三相异步电动机PLC软启动控制系统的探讨与研究完稿.doc

目录 第1章 三相异步电动机及起启动方式 2 1.1 三相异步电动机 2 1.1.1 三相异步电动机概述 2 1.1.2 转差，转差率 3 1.1.3 异步电动机的电势平衡方程 4 1.1.4 异步电动机的磁势平衡 5 1.2 三相异步电动机的启动 6 1.2.1 概述 6 1.2.2 三相异步电动机启动方式 7 1.2.3 三相异步电动机全压启动的危害 8 1.2.4 三相异步电动机常用减压启动方式 9 第2章 软启动 10 2.1 软启动的概念 10 2.2 软启动与传统减压启动方式的不同 11 2.3 软起动器与变频器的区别 11 2.4 软起动的起动方式 12 2.4.1 常用启动方式 12 2.4.2 软起动与传统减压起动方式的比较 12 2.5 软起动运行特点 13 2.6 软起动器具有的保护功能 13 2.7 软起动的应用 13 2.8 几种大中型异步电动机软起动方式在高压电动机软起动应用中的综合比较 14 第三章 可编程序控制器（PLC） 17 3.1 可编程序控制器概述 17 3.1.1 可编程序控制器的概念及其历史 17 3.2 可编程序控制器工作原理及结构特点 20 3.2.1 PLC的工作原理 20 3.2.2 循环扫描的特点 22 3.2.3 I/O响应时间 22 3.2.4 PLC的基本构成 23 3.2.5 可编程序控制器的主要特点 25 3.3 可编程序控制器特殊功能模块 26 3.3.1 模拟量输入输出模块 27 3.4 PLC编程语言的国际标准 27 3.4.1 PLC的编程结构功能图 28 3.4.2 梯形图编程语言 29 3.5 PLC的性能指标 31 3.6 PLC的分类 32 3.6.1 按I/O点数容量分类 32 3.6.2 按结构形式分 33 3.7 PLC与继电器控制系统的区别 34 第4章系统原理及方案设计 36 4.1 基于PLC控制的大中型电动机软起动系统 36 4.1.1 系统的基本工作原理及结构特点 36 4.1.2 PLC控制的大中型电动机软起动系统原理分析 36 4.2 磁控式PLC电机起动控制系统结构的研究与设计 37 4.2.1 系统原理 38 4.2.2 硬件设计 39 4.2.3 软件编程 40 4.3 基于单台软起动器对多台大中型异步电动机的软起动 42 4.3.1 主回路图 42 4.3.2 软件的编制 43 第5章 大中型异步电动机变频—工频同步切换研究 45 5.1 变频器的输出切换方法分类 45 5.2 硬切换的危害性及改进办法 46 5.3 同步切换（软切换） 47 5.4 锁相控制 48 5.5 变频器旁路与软起动器旁路的分析比较 49 5.6 同步切换问题小结 50 结 论 51 致 谢 52 参考文献 53 附录A 基于PLC的磁控式软起动器的主程序 55 附录B 基于单台软起动器对多台电动机实现软起动的主程序 57 第1章 三相异步电动机及起启动方式 1.1 三相异步电动机 1.1.1 三相异步电动机概述 一、三相异步电动机的的基本工作原理 异步电动机定子上有三相对称的交流绕组，但接到三相交流电源上，有三项对称电流通过三相定子绕组就能在电动机的气隙中产生旋转的磁场。若旋转磁场的转向及瞬时位置如图1所示，则静止的转子绕组便相对磁场运动而切割磁力线，感应出电动势（方向由右手定则判定）。转子绕组是闭合的，就有转子电流产生，不考虑相位移，则感应电动势的方向即为感应电流的方向，该电流再与旋转磁场相互作用，便可以在转子绕组中产生电磁力f（方向由左手定则判定），而转子绕组中每一根导体上的电磁力对转轴的力矩只和即为电磁转矩T，驱动转子沿旋转磁场的方向旋转起来。根据以上电磁感应原理，异步电动机也叫感应电动机。 图1 1.1.2 转差，转差率 切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条件。 转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能切割磁力线。显然，三相异步电动机的转子转速n最终不会加速到等同与旋转磁场的速度即同步转速n1，所以这就是异步电动机的“异步”的由来。 转差（Δn=n1-n）是异步电动机运行的必要条件，我们把转差（Δn=n1-n）与同步转速n1的比值叫做转差率，用符号s表示。 转差率是异步电动机的一个基本参数，它对电机的运行有极大的影响。我们可以由转差率的大小看出电机的工作状态，即在电动机状态时n＜n1,s的范围是0～1;而在发电机运行状态时，n＞n1,s＜0.其中s=0，是理想空载状态；s=1，是启动瞬时。 1.1.3 异步电动机的电势平衡方程 1、定子绕组电势平衡方程 异步电动机气隙中的磁场旋转时，定子绕组相