基于plc的三相异步电动机能耗制动系统设计大学论文
基于PLC的三相异步电机变频调速系统的设计毕业论文
高等教育自学考试本科毕业论文基于PLC的三相异步电机变频调速系统的设计高等教育自学考试本科毕业论文基于PLC的三相异步电机变频调速系统的设计摘要随着科技的进步，电机的运用已经深入到各行各业的各个领域。
而现今也是一个资源高度消耗造成能源匮乏的时代，在这个时候考虑如何让其在高可靠性的同时又有效的节约能源耗费提高自身的效率，这不仅可以使企业的生产成本降低，而且对于社会的可持续发展有着重要的意义。
本文所讨论的是利用PLC控制的三相异步电机变频调速的基本原理与实现方法。
三相异步电机一般的调速方法有：降压调速，转子回路串电阻调速，变极调速，串极调速，变频调速等。
但是这些调速方法都有着各自的缺点，降压调速的调速范围很小，没有多大的实用价值；转子回路串电阻调速不利于空载或轻载调速，效率低，经济性差；变极调速调速的平滑性差；串极调速的控制设备复杂，成本高，控制困难。
所以调速性能至少需从两方面考虑。
第一，应从节能和提高效率的角度考虑，应将损耗在转子附加电阻上的能量吸收，转化成别的有用的能量或反馈到电网，以提高传动系统的效率。
第二，应从高性能调速要求考虑，应用控制理论，将其组成闭环调速控制系统，满足调速精度、动态响应等各项指标的要求。
综上所述，利用PLC控制的变频调速系统，是使三相异步电动机实现高性能高效率调速的有效办法。
通过改变定子绕组的供电频率f来实现，当转差率s一定时，电动机的转速n基本上正比于f。
很明显，只要有输出频率可以平滑调节的变频电源，就能平滑的调节异步电动机的转速。
关键词：变频调速，PLC，异步电机The three-phase asynchronous motor variable frequency speed regulation system based on PLC designAbstractHuman being is seriously threatened by exhausting mineral fuel, such as coal and fossil oil. As a kind of new type of energy sources, solar energy has the advantages of unlimited reserves, existing everywhere,using clean and economical .But it also has disadvantages ,such as low density,intermission,change of space distributing and so on. These make that the current series of solar energy equipment for the utilization of solar energy is not high. In order to keep the energy exchange part to plumb up the solar beam,it must track the movement of solar.In this paper, the solar tracking system of the mechanical part and control system part are designed.Mechanical structure mainly includes the main spindle, stepping motors, gears and gear ring, and so on. When the sun's rays has a deviation, small gear are rotated by stepper motor according to the control signal from MCU. And the large gear and main spindle is rotated by small gear in order to track to achieve the level direction.At the same time, another small gear is rotated by another stepper motor according to the control signal.And the large gear and the solar panels are rotated by the small gear in order to track to achieve the vertical direction. Solar is tracked by the two stepper motors together.Control system mainly includes the sensors part, stepper motor, MCU system and the corresponding