三相鼠笼异步电机正反转及能耗制动课程设计终稿.doc

1、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：变压器与电动机容量之比不足够大；启动转矩不能满足要求。对于第种情况

2、，需要减小启动电流，第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

3、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,根据经验能耗制动对鼠笼式异步电动机通常制动电流取=（12），则可取8A,制动时，直流电压=,为两相串联定子绕组冷态电阻。变压器二次侧电压为，得出关系式0.9=(+R),R为串入的电阻值，变压器取380v-36v，=36V，有

4、以上式子求出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=6.8A3、报警系统电流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，=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

5、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1.52.5倍。熔断器的额定电流按大于或等于熔体额定电流来选择。 根据计算，选择器件如下表：器件名称品牌型号单价（元）数量（个）产地主要参数对应标号电机日卅Y100L2-45501上海额定电压380V 额定转速1420 额定功率3kw M熔断器LNBRTRS3-30A104浙江温州额定工作电流:30A 电压：500V FU空气开关施耐德C65N D25 3P242浙江温州额定电流:25A 规格: 3PQF热继电器施耐德LR2-D1312124用于交流50Hz/60Hz 电压至660V工作

6、电流8A,整定电流范围5.58A FR按钮信达电器LA16Y-11D32浙江温州自复按钮开关。额定电压DC24V额定电流20mASB1、SB2行程开关Omron/欧姆龙D4N-212G825日本3A/240VAC 27A/250VDCSQ1SQ5显示灯泡飞利浦灯头型号:E2736上海工作电压: AC220V 额定功率25w H1，H2报警喇叭HYJXHML-2047.51浙江省温州110-120dB电压AC220V功率20w整流模块XPT80CNQ045ASM61广东输入交流540V 输出直流245VV变压器CnhyeTDGC2J-2235.21浙江省温州输入电压220V输出电压0-250V可调T接触器上海八电CJX2-091012.53上海额定电流9A额定电压AC220/380V三常开触点KM1、KM2、KM3接触器ChdeleCJX2-091025.52浙江温州额定电流9A额定电压AC220/380VKM4、KM5四、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SQ1SQ5，输出回路接继电器KM1KM5。PLC梯形图设计如下： 图3 梯形图程序设计