三相鼠笼异步电机正反转及能耗制动课程设计终稿

三相鼠笼式异步电动机正反转及能耗制动电气控制系统

班级学号：2010084030001 姓名：陈国强

2010084030002 郭兴

2010084030003 谌鸿强

一、系统设计方案

异步电机主要用作电动机，拖动各种生产机械。异步电动机的优点是结果简单、容易制造、价格低廉、运行可靠、坚固耐用、运行效率较高且适用性强，缺点是功率因数较差。

三相异步电动机启动过程中会出现较大的电流，对电动机本身会有一定的影响。由于异步电动机不存在换向问题，对不频繁启动的异步电动机来说，短时大电流没什么关系；对频繁启动的异步电动机，频繁出现短时大电流会使电动机内部过热，但是，只要限制每小时最高启动次数，电动机还是能承受的。因此，只考虑电动机本身，是可以直接启动的。但下面两种情况下，三相异步电动机直接启动是不可行的：①变压器与电动机容量之比不足够大；②启动转矩不能满足要求。对于第①种情况，需要减小启动电流，第②种情况需要加大启动转矩。本设计中不属于以上两种情况且不存在频繁启动的问题，故采用直接启动。

对于鼠笼异步电动机的控制方式有多种，常见的有PLC控制盒传统继电器控制，这里采用PLC控制方式。

主要设计步骤如下：

1、主电路设计

2、电路参数估算

3、根据参数选择元器件

4、PLC控制电路设计

5、PLC控制编程软件

6、调试运行

二、电动机主电路设计

根据要求，主电路设计如图1。初始时，机械手停靠在左边，SQ1为ON，当QF闭合时，按下启动开关SB1，则继电器KM1得电，电机正转，机械手向右运动至工位1，触发行程开关SQ2使之转为ON状态，则继电器KM3得电，电机停转，并在该位置停靠6秒，然后再继续前进至工位2，触发行程开关SQ3使之转为ON状态，同样继电器KM3得电，电机停转，并在该位置停靠6秒，然后电机反转，退回至初始位置。主电路中H1，H2分别为左右极限报警灯，若机械手运动到极限左右位置时，触发极限位置开关，则KM3，KM4，KM5得电，电机停转，并且报警器得电报警。

,

图1主电路设计图

三、相关元器件选择 参数计算： 1、能耗制动电路

通入的直流为I =,根据经验能耗制动对鼠笼式异步电动机通常制动电流取

I ==（1~2）N I ，则I =可取8A,制动时，直流电压d U =I =L R ,L R 为两相串联定

子绕组冷态电阻。变压器二次侧电压为2U ，得出关系式0.92U =I =(L R +R),R 为串入的电阻值，变压器取380v-36v ，2U =36V ，有以上式子求出R=

2

L 0.9U R I =

-，L R 约为3.6欧，算出R=0.45欧，选择阻值为0.5的即可。 2、电动机电流：Y 形接法，线电流I=N I =6.8A 3、报警系统电流P 3.6W I 0.016A U 220V

=== 4、接触器的选用

（1） 接触器KM1、KM2的选择：电动机的负载属于一般任务，N I =6.8A ,所

以KM1，KM2选用电流大于6.8A 的一般继电器。

（2）接触器KM3的选择：根据通入的直流电流以及电压、通电时间常数等主要技术参数，流过KM3的电流约为8A,所以选用稍大于8A的即可。（3）KM4、KM5的选择：KM4，KM5是由灯泡的选择决定选用，计算得流过的电流小于1A。

5、热继电器FR的选择：

根据电动机实际负载选取热继电器的整定电流值为电动机额定电流的

0.95~1.05倍。这里选用LR2-D13系列

6、熔断器选择：

对于笼形异步电动机，其熔断器熔体电流是电动机额定电流的1.5~2.5倍。

熔断器的额定电流按大于或等于熔体额定电流来选择。

四、PLC硬件电路设计

PLC硬件电路图设计如下：

图2 PLC硬件电路图

可编程控制器选用西门子的S7-200 CPU224CN 6ES7 214-1BD23-0XB8，该控制器具有14个输入点和10个输出点。

输入回路接启动按钮SB1，停止按钮SB2，热继电器FR和行程开关

SQ1~SQ5，输出回路接继电器KM1~KM5。

PLC梯形图设计如下：

图3 梯形图程序设计

五、参考文献

[1]常晓玲. 电气控制系统与可编程控制器. 北京: 机械工业出版社, 2004

[2]李发海, 王岩. 电机与拖动基础北京: 清华大学出版社,2005(3)