external circuit, and so on. Photoelectric detection system is used to track solar. Sensors use photosensitive resistance. The two same photosensitive resistances were placed in east and west direction of the bottom edge .When the two photosensitive resistances received different light at the same time, the signal from comparison circuit is sent to MCU in order to rotate stepping motors.Keywords: Frequency control, PLC, asynchronous motor目录中文摘要 (II)英文摘要 ........................................................................................ 错误！未定义书签。
基于PLC的三相异步电动机能耗制动系统设计
基于PLC的三相异步电动机能耗制动系统设计1 绪论1.1课程研究背景三相异步电动机又称三项感应电动机,它的应用非常广泛，几乎涵盖了农业生产和人类生活的各个领域。
随着电气化、自动化技术的发展，三项异步电动机得到了越来越好的控制。
而电气化控制相较其他控制方法而言，更简洁便于操作，所以应用比较广泛。
本课题的控制是采用PLC的梯形图编程语言来实现的。
梯形图语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能、使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路。
在实际运用中,有些生产机械往往要求电动机快速,准确地停车,而电动机在脱离电源后由于机械惯性的存在,完全停止需要一段时间,但是这往往不能适应某些生产机械工艺的要求，如万能铣床、卧床镗床、电梯等。
为提高生产效率及准确停位，要求电动机能迅速停车，这就要求对电动机采取有效措施进行制动。
电动机制动分二大类:机械制动和电气制动。
机械制动是在电动机断电后利用机械装置对其转抽施加相反的作用力矩(制动力矩)来进行制动.电磁抱闸就是常用方法之一,结构上电磁抱闸由制动电磁铁和闸瓦制动器组成.断电制动型电磁抱闸在电磁线圈断电后,利用闸瓦对电动机轴进行制动;电磁铁线圈得电时,松开闸瓦,电动机可以自由转动.这种制动在起重机械上被广泛采用。
电气制动是使电动机停车时产生一个与转子原来的实际旋转方向相反的电磁力矩(制动力矩)来进行制动.常用的电气制动有反接制动和能耗制动等。
机械制动是在电动机断电后利用机械装置对其转抽施加相反的作用力矩(制动力矩)来进行制动.电磁抱闸就是常用方法之一,结构上电磁抱闸由制动电磁铁和闸瓦制动器组成.断电制动型电磁抱闸在电磁线圈断电后,利用闸瓦对电动机轴进行制动;电磁铁线圈得电时,松开闸瓦,电动机可以自由转动.这种制动在起重机械上被广泛采用。
电气制动是使电动机停车时产生一个与转子原来的实际旋转方向相反的电磁力矩(制动力矩)来进行制动.常用的电气制动有反接制动和能耗制动等。
PLC在三相异步电动机Y—△起动及能耗制动中的应用
・４ ７・
Ｐ Ｌ Ｃ在 三相异步 电动机 Ｙ ． 一△起 动及 能耗 制动 中的应 用
Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＰＬＣ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ Ｙ一 △ Ｓ ｔ ａ ｒ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｅ ｒ ｇ ｙ Ｃｏ ｎ ｓ ｕ ｍｐ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｂｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ — ｐ ｈ ａ ｓ ｅ
关键词 ： Ｐ Ｌ Ｃ ； 三相异 步电动机 ； 继电器； 起动； 制 动
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：Ｐ Ｌ Ｃ； ｈｒ ｔ ｅ ｅ － ｐ ｈ ａ ｓ ｅ ａ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ； ｒ ｅ ｌ ａ ｙ ； ｓ ｔ ａ ｒ ｉ ｔ ｎ ｇ ； ｂ ｒ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ
中图分类号 ： Ｔ Ｍ３ ２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ４ ３ １ １ （ ２ ０ １ ３ ） １ ９ — ０ ０ ４ ７ — ０ ２
