系繞啟動(dòng)；丿抿下開(kāi)2或SE3選擇正叵轉(zhuǎn)3TSB4SE5vSE6選擇速度檔位后，電機(jī)啟動(dòng)匕屮4、按下霓了，能耗制動(dòng)啟動(dòng)，電機(jī)制動(dòng)。5、按下昭1，控制系統(tǒng)關(guān)閉。丄2)PLC接線(xiàn)圖3)PLC源碼001Y004)005yoo6Y000Y001)002TO)003)007M7M2UM2TOX007M3UMO5TXOOOX001T1X004X005X006X005X004X006IIY005X006X004X005Y0061IX007T

7、1IIY006Y00060IHM771!I卜X003IFX003M3X007M7Y005Tl-YOOlX002卄X002四、調(diào)試問(wèn)題分析和結(jié)果記錄本次設(shè)計(jì)的硬件電路在實(shí)驗(yàn)室中，遇到的問(wèn)題有以下三個(gè)方面：1、剛開(kāi)始按圖接線(xiàn)后，發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)小車(chē)的運(yùn)轉(zhuǎn)，原因是沒(méi)弄清楚PLC的正確接法。2、有一條接線(xiàn)表面良好，實(shí)際斷線(xiàn)，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)無(wú)法輸出。3、繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)的接法不同于其他的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子側(cè)需要正確接線(xiàn)。找出上面的三個(gè)問(wèn)題，是解決問(wèn)題的前提，之后我們采用分模塊測(cè)試的方法：第一步單獨(dú)測(cè)試PLC的輸出部分，查看按鍵后輸入后，輸出是否與程序一致。第二步單獨(dú)接線(xiàn)繞組式異步電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而后接入串電阻電路。第三步整合兩個(gè)部分后，發(fā)現(xiàn)還是無(wú)法實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，檢查發(fā)現(xiàn)，其中一根線(xiàn)表面良好，實(shí)際斷線(xiàn)。最后更換線(xiàn)后，成功實(shí)現(xiàn)要實(shí)現(xiàn)的功能。五、電氣控制柜電氣接線(xiàn)六、收獲體會(huì)1、通過(guò)對(duì)多種方案嘗試和工作效果比對(duì)后，小組成員也對(duì)合理使用PLC的資源來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)控制方案有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。熟知和合理使用PLC的內(nèi)部資源來(lái)編程，對(duì)實(shí)現(xiàn)高效的系統(tǒng)控制有著莫大的幫助。2、小組成員也對(duì)三相電動(dòng)機(jī)的一些相關(guān)知識(shí)有了更好的掌握，比如對(duì)于三相繞線(xiàn)式異步電動(dòng)機(jī)的工作原理，電機(jī)啟動(dòng)、調(diào)速、換向、制動(dòng)各部分的原理和實(shí)現(xiàn)方案有了更好的認(rèn)識(shí)。3、通過(guò)此次綜合實(shí)驗(yàn)，小組成員對(duì)PLC控制原