电机可逆运行能耗制动控制系统毕业论文.docx
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电机可逆运行能耗制动控制系统毕业论文
〈电机可逆运行能耗制动控制系统〉毕业论文
郑州科技学院
专科毕业设计（论文）
题目电机可逆运行能耗制动控制系统学生姓名***
专业班级***
学号***
所在系***
指导教师***完成时间2011年3月16日
****学院
毕业设计（论文）任务书
题目电机可逆运行能耗制动控制系统
专业电气自动化学号***姓名***主要内容、基本要求、主要参考资料等:
主要内容:
1）.检索与课题有关的国内外资料;
2）.确定系统设计方案;
3）.设计电路原理图;
4）.编制系统相应程序，并上机调试;
5）.编写毕业设计说明书一份。
基本要求:
1）.能够理解控制系统的要求;
2）.理解电机可逆运行的工作原理;
3）.理解电机能耗制动的工作原理;
4）.能够正确完成控制系统的设计。
主要参考资料:
电气控制与PLC应用技术资料;
可编程控制器实验模拟装置相关资料。
完成期限:
2011年3月16日
指导教师签章:
专业负责人签章:
2010年11月6日
郑州科技学院毕业设计（论文）
开题报告表
电机可逆运行能耗制动控制系统
电机可逆运行能耗制动控制系统
摘要
可编程控制器（PLC）是以微处理器为核心，将自动化控制技术、计算机技术与通迅技术为一体而发展起来的崭新的工业自动化控制装置，目前PLC已基本替代了传统的继电器控制而广泛应用于工业控制的各个领域，PLC跃居工业自动化三大支柱的首位。
生产机械往往要求拖动电动机能作正、反向旋转，并使用能耗制动进行停止，由电机原理可知改变三相电源的相序就能改变电动机的转向，然
后切除三相交流电源之后，定子绕组通入直流电流，在定转子之间的气隙
中产生静止磁场，惯性转动导体切割该磁场，形成感应电流，产生与惯性
转动方向相反的电磁力矩而制动。
按启动按钮SB1，KM1合，电机正转。
按启动按钮SB2，KM2合，电机反转。
按下SB3，KM1或KM2停，电动
机进行能耗制动。
FR动作，KM1或KM2释放电机自由停车。
关键词:
可编程控制器电机正反转能耗制动自动控制装置
I
电机可逆运行能耗制动控制系统
REVERSIBLEMOTORBRAKECONTROL
SYSTEMSNSRGYCONSUMPTION
ABSTRACT
ProgrammableLogicController（PLC）isamicroprocessorcore,theautomationandcontroltechnology,computertechnologyandcommunicationtechnologyasawholeanddevelopedanewindustrialautomationcontroldevices,thecurrentPLChasbasically
replacedthetraditionalrelaycontrolandwidelyusedinvariousfieldsofindustrialcontrol,PLCranksfirstinthethreepillarsofindustrialautomation.
Productionmachineryisoftenrequiredtodragthemotorforforwardandreverserotation,andusedynamicbrakingtostop,wecanseebytheprincipleofchangingthe
three-phasemotorphasesequencecanchangethepowersteeringmotor,andthenremovedafterthethree-phaseACpower,DCcurrentintothestator
windingthroughtheairgapbetweenstatorandrotormagneticfield
generatedinstationary,rotationalinertiaoftheconductorcuttingthe
magneticfield,theformationofinducedcurrents,resultinginturninthe
oppositedirectionwiththeinertiaoftheelectromagnetictorqueandbraking.
PressthestartbuttonSB1,KM1close,themotorforward.Pressthestart
buttonSB2,KM2close,themotorreversal.PresstheSB3,KM1orKM2stop,
themotorforbraking.FRaction,KM1orKM2releaseofthemotorfree
parking.