０ 引 言
１ ． ２ ． ２系统 的元件 Ｉ ／ ０接线图
ｊ Ｘ Ｏ Ｙ Ｏ
Ｙ１
三项异步 电动机是应 用最 为广泛的 电气设备 ， 但 它直
ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｉ ｔ ｏ ｎ ｌ ａ ｒ ｅ ｌ ａ ｙ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ．Ｔ ｈ ｅ ｍｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｈｅ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｈ ａ ｓ ｈｅ ｔ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ｓ ｐ ｅ ｎ ｄ ，ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｌ ｆ ｅ ｘ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ接起动时产生 的电流 冲击和 转矩 冲击会对 电网、 电动机 本 身及其负载机械设备 带来 不利 的影响 ， 因此常常采用 降压 起动。一般 有 四种 方式 ， 即定子 回路 串电阻 起动、 Ｙ ～ △降 压 起动、 自耦 变压器起动和延边 三角形 ， 其中Ｙ 一 △降压 起 动简单经济 ， 使用 比较普遍 。 传 统的 Ｙ 一 △降压起 动采用继 电器一 接触 器控制 ， 但由于其操作复杂、 可靠性低等缺点 ， 必将被 Ｐ Ｌ Ｃ控 制所取代 ，下面通过 对两种控 制 方式 的 比
基于PLC控制的带能耗制动Y-△启动电路设计
△形运行：ＫＴ线 圈得 电，ＫＴ延时定时到 ，ＫＴ常闭触
头 分 断 ，Ｋ ３线 圈 失 电 ，解 除 Ｙ 联接 ，同时 Ｋ ３ 锁 触 头 Ｍ Ｍ 联 闭合 ，Ｋ Ｔ常 开 触 头 闭合 ，Ｋ ２ 圈得 电并 自锁 ，电动 机 Ｍ Ｍ 线
图 ２ 速 度 观测 器
伺服系统控制器 的研 究大 多还停 留在理论研究阶段 。 选择一 个具有 良好适应性 ，并且 能够快速 响应外部扰动 的算法 ，根
据 该 算 法 设 计 实 际 的伺 服 系 统 将 成 为 以后 研 究 的主 要 方 向 。
参 考文 献 ：
路 无法 比拟 的 。
３ ３ Ｐ Ｃ控 制 的 梯 形 图 ． Ｌ
Ｐ Ｃ的用户程序常采用 梯形 图进行编程 ， Ｌ 这种编程方 式 被大多数用户所接受。这里采用三菱的 Ｐ Ｃ 编程软件 Ｇ Ｌ Ｘ
Ｄ ｖ ｌｐｒ ｅｓ ｎ８３ Ｌ版 进 行 设 计 ，根 据 Ｉ 地 址 分 配 表 ， ｅ ｅ ｅ ｒｉ ． ｏ Ｖ ｏ ４ ／ Ｏ 符 合 起 动 、停 止 及 制 动控 制 要 求 的 梯 形 图如 图 ４所 示 。其 中 Ｘ ． ２为 输 入 继 电器 ，Ｙ０Ｙ３为 输 出 继 电 器 ，Ｔ 、Ｔ 和 Ｔ ０Ｘ ． Ｏ Ｉ ２ 为 时 间 继 电器 。 启 动 ：按 下 起 动 按 钮 Ｓ ２ Ｂ ，接 点 Ｘ２ 闭合 ， 出 继 电器 输
３ １ 二 次 控 制 回路 ．
这里要说明的， 由于 Ｐ Ｃ 内部切换 时间很短 ，必须有 Ｌ
Ｐ Ｃ 控 制 电路 主 回路 与 继 电一 触 器 控 制 方 式 主 回路 相 Ｌ 接 同 （ 图 １ ，这 里 重 点对 二 次控 制 回 路 加 以说 明 。 见 ）
设计三相异步电动机的能耗制动控制系统
设计三相异步电动机的能耗制动控制系统
三相异步电动机的能耗制动控制系统是利用MEMS材料开发出来的一种新型阀门控制系统，其采用了先进的可编程智能控制方式，能够更精确、更快速地控制电动机的功率消耗。
该系统可以有效地控制电动机的功率，并可以根据实际的应用需要，自适应地进行各种参数调节，从而节能降耗。
该系统包含三大部分组成：传感器、PID控制器、MEMS阀门。
传感器主要用来检测控制电动机内部设置的参数，如功率和电压，并可根据实际应用需要进行相应的控制参数调节；PID控制器使用闭环的PID协议，可以加以调节控制电动机的功率，并且可以根据用户需求设定最佳的PID参数来实现最佳的控制效果；MEMS阀门将根据PID控制器调节后的参数，调节控制电动机的功率。
另外，MEMS阀门也可以用来模拟控制不同种类电动机的扭矩，以达到节能和减少噪声的目的。
三相异步电动机能耗制动控制系统是一种综合技术，其把传感器、PID控制器和MEMS 阀门有机结合起来，完成对电动机的控制，达到节能的目的。
此外，由于这种系统是一种可编程的系统，根据实际应用情况可以灵活调节参数，使电动机达到最佳的能耗性能。
因此，它在电动机能耗控制领域具有重要的意义和价值。
PLC控制三相异步电动机正反转设计毕业设计论文
PLC控制三相异步电动机正反转设计毕业设计论文摘要：本文基于PLC控制技术，设计了一种三相异步电动机的正反转控制系统。
通过分析三相异步电动机的工作原理和控制方式，确定了系统的控制策略和硬件配置。
