三相鼠籠式異步電動機的星-三角啟動的plc控制

1、河南工程學院機電傳動控制考查課專業(yè)論文論述三相鼠籠式異步電動機的Y-啟動PLC控制學生姓名： 學 號： 學 院： 專業(yè)班級： 專業(yè)課程： 機電傳動控制 任課教師： 2014 年 6月10日成績評定和評語 等級： 評閱人： 職稱： 年 月 日論述三相鼠籠式異步電動機的Y-啟動PLC控制摘要：本文敘述了三相鼠籠式異步電動機Y-啟動PLC控制的原理。與傳統(tǒng)繼電器、接觸器控制有哪些優(yōu)、缺點。介紹了PLC的發(fā)展與應用。三相鼠籠式異步電動機接入電網(wǎng)的瞬間，啟動電流大約是額定電流的47倍。過大的啟動電流會造成電網(wǎng)電壓變化過大；對于啟動時間較長的電動機，過大的啟動電流對電動機會造成很大的損壞。所以除了小型異步

2、電動機外，大多數(shù)異步電動機在啟動運行時均須采用降壓啟動，以減小啟動電流。常用的降壓啟動方法很多，下面就以Y-降壓啟動控制的傳統(tǒng)繼電器及接觸器控制啟動的原理及新型PLC控制啟動原理進行分析。一、傳統(tǒng)繼電器及接觸器控制Y-啟動1、星形-三角形降壓啟動是指電動機啟動時，把定子繞組接成星形（Y），以降低啟動電壓，限制啟動電流；待電動機啟動后，再把定子繞組改接成三角形（），使電動機全壓運行。只有正常運行時定子繞組作三角形（）聯(lián)接的異步電動機才可以采用這種降壓啟動方法。2、電動機啟動時接成星形，加在每相定子繞組上的啟動電壓只有三角形接法直接啟動時的1/3,啟動電流為直接啟動時的1/3，啟動轉矩也只有三角形

3、直接啟動時的1/3.所以這種降壓啟動方法，只適用于輕載或空載下啟動。星形-三角形降壓啟動最大的優(yōu)點是設備簡單，價格低，因而獲得廣泛的應用。缺點是只適用正常運行時為三角形接法的電動機，降壓比固定，有時不能滿足啟動要求。圖-1星形-三角形（Y-）降壓啟動控制線路 3、工作原理：啟動時按下啟動按鈕SB2，交流接觸器KM1工作并自保持，同時接觸器KM3工作，電動機定子繞組作星形（Y）聯(lián)接，電動機開始啟動，時間繼電器KT也同時工作，經(jīng)延時KT常閉觸點斷開，交流接觸器KM3停止工作、KT常開觸點閉合，交流接觸器KM2工作并自保持，KM2輔助常閉觸點斷開時間繼電器KT停止工作，電動機定子繞組作三角形（）聯(lián)接

4、全壓運行。停止時按下停止按鈕SB1，使KM1、KM2自保持回路斷開，電動機停止工作。4、電動機的保護：異步電動機在工作時如果出現(xiàn)不正常情況，必須及時切斷電源，否則會縮短電動機的使用壽命，甚至會損壞電動機。對電動機危害較大的故障現(xiàn)象有短路、過載及缺相，這幾種情況都會造成電機電流過大，繞組發(fā)熱嚴重，造成溫升過高，縮短電動機的使用壽命，甚至會燒壞電動機。對短路保護采取熔斷器（FU）保護，對于過載及缺相采取熱繼電器（FR）保護，當電動機出現(xiàn)短路時熔斷器(FU)熔斷，當電動機出現(xiàn)過載及缺相時熱繼電器（FR）動作，從而切斷主電路電源，避免電動機受到損傷。二、電動機的Y-啟動PLC控制1、PLC的相關知識:

5、（1）、PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller）,是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。它具有可靠性高、抗干擾能力強、配套齊全、功能完善、適用性強等特點。在1987年國際電工委員會（Intermational Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義:“PLC是一種專門為工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它才用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關的外圍設備

6、都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計”。（2）、PLC發(fā)展到今天，已形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備，它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量

7、開關量邏輯控制指令就可以方便的實現(xiàn)繼電器電路的功能。PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備的外部接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得簡單容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。(3)、PLC的用途很廣，它具有開關量的邏輯控制、模擬量控制、運動控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理、通信及聯(lián)網(wǎng)等功能。開關量的邏輯控制是PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，即可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。模擬量控制為在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、速度等都是模擬量。為了是可編程控制器