KEYWORDS:
PLC，automaticbrakingmotorreversingcontroldevices
II
中文摘
要....................................................................................................................................................I英文摘
要.................................................................................................................错
误～未定义书签。
1电动机概
述......................................................................................................................................1
1.1电动机的基本介
绍.............................................................................................................1
1.2电动机的基本结
构..............................................................................................................1
1.3电动机分
类..............................................................................................................................12系统方案论
证.................................................................................................................................3
2.1利用继电器技术实
现........................................................................................................3
2.2利用单片机控制技术实
现.............................................................................................3
2.3PLC控制技术实
现..........................................................................................................3
2.4系统方案的确
定..................................................................................................................43系统电路各器件的选
型..........................................................................................................5
3.1电动机的选
型........................................................................................................................5
3.2接触器的选
择.......................................................................................................................6
3.3熔断器的选
择........................................................................................................................7
3.4刀开关和断路器的选
择..................................................................................................8
3.5变压器的选
型........................................................................................................................8
3.6速度继电器的选
择.............................................................................................................9
3.7电气元器件明细
表...........................................................................................................104系统的硬件设
计..........................................................................................................................11
4.1整流桥的设
计.......................................................................................................................11
4.2主回路设
计...........................................................................................................................12
4.3控制回路设
计......................................................................................................................
125系统的软件设
计.........................................................................................................................13
5.1PLC的选
型...........................................................................................................................13
5.2PLC的I/O口分配
表.......................................................................................................15
5.3PLC的I/O口接线
图.......................................................................................................14
5.4梯形图的设
计......................................................................................................................156系统调
试..........................................................................................................................................16