通过对PLC编程，实现了对电动机的正反转控制和过载保护功能。
实验结果表明，该系统可稳定、可靠地实现三相异步电动机的正反转控制，具有较好的应用前景。
关键词：PLC；三相异步电动机；正反转控制；过载保护1.引言三相异步电动机广泛应用于工业生产中，具有体积小、功率大、效率高等特点。
在实际应用过程中，正反转控制和过载保护是三相异步电动机控制系统中的重要功能，对于保证电机的正常运行和延长电机的使用寿命具有重要作用。
本文基于PLC技术，设计了一种三相异步电动机的正反转控制系统，旨在实现电动机的正反转控制和过载保护功能。
2.三相异步电动机的工作原理和控制方式三相异步电动机由定子和转子组成，在工作过程中，通过三相交流电源提供的电磁场与定子的电磁场产生转矩，从而驱动电动机的转子旋转。
三相异步电动机的控制方式主要包括定时控制和矢量控制两种。
定时控制是根据电动机运行的需要，通过调节电源的相位和频率实现对电动机的控制；矢量控制是基于电动机的数学模型和转子位置的反馈信息，通过控制电源的电压和频率，实现对电动机的精确调控。
3.设计方案基于PLC控制技术，本文设计了一种三相异步电动机的正反转控制系统。
系统由PLC控制器、三相交流电源、电动机和传感器组成。
通过PLC编程，实现了对电动机的正反转控制和过载保护功能。
具体的设计方案如下：3.1硬件配置系统的硬件配置包括PLC控制器、三相交流电源、电动机和传感器。
PLC控制器是系统的核心部件，负责电动机控制和过载保护的实现。
三相交流电源提供电动机的驱动能源。
电动机是执行器，根据PLC的控制信号，实现正反转和停止操作。
传感器用于检测电动机的工作状态和转速。
3.2PLC编程通过PLC编程，实现了对电动机的正反转控制和过载保护功能。
三相异步电动机的PLC控制论文
摘要本论文文设计了三相异步电动机的PLC控制电路，是三相异步电动机的正反转控制，与传统的继电器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点。
非常实用。
关键词PLC; 三相异步电动机; 继电器目录摘要 (1)绪论 (1)1 三相异步电动机基础 (2)1.1 三相异步电动机的结构 (2)1.2 三相异步电动机的工作原理 (2)1.3 三相异步电动机的工作过程 (3)2 PLC基础 (6)2.1 PLC的定义 (6)2.2 PLC与继电器控制的区别 (6)2.3 PLC的工作原理 (6)2.4 PLC的应用................................................................... (6)3 三相异步电动机的PLC控制 (8)3.1 三相异步电动机的正反转控制 (8)3.2三相异步电动机使用PLC控制优点 (10)结论 (11)致谢 (12)参考文献 (12)绪论三相异步电动机的应用非常广泛，具有机构简单，效率高，控制方便，运行可靠，易于维修成本低的有点，几乎涵盖了工农业生产和人类生活的各个领域,在这些应用领域中,三相异步电动机运行的环境不同，所以造成其故障的发生也很频繁，所以要正确合理的利用它。
要合理的控制它。
我研究的这个系统的控制是采用PLC的编程语言----梯形图,梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能，使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路，可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，它是专为在恶劣工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术等操作的指令，并采用数字式，模拟式的输入和输出，控制各种的机械或生产过程。
长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化设备提供了非常可靠的控制应用，它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业，企业对自动化的需要。
PLC在三相异步电动机控制中的应用
滨州职业学院毕业设计题目PLC在三相异步电动机控制中的应用学生___ ______________________学号____________________专业班级___机电一体化2班_______________ 部门名称___电气工程学院_________________ 指导教师___ ____ ________二○一三年五月二十日PLC在三相异步电动机控制中的应用摘要论文主要介绍PLC的基本结构、工作原理、特点、以及的应用，三相异步电动机基础。
特别本文设计了三相异步电动机的PLC控制电路，主要研究了异步电动机的正反转、Y—△减压起动以及时间控制的继电器控制。
