转子电动机正反转开题

东南大学成贤学院

毕业设计(论文)开题报告

题目名称绕线转子电动机正逆转控制程序设计课程名称可编程序控制器应用技术（PLC）学生姓名钱晨

学号201208442

系、专业电子工程系自动化专业指导教师卢新彪

2012年3月29日

毕业设计（论文）开题报告

课题

绕线转子电动机正逆转控制程序设计

名称

一、选题背景与意义（300字左右）

近年来随着科技的飞速发展，PLC的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。PLC是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。自1836年继电器问世，人们就开始用导线将它同开关器件巧妙地连接，构成用途各异的逻辑控制或顺序控制。上世纪60年代末，它不断吸收微电脑技术使之功能不断增强，逐渐适合复杂的控制任务。随着微电子技术、计算机技术和数据通信技术的飞速发展、微处理器的出现，以及流程加工行业（如汽车制造业）对生产流程迅速、频繁变更的需求，PLC技术出现并快速发展。

绕线式电机是异步电机的一类。它是按异步电机的转子绕组形式，分为绕线式和鼠笼式。异步电机的工作原理是通过气隙旋转磁场与转子绕组中感应电流相互作用产生电磁转矩，从而实现能量转换的，故异步电动机又称为感应电动机。异步电机主要作为电动机使用。它是工农业生产及国民经济各部门中应用最为广泛而且需要量最大的一种电机。金属切削机床、轧钢设备、鼓风机、粉碎机、水泵、油泵、轻工机械、纺织机械、矿山机械等，绝大部分都采用异步电动机拖动。人们的日常生活中，异步电机的应用也日益广泛，如电风扇、洗衣机、电冰箱、空调机等家用电器中，都用到单相异步电机。电力拖动中，绝大多数的拖动电机为异步电动机，其用电量约占电网总负荷的60%。

正是因为绕线式电机具有结构简单、使用方便、运行可靠、效率较高，以及制造容易，成本低廉等优点，它得到了广泛应用。

二、课题关键问题及难点（300左右字）

本课题需要在熟悉绕线转子电动机基本概念的基础上，确定PLC的型号、输入输出节点数、编写接线图、梯形图写出助记符语言，撰写设计论文。

1．PLC的选型：工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。

2.输入输出节点数：通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展。余量后，作为输入输出点数估算数据。

3.编写梯形图：严格依据课题中所提到的要求，根据电动机正常运行时正反转的运行要求编写梯形图程序。

4.依据梯形图翻译助记符语言。

5.进行系统调试，实现绕线转子电动机正逆转的控制要求

6.演示和分析：通过PLC simulator用指示灯作为动作器件进行实验演示，用11个指示灯模拟PL1，PL2,PL3,PL4,MC1,MC2,MC3,MC4,正转，反转，和蜂鸣器（BZ）,用4个输入口模拟开关（点动）按钮；依据现象对演示结果的分析和对相关程序的改进

6.撰写设计论文：总结整个设计过程的内容和所遇到的问题以及各个细节

7.系统有启动，停止，正反转功能。要注意：合理的利用自锁，互锁（机械互锁和电气互锁），否则程序会混乱！

三、文献综述（或调研报告）（1200字左右）

1.PLC的基本结构各个部分的作用

PLC的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但是结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PLC的硬件系统结构如图1所示：

1、中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC的控制核心。它按照PLC系统程序赋予的功能：

a.接收并存储从用户程序和数据；

b.检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。

2、存储器可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。存放系统软件（包括监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程序及其各种管理程序）的存储器称为系统程序存储器；存放用户程序（用户程序存和数据）的存储器称为用户程序存储器，所以又分为用户存储器和数据存储器两部分。

3．输入接口电路输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种，在我们实际涉及到的信号当中，开关量最普遍。

4．输出接口电路：可编程序控制器的输出有：继电器输出(M)、晶体管输出(T)、晶闸管输出(SSR)三种输出形式。

5．电源

PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。如FX1S额定电压AC100V—240V，而电压允许范围在AC85V—264V之间。允许瞬时停电在10ms以下，能继续工作。

一般小型PLC的电源输出分为两部分：一部分供PLC内部电路工作；一部分向外提供给现场传感器等的工作电源。

图1

2.绕线转子电动机工作原理及特点

当向三相定子绕组中通过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规则判定）。由于导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。

作电动机运行的绕线转子电动机。绕线转子电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。与绕线电动机相比，绕线转子电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，绕线转子电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。绕线式三相异步电动机的转子和定子一样也设置了三相绕组并通过滑环、电刷与外部变阻器连接。调节变阻器电阻可以改善电动机的起动性能和调节电动机的转速。

图二

3.绕线转子电动机正逆转控制的控制要求

1．主电路如图所示。

2．NFB ON时，指示灯PLl亮。

3．按PB2，电动机正转全电阻启动[MC3动作（指示灯），PL1熄灭，PL2闪亮(0．5s／ON，0．5s／OFF)]，10s后换成部分电阻启动[MC3、MCl动作，PL2闪亮]，再经10秒

后正向运转[MC3、MC2、PL3动作]，PL2熄灭，此时按PB3无作用。