6.1系统硬件电路调
试...........................................................................................................16
6.2系统软件电路调
试...........................................................................................................167电机常见故障及处理方
法..................................................................................................17总
结........................................................................................................................
.........................22致
谢........................................................................................................................
.........................23参考文
献........................................................................................................................
.........................24
电机可逆运行能耗制动控制系统
1电动机概述
1.1电动机的基本介绍
电动机是一种旋转式机器,它将电能转变为机械能，它主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子，其导线中有电流通过并受磁场的作用而使转动，这些机器中有些类型可作电动机用，也可作发电机用。
它是将电能转变为机械能的一种机器。
通常电动机的作功部分作旋转运动，这种电动机称为转子电动机;也有作直线运动的，称为直线电动机。
电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到万千瓦级。
电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、制动、反转、掣住等能力，能满足各种运行要求;电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。
由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。
1.2电动机的基本结构
电动机本体在结构上是一台普通的凸极式同步电动机（它包括主定子和主转子两部分，主定子上放置空间互差120。
的三相对称电枢绕组Ax、BY、cz，接成星形或三角形，主转子是用永久磁钢制成的一对磁极。
转子
位置传感器也由定子、转子两部分组成。
定子安装在主电动机壳内，转子和主转子同轴旋转。
它的作用是把主转子的位置检测出来（变成电信号去控制电子开关电路，故也称转子位置检测器。
电子开关电路中的功率开关元件分别与主定子上各相绕组相连接（通过位置传感器输出的信号，控制三极管的导通和截止（从而使主定子上各相绕组中的电流也随着转子位置的改变，按一定的顺序进行切换，实现无接触式的换向。
1.3电动机分类
1（按工作原理分类根据电动机工作电源的不同，可分为直流电动机和交流电动机。
其中交流电动机还分为单相电动机和三相电动机。
2（按结构及工作原理分类电动机按结构及工作原理可分为直流电动机，异步电动机和同步电动机。
同步电动机还可分为永磁同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同
1
电机可逆运行能耗制动控制系统
布电动机。
异步电动机可分为感应电动机和交流换向器电动机。
感应电动机又分为三相异步电动机、单相异步电动机和罩极异步电动机等。
交流换向器电动机又分为单相串励电动机、交直流两用电动机和推斥电动机。
3（按起动与运行方式分类电动机按起动与运行方式可分为电容起动式单相异步电动机、电容运转式单相异步电动机、电容起动运转式单相异步电动机和分相式单相异步电动机。
4（按用途分类电动机按用途可分为驱动用电动机和控制用电动机。
驱动用电动机又分为电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。
控制用电动机又分为步进电动机和伺服电动机等。
5（按转子的结构分类电动机按转子的结构可分为笼型感应电动机（旧标准称为鼠笼型异步电动机）和绕线转子感应电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。
6（按运转速度分类电动机按运转速度可分为高速电动机、低速电动机、恒速电动机、调速电动机。
2
电机可逆运行能耗制动控制系统
2系统方案论证
系统方案选择的原则是在满足生产机械工艺要求确保产品质量的前提下，力求投资少，效益高和操作方便。
根据课题的要求，本课题的控制系统方案有几种方案可供选择:
继电器控制方案、单片机控制方案、PLC控制方案等。
2.1利用继电器技术实现
由于继电器在控制电路中有独特的电气、物理特性，其断态的高绝缘电阻和通态的低导通电阻，使得其它任何电子元器件无法与其相比，加上继电器标准化程度高、通用性好、可简化电路等优点，所以继电器仍得以广泛应用。
随着科技的飞速发展，继电器在程控通信设备中的使用量还在
进一步增加。
但是由于使用继电器控制方案接线多而复杂，体积大，功耗大，一旦系统构成后，想再改变或增加功能都很困难。
另外，继电器触点数目有限，每只只有4,8对触点，因此灵活性和扩展性很差。
继电器控制逻辑使用了大量的机械触点，连线也多。
触点开闭时会受到电弧的损坏，并有机械磨损，寿命短，可靠性和可维护性差。
再加上使用继电器控制方案将大大增加成本，因此，该控制系统不适合使用继电器控制方案。
2.2利用单片机控制技术实现
单片机作为一个超大规模的集成电路，机构上包括CPU、存储器、定时器和多种输入/输出接口电路。
其低功耗、低电压和很强的控制功能，成为功控领域、尖端武器、日常生活中最广泛的计算机之一。
但是，单片机是一片集成电路，不能直接将它与外部I/O信号相连。
要将它用于工业控制还要附加一些配套的集成电路和I/O接口电路，硬件设计、制作和程序设计的工作量相当大。
单片机对环境要求也较高，一般要在干扰小的场地使用，指令集复杂，对编程能力要求较高，可读性差，实时控制相对于PLC较差。
2.3PLC控制技术实现
可编程序控制器配备各种硬件装置供用户选择，用户不用自己设计和制作硬件装
3
电机可逆运行能耗制动控制系统
置，只须确定可编程序控制器的硬茧配制和设计外部接线图，同时采
用梯形图语言编程，用软件取代继电器电器系统中的触点和接线，通过修改程序适应工艺条件的变化。
可编程控制器（PLC）从上个世纪70年代发展起来的一种新型工业控制系统，起初它主要是针对开关量进行逻辑控制的一种装置，可以取代中间继电器、时间继电器等构成开关量控制系统。
现在PLC已经发展成为不但具有逻辑控制功能、还具有过程控制功能、运动控制功能和数据处理功能、连网通讯功能等多种性能，是名符其实的多功能控制器。
由PLC为主构成的控制系统具有可靠性高、控制功能强大、性价比高等优点，是目前工业自动化的首选控制装置。
2.4系统方案的确定
相对于传统的继电器控制方案来说,PLC在技术角度上大大方便了电控设计人员，其系统的软硬件设计简便，维护方便，在体积、可靠性、耗电量等都有很大程度的提高，从而带动成本的节约，而且可以通过计算机进行数据的传输和监控，这一系列的优点使PLC很快被人们接受并代替继电器控制方案，广泛应用于自动控制中。
相对于单片机来说,PLC本身固有的稳定性和可靠性特点决定了它在自动化行业内不可取代的地位。
PLC挤占部分单片机的市场。
PLC相比单片机具有高可靠性，易于开发，扩展性好，通讯简单的，这些优点促使很多的设备生产厂家在设计时选用PLC作为设备的控制器。
众所周知，目前我国仍有许多生产机械设备，都是采用继电器控制，除了可靠性差外，设计程序也很繁杂。
从方案的确立到技术条件的设计以及施工的设计，图面的工作量很大，这势必造成设计周期长。
而采用PLC控制可以大大缩短设
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