关键词PLC 三相异步电动机目录一、前言 (8)二、PLC的基本结构和工作原理 (8)2.1 PLC的基本概念 (8)2.2 PLC工作原理 (10)三、三相异步电动机基础 (11)3.1三相异步电动机的结构 (11)3.2三相异步电动机的工作原理 (12)四、三相异步电动机的PLC控制 (13)4.1三相异步电动机的ㄚ-△减压起动P L C控制 (13)4.2三相异步电动机的正反转P L C控制 (15)结束语 (17)参考文献 (18)致谢 (18)一、前言三相异步电动机的应用几乎涵盖了农业生产和人类生活各个领域，在这些应用领域中，三相异步电动机常常运行在恶劣的环境下，导致产生过流、短路、断相、绝缘老化等事故。
对于应用于大型工业设备重要场合高压电动机、大功率电动机来说，一旦发生故障所造成的损失无法估量。
自20世纪60年代美国推出可编程逻辑控制器取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。
同时，PLC的功能也在不断完善。
随着计算机技术、信号处理技术、控制技术、网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。
今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用，PLC应用技术在各个领域也得到越来越广泛的应用。
概述基于PLC的三相异步电动机节电设计
概述基于PLC的三相异步电动机节电设计交流异步电动机在我国各行各业中应用最广、需要量最大，其在驱动机床、水泵、矿山机械、石油化工机械等工业生产机械领域中得到了广泛的应用。
但据相关资料统计，我国工业用电总量中，各个行业中交流异步电动机的用电量所占比例超过了50%，这充分说明了交流异步电动机将是我国节能体系中的重要组成部分。
因此研究交流异步电动机在应用过程中的节能措施，对电能供应紧张的我国来说有着十分重要的意义。
1 节电原理在额定负载时交流异步电动机功率因数是最高的，而在空载时功率因数是最低的，电动机的负载率可通过功率因数的大小来反映。
交流异步电动机从交流电网输入的有功功率部分会被电动机本身损耗，如铁损、铜损等，这些损耗与交流供电电源的电压及频率有密切关系，电动机拖动负载越小，损耗就越大。
若负载发生变化，交流供电电源频率不变，电动机输入电压相应降低，此时，电动机主磁通就会减少，磁化电流和铁心损耗也会得到相应减小，从而提高电动机的功率因数和效率，实现交流异步电动机的节能经济运行。
2 系统硬件设计2.1 系统设计原理本系统根据电动机的功率因数随负载变化的原理，电动机的负载降低时，其功率因数相应的降低，负载增大时，功率因数相应的增加。
在比较检测到的功率因数当前值与设定值之后，自动调节晶闸管的导通角，使定子电压随着负载增减而升降。
首先电源电压和电流信号通过采样模块采集，然后送至功率因数检测模块得出功率因数当前值，再通过A/D转化模块转化后进入PLC，经PLC内部程序与设定值比较计算后，调节信号经过D/A模块送至触发模块，最后由触发模块发出触发信号调节晶闸管的导通角，从而改变电动机的供电电压，提高电动机在空载和轻载时的效率和功率因数，系统框图如图1所示：2.2 硬件部分设计硬件部分设计包括采样模块、功率因数检测模块、A/D与D/A转化模块、PLC模块、触发模块和晶闸管模块。
各部分功能如下：2.2.1 采样模块。
三相异步电动机能耗制动控制
江苏科技大学苏州理工学院20 届毕业设计（论文）三相异步电动机能耗制动控制系部：电子信息系专业名称：电气工程及其自动化班级：学号：作者:指导教师:二零年六月江苏科技大学苏州理工学院本科毕业论文三相异步电动机能耗制动控制Three phase asynchronous motor energy consumption brakecontrol摘要近几十年来，伴随着微电子技术、电力电子技术、电力拖动技术以及现代控制理论的研究和发展，中功率甚至小功率的电动机在人们日常活动中以及在社会工业农业生产都有极为普遍的的使用。
尤其是在城镇企业以及普通的家用电器里，就会要使用更多的中功率和小功率的电动机机器。
由于电动机是当今的工业农业生产、日常的生活和交通运输的重要设备，与电动机配套的控制设备机能依旧变为用户眷注的核心主题。
电动机的控制，包含了电动机的启动、调速以及制动电机。
异步电动机因为具有结构简单、体积小、性价比高、运行可靠、维修方便、运行的效率比较高、工作特性较好等优点，普遍的应用于电力拖动平台。
根据部分统计数据显示，异步电动机的耗电量约占全国宗发电量的40%前后。
伴随着节约型社会建设的口号和电动机生产技术的提高的现状，节约现有能源和改善电动机的制动效率具有非常重要的意义。
异步电动机的耗制动耗材多线路复杂，并要耗损一定的能量资源，需要额外加上一些直流的电源装置，因此看来设备的投资成本比较高，同时能耗制动的制动力较弱，在低速的时侯制动力矩太小，制动的冲击力太大,能量的消耗也大，这些始终是一项机电专家学者们探讨的重要的课题。
本文章是对三相异步电动机能耗制动控制做出了深刻的分析与设计，三项异步电动机是一种具备高效率、低磨损、低噪声的电动机的机种.本论文在介绍三相异步电动机中，解释了关于几种经常使用的制动方法的特色，对于各种制动的方式进行互相之间的技术比较，详细的解析了能耗制动的适用场所，对三相异步电动机能耗制动控制进行模拟仿真实验，为实际应用提供了科学的理论依据。