8、處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D轉換及D/A轉換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。PLC還具有運動控制、過程控制、數(shù)據(jù)處理、通信及聯(lián)網(wǎng)等功能。(4)、世界上公認的第一臺PLC是1969年美國數(shù)字設備公司（DEC）研制的。限于當時的元器件及計算機發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時、計數(shù)功能。20世紀70年度初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術人員使用

9、，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。此時的PLC為微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產(chǎn)物。(5)、20世紀70年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家已獲得廣泛應用。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個階段的另一個特點是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日

10、益上升。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機和超小型機；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易。我國可編程控制器的引進、應用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進設備中大量使用了可編程控制器。接下來在各種企業(yè)的生產(chǎn)設備及產(chǎn)品中不斷擴大了PLC的應用。目前，我國已可以生產(chǎn)一定的可編程控制器。圖-2電動機的Y-啟動PLC控制主電路圖：圖

11、-3電動機的Y-啟動PLC控制二次接線圖：圖-4電動機的Y-啟動PLC控制梯形圖及I/O端口接線圖：2、本電動機的Y-啟動PLC控制I/O點數(shù)不多即；DI開入信號三個，X0.1停止信號，X1.1啟動信號，X2.1電動機過載及缺相保護信號；DO開出信號三個，Y1.1啟動接觸器KM1，Y1.2全壓啟動接觸器KM2，Y1.3降壓啟動（Y型連接）接觸器KM3；T1：KM3延時斷開的時間。3、電動機的Y-啟動PLC控制原理為：（1）、按下啟動按鈕SB2，X1.1得電、Y1.1線圈得電、K1線圈得電、KM1線圈得電。（2）、Y1.1線圈得電同時Y1.3線圈得電、KM3線圈得電，開始星形啟動，此時時間繼電器

12、T1開始延時。（3）、當延時時間到時，T1常閉觸點斷開，Y1.3線圈失電、K3線圈失電、KM3線圈失電；T1常開觸點閉合，Y1.2常閉觸電閉合，Y1.2線圈得電自保持、K2線圈得電、KM2線圈得電電動機進入三角形（全壓）運行狀態(tài)。（4）、停止時按下停止按鈕SB1，X1.0斷開，Y1.1線圈失電、Y1.3線圈失電電動機停止工作。（5）、當電機過載或缺相時，熱繼電器FR動作，X2.1常閉觸點斷開，Y1.1線圈失電同時Y1.2、Y1.3線圈失電電機停止工作。三、結束語通過對三相鼠籠式異步電動機Y-啟動傳統(tǒng)方法與PLC控制相比較，從某種意義上看，PLC控制是從繼電器接觸器控制發(fā)展而來的，兩者既有相似性

13、又有很多不同處。1、繼電器、接觸器控制全部采用硬器件、硬觸點和 “硬”線連接，為全硬件控制；PLC內(nèi)部大部分采用“軟”電器、軟接點和軟線連接，為軟件控制。2、PLC內(nèi)部全為軟接點動作，繼電器、接觸器為機械式觸點，動作慢，弧光放電嚴重。3、繼電器、接觸器控制系統(tǒng)使用電器多，體積大且故障率大；PLC控制系統(tǒng)結構緊湊，使用電器少，體積小。4、PLC控制功能改變極其方便，一般只需修改程序即可，繼電器、接觸器控制功能改變需拆線、接線乃至更換元器件，比較麻煩。5、PLC控制系統(tǒng)由于結構簡單緊湊、基本為軟件控制，因此設計、施工與調(diào)試比繼電器、接觸器控制系統(tǒng)周期短。此外，由于PLC技術是計算機控制基礎上發(fā)展而

14、來，因此它的軟硬件設置上有著傳統(tǒng)繼電器、接觸器無法比擬的優(yōu)勢，工作可靠性極高?？梢灶A期，隨著我國工業(yè)現(xiàn)代化進程的深入，在我國PLC控制將會越來越普及，PLC控制將有更廣闊的應用天地。參考文獻1 同志學，吳曉軍，馬松齡，張明慧機電傳動控制M 國防工業(yè)出版社，20112 劉祖其機床電氣控制與PLCM 高等教育出版社，20093 廖常初PLC基礎及應用M 機械工業(yè)出版社，2004 4 龔仲華，史建成，孫毅三菱FX/O系列PLC應用技術M 人民郵電出版社，20065 陳建明電氣控制與PLC應用M 電子工業(yè)出版社，20066  程周可編程控制器原理與應用M北京：高等教育出版