位置随动系统设计--基于PLC的三相异步电动机能耗制动系统设计
位置随动系统设计--基于PLC的三相异步电动机能耗制动系统设计基于PLC的三相异步电动机能耗制动系统设计DESIGN OF ENERGY CONSUMPTIONBRAKING SYSTEN FOR THREE PHASEASYNCHRONOUS MOTOR BASED ON PLC学生姓名王华伟学院名称信电工程学院学号 20120501155班级 12电气1专业名称电气工程及其自动化指导教师曹言敬2015年 7月 10日徐州工程学院课程设计说明书摘要位置随动系统是应用非常广泛的一类工程控制系统，在数控机床的定位控制和加工轨迹控制，船舵的自动操纵，火炮方位的自动追踪等等方面应用广泛。
本设计是基于8051单片机为主控制器，选用积分分离PID算法来调节参数，使用伺服电机为广义被控对象的位置随动系统。
整个系统设计采用方案比较的方法确定为位置环、电流环、速度环三环结构，查找参考文献确定各调节器的参数，并在MATLAB 环境下对所设计的系统进行了仿真。
关键词 8051单片机;积分分离PID;三环结构;MATLABI徐州工程学院课程设计说明书目录1 绪论 ..................................................................... ........................................................................11.1 位置随动系统 ..................................................................... ............... 错误～未定义书签。
1.1.1 位置随动系统的概念 ................................................................. 错误～未定义书签。
毕业论文---关于三相异步电动机的启动与制动问题的研究
专科生毕业大作业题目：关于三相异步电动机启动和制动问题的研究内容摘要三相异步电动机是水利、工矿、冶金、化工等轻重工业、农业生产中以电能转换为机械能的核心动力源，在其各个电力拖动领域中发挥着不可替代的主导作用。
本文共分三章主要对三相异步电动机的启动问题、三相异步电动机的制动问题、电动机启动和制动分析总结、三相异步电动机的启动问题共分六节、相异步电动机的制动问题共分五节关于异步电动机的启动和制动的方式和特点以及适应场合作以阐述分析，同时以实例分析根据要求选择确定电动机启动方式，部分内容并以插图加以说明，但由于笔者水平所限难免偏波之处，望请指正。
关键词：三相异步电动机的直接启动、降压启动、机械制动、电气制动目录内容摘要 (I)前言 (1)第一章三相异步电动机的启动问题 (2)1.1异步电动机的启动要求 (2)1.2异步电机固有的启动特性 (2)1.3直接启动 (3)1.4笼型异步电动机的降压启动 (3)1.5 绕线式转子异步电动机的启动 (10)1.6启动方法选择实例分析 (12)第二章三相异步电动机的制动问题 (14)2.1制动作用及分类 (14)2.2机械制动 (14)2.3电气制动-反接制动 (14)2.4电气制动-能耗制动 (15)2.5电气制动-再生发电制动（回馈制动） (16)第三章电动机启动和制动分析总结 (17)参考文献 (18)前言三相异步电动机基本工作原理是当三相定子绕组通入对称的三相正弦交流电时，在定转子气隙中就产生了一个旋转磁场。
通过这个磁场把定子获得的能量传递给转子，在转子导条中产生了感应电动势即感应电流，与旋转磁场相互作用形成了电磁转矩，使转子沿着磁场方向转动，实现了拖动作用。
在初始异步电动机投入电网时，电动机从静止状态一直加速到稳定运行的转速，这个过程就是启动过程。
当电动机断电后，因转子及所带部件的爬行和惯性作用，故不能立即停止运转。
但许多设备如吊车、机床工作台等都要求准确定位和迅速停车，这就要对电动机进行制动，即当电动机脱离电源后，迫使其立即停车，这个过程就是制动过程，下文着重对于电动机的启动和制动问题进一步加以叙述。
实验 PLC控制电动机能耗制动
实验一PLC控制三相异步电动机能耗制动
实验目的1)掌握将继接电路转换成梯形图的方法
2)学会用PLC控制电气设备安装接线及调试方法
实验器材可编程实验实训设备一套，PLC模型1个，直流中间继电器4只，连接导线若干，小螺丝刀1把
实验内容及步骤
一、根据所给继电器—接触器控制电路设计满足下列功能的PLC控制方案
1.控制功能
1）正反转运行能耗制动（KT延时时间2秒），
2）正转点动，
3）停电后再上电，延时5秒才能启动
4）过载动作时能发出报警声音信号和0.5秒亮0.5秒灭的报警灯闪烁信号，可手动关闭报警声音，当FR 恢复常态时报警灯闪烁信号消失。
2.工作内容
1）先分析给出的成熟控制电路的工作原理，写出工作过程，
2）找出输入/输出信号，
3）列出I/O分配表，
4）画出可编程的I/O接线图.
5）设计梯形图，并分析是否达到以上功能
6）画出改造后的电气控制电路（主电路和控制电路）
3、电气控制电路图
4、梯形图
二、安装接线
1、检查所配材料的件数、规格、是否一致，用万用表检查是否正常
2、安装固定元器件，应布局合理，不松动。
3、按设计的I/O接线图对PLC接线模型盒进行接线，先接输入，再接输出，最后接直流电源。
4、按设计的电气图进行接线，只接控制电路，不接主电路也不接入电动机。
三、程序输入及调试
1、在计算机中输入梯形图，并用实验台进行模拟实验并确认程序无误。
2、插入连接电缆，接上24V直流电源，并打开电源开关，将电脑处于监视状态，3，按要求检验各项功能。
四、实验过程出现的故障现象，原因分析及解决方法。
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1 绪论1.1课程研究背景三相异步电动机又称三项感应电动机,它的应用非常广泛，几乎涵盖了农业生产和人类生活的各个领域。
随着电气化、自动化技术的发展，三项异步电动机得到了越来越好的控制。
而电气化控制相较其他控制方法而言，更简洁便于操作，所以应用比较广泛。
本课题的控制是采用PLC的梯形图编程语言来实现的。
梯形图语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能、使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路。
在实际运用中,有些生产机械往往要求电动机快速,准确地停车,而电动机在脱离电源后由于机械惯性的存在,完全停止需要一段时间,但是这往往不能适应某些生产机械工艺的要求，如万能铣床、卧床镗床、电梯等。
为提高生产效率及准确停位，要求电动机能迅速停车，这就要求对电动机采取有效措施进行制动。
电动机制动分二大类:机械制动和电气制动。
机械制动是在电动机断电后利用机械装置对其转抽施加相反的作用力矩(制动力矩)来进行制动.电磁抱闸就是常用方法之一,结构上电磁抱闸由制动电磁铁和闸瓦制动器组成.断电制动型电磁抱闸在电磁线圈断电后,利用闸瓦对电动机轴进行制动;电磁铁线圈得电时,松开闸瓦,电动机可以自由转动.这种制动在起重机械上被广泛采用。
电气制动是使电动机停车时产生一个与转子原来的实际旋转方向相反的电磁力矩(制动力矩)来进行制动.常用的电气制动有反接制动和能耗制动等。
机械制动是在电动机断电后利用机械装置对其转抽施加相反的作用力矩(制动力矩)来进行制动.电磁抱闸就是常用方法之一,结构上电磁抱闸由制动电磁铁和闸瓦制动器组成.断电制动型电磁抱闸在电磁线圈断电后,利用闸瓦对电动机轴进行制动;电磁铁线圈得电时,松开闸瓦,电动机可以自由转动.这种制动在起重机械上被广泛采用。
电气制动是使电动机停车时产生一个与转子原来的实际旋转方向相反的电磁力矩(制动力矩)来进行制动.常用的电气制动有反接制动和能耗制动等。
长期以来，能耗制动始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。
它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。
由于能耗制动综合了计算机和自动化技术，所以它发展日新月异，大大超出其出现时的技术水平。
它不但可以很容易地完成逻辑、顺序、定时、计数、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制[1]1.2课程研究的价值超大规模集成电路的迅速发展以及信息、网络时代的到来，扩大了能耗制动的功能，使其具有很强的的联网通讯能力，从而更广泛地应用于众多行业，不管是农业还是工业，都有着举足轻重的作用。
随着科学技术的发展与不断进步，电气工程与自动化技术正以令人瞩目的发展快速的改变着我国的工业基础整体面貌。
与此同时，该技术的不断发展，对社会的生产方式、人们的生活方式和思想观念也产生了重大的影响，并在现代化建设中发挥着越来越重要的作用，它正朝着智能化、网络化和集成化的方向发展。
1.3课程设计的任务1.3.1设计任务：在分析三项异步电动机的能耗制动的工作原理和实现方式的基础上，自行选定异步电动机并设计基于PLC的能耗制动控制系统。
1.3.2 设计要求：（1）掌握交流异步电动机调速的基本原理和基本结构（2）设计能耗制动系统，合理选择实现能耗制动的电气元件（3）根据所选电气元件，设计能耗制动的主回路及基于PLC的控制回路，要求三相异步电机停机后能够迅速切除电源（4）根据设计系统，进行参数及系统调试（5）设计报告书需参照《徐州工程学院毕业论文（设计）》模板规定的格式撰写。
要求内容翔实连贯，数据准确可靠，突出技术细节。
2 三项异步电动机的基本结构和工作原理2.1三项异步电动机的基本结构三项异步电动机主要由定子和转子两个部分组成，定子是静止不动的部分，转子是旋转的部分，在定子与转子之间有一定的空隙，如图2.1所示[2]图2.1 三相异步电动机的结构1-轴2-弹簧片3-轴承4-端盖5-定子绕组6-机座7-定子铁芯8-转子铁芯9-吊环10-出线盒11-风扇盒12-风扇13-轴承内盖2.1.1定子铁心电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。
定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。
定子铁心槽型有以下几种：半闭口型槽：电动机的效率和功率因数较高，但绕组嵌线和绝缘都较困难。
一般用于小型低压电机中。
半开口型槽：可嵌放成型绕组，一般用于大型、中型低压电机。
所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。
开口型槽：用以嵌放成型绕组，绝缘方法方便，主要用在高压电机中。
定子绕组作用：是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。
构造：由三个在空间互隔120°电角度、对称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。
定子绕组的主要绝缘项目有以下三种：（保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘）。
⑴对地绝缘：定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。
⑵相间绝缘：各相定子绕组间的绝缘。
⑶匝间绝缘：每相定子绕组各线匝间的绝缘。
电动机接线盒内的接线：电动机接线盒内都有一块接线板，三相绕组的六个线头排成上下两排，并规定上排三个接线桩自左至右排列的编号为1（U1）、2（V1）、3（W1），下排三个接线桩自左至右排列的编号为6（W2）、4（U2）、5（V2），.将三相绕组接成星形接法或三角形接法。
凡制造和维修时均应按这个序号排列。
2.1.2 三相异步电动机的转子转子由铁芯和绕组组成。
转子铁芯也是电动机磁路的一部分，由硅钢片叠压而成为一个整体装在转轴上。
转子铁芯的内圆冲有转子槽，槽中安放线圈如图2.2所示。
异步电动机转子多采用绕线式和鼠笼式两种形式。
因此异步电动机按绕组形式的不同分为绕线异步电动机和笼型异步电动机两种。
绕线电动机和笼形电动机的转子构造虽然不同，但工作原理是一致的。
转子的作用是产生转子电流及产生电磁转矩。
绕线异步电动机转子绕组是由线圈组成，三相绕组对称放入转子铁芯槽内。
转子绕组通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻，用以改善启动性能与调节转速，如图2.3所示[2]图2.2 定子与转子的硅钢片图2.3 绕线式转子绕组与外接变阻器的连接1-定子铁芯硅钢片2-定子绕组1-滑环转子绕组2-轴3-电刷4-变阻器3-转子铁芯硅钢片4-转子绕组2.1.3 机座作用：固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。
构造：机座通常为铸铁件，大型异步电动机机座一般用钢板焊成，微型电动机的机座采用铸铝件。
封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积，防护式电机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。
2.1.4 其他轴承：连接转动部分与不动部分。
轴承端盖：保护轴承。
风扇：冷却电动机。
2.2三项异步电动机的工作原理当向三相定子绕组中通入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。
由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。
由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。
转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。
电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。
通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当三项异步电动机的工作原理，基于定子旋转磁场和转子电流（转子绕组内的电流）的相互作用。
如图2.4（a）所示。
当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。
如图2.4（b）所示[2]。
图2.4 三相异步电动机接线图和工作原理图（a）定子绕组与电源的接线图（b）工作原理图3 三相异步电动机的能耗制动3.1能耗制动的原理异步电动机能耗制动的电路原理图一般如图3.1所示。
进行正向能耗制动时，首先将定子绕组从三相交流电源断开（KM1断开），接着立即将一低压直流电源接入定子绕组（KM3闭合）。
直流电流通过定子绕组后，在电动机内部建立一个固定不变的磁场，由于转子在运动系统储存的机械能作用下继续旋转，转子导体内就会产生感应电动势和电流，该电流与恒定磁场相互作用产生作用方向与转子实际旋转方向相反的制动转矩。
在它的作用下，电动机转速迅速下降，此时运动系统储存的机械能被电动机转换成电能后消耗在转子电路的电阻中。
电动机反向运转时时KM2断开，其他过程类似。
图3.1能耗制动电路原理图3.2 能耗制动原理图3.2.1 能耗制动主电路设计图3.2能耗制动控制电路主体部分KM1为主触点，当KM1常闭触点断开，KM1辅常开触点闭合，KM1主触点闭合，电机正转启动，KM2为反转主触点。
制动时，KM3接通，接入直流电流开始制动，当KT设置时间到时，继电器断开。
由于延时继电器在延时所设置的时间后便自动断开主触点，所以不用担心电机转速为零时依然接入直流电源的问题。
3.2.2 能耗制动控制电路设计SB2控制正转线圈，SB3控制反转线圈，SB1是总的停止开关。
图中KT的瞬时常开触点的作用是为了防止发生时间继电器线圈断线或机械卡住故障时，电动机在按下停止按钮SB1后仍能迅速制动，两项的定子绕组不至于长期接入能耗制动的直流电流。
所以，在KT发生故障后，该电路具有手动控制能耗制动的能力，即只要停止按钮处于按下的状态，电动机就能够实现能耗制动[3]图3.3能耗制动控制电路控制部分3.2.3电器元件的选择1.三相异步电动机2.接触器FR3.热继电器FU4.开关SB5.时间继电器KT6.滑动变阻器R7.整流装置8.变压装置9.继电器KM10.二极管3.3 能耗制动特点[4]制动作用的强弱与直流电流的大小和电动机转速有关，在同样的转速下电流越大制动作用越强。
一般取直流电流为电动机空载电流的3～4倍，过大会使定子过热。
电动机能耗制动时，制动转矩随电动机的惯性转速下降而减小，故制动平稳且能量消耗小，但是制动力较弱，特别是低速时尤为突出；另外控制系统需附加直流电源装置。
一般在重型机床中常与电磁抱闸配合使用，先能耗制动，待转速降至一定值时，再令抱闸动作，可有效实现准确、快速停车。