电机正反转

电机正反转（精选8篇）

电机正反转 篇1

一、引言

在机械加工行业中, 对步进电机的正反转控制是机械加工的一个重要的操作方面。在大型机械加工中, 一般都是通过开关线路实现正反转, 这种控制方式最简单, 但是控制精度有限, 所以在稍小的机械加工中采用精确控制电机正反转, 早期的精确控制方式一般是气控调速, 后来随着科技进步, 一种新型的正反转控制装置即电控正逐渐被广泛地应用。

电控装置是专门应用于对步进电机进行正反转操作的各种机械加工, 特别是需要频繁操作的工序, 尤其运用于小型精密机械加工中。电控装置是机床配套的产品, 从最初至今, 电机控制一直采用手动开关, 对比于手控, 电控具有调速精度高、控制可靠等优点。电控装置是集机械、电气和软件为一体的系统, 在该系统中采用电位传感器, PLC控制, 步进电机执行控制。由于电机能否正常正反转是精密机械加工的必要条件, 为了提高系统的可靠性, 考虑到加工现场环境条件, 利用步进电机接收数字脉冲的特性, 实行开环控制, 具有简洁、可靠的优点。

二、系统原理

(一) 开环控制方式。整个系统由控制程序、PLC及驱动器件、步进电机、机械执行机构组成。主机正、反转控制指令由软件GX编写控制程序, 调试成功后, 电位器的输出电压经处理后送入PLC中, 发出控制指令给步进电机驱动器, 驱动器驱动步进电机旋转, 并由机械执行机构获取步进电机的角位移, 通过程序设定正反转时间, 实现电机的正反转控制。

(二) 步进电机及其驱动。步进电机是数字控制系统中的执行电动机, 由于它可以直接接收计算机来的数字脉冲信号, 改变电脉冲的频率大小和通电相序, 就可控制步进电机的转向。步进电机角位移与控制脉冲精确同步, 在无需反馈控制而要求有准确位置的应用场合, 是一种重要的机电执行装置。正因为步进电机的以上特点, 在该系统中为了使控制更加简单、可靠, 采用2相4拍混合式步进电机进行开环控制, 在实际使用中可进行细分驱动, 使其运转更加平稳。步进电机驱动器只需接收来自步进驱动器的脉冲、转向、使其能控制信号, 通过电位器的旋转控制发送的脉冲个数, 可实现步进电机正反转换向定位。

(三) 机械执行机构。该执行机构中, 通过丝杆螺母机构将步进电机的角位移转换为螺母的直线位移, 由滑动螺母带动推拉软轴直线运动, 软轴的另一端连接在主机油门上, 由此实现主机正反转控制。

(四) 机械加工过程中经常要求步进电机可以进行正反转。由电动机的原理可知, 只需改变其定子绕组的电源相序, 就可以实现电动机的转动方向改变。所以, 借助两个交流接触器就能实现上述要求。在实际应用中, 采用有互相联锁 (互锁) 的两个反方向的单向运行电路。

该控制线路可以提高劳动生产效率, 减少辅助时间, 实现电动机的换向。控制线路如图2 (b) 所示, 启动按钮SB2、SB3采用复合按钮, 可以实现当电动机换向时, 用复合按钮的常闭触点来开断转向反向的接触器线圈的通电。当按下SB2时, 首先是SB2按钮的常闭触点断开, 使KM2线圈断电, 然后是SB2的常开触点闭合, 使KM1线圈通电, 接触器KM1的常开触点闭合, 形成自锁电路, 电动机反向转动, 反之按下SB3正转。该控制电路也称为正-反-停电路控制。图中, KM1、KM2的常闭辅助触头构成电气互锁, SB2、SB3的常闭触点又构成了机械互锁, 因此该控制电路具有双重互锁, 其工作可靠性高。

三、硬件组成

(一) 控制原理设计。由于电机控制在机械加工中十分重要, 执行机构要求及时反映控制电位器的位置, 且准确定位。在本系统中采用开环控制, 步进电机的位置完全由程序发出的控制指令来确定, 更要求控制程序运行可靠, 转动时间计算准确。考虑到开环控制, 为此增加基准定位开关, 当电位器回到零位时, 执行机构必须回到此开关处, 重新定位, 这样也可以消除多次操作的累积误差。

(二) PLC选用和硬件配置。三菱FX2N48MR型PLC以灵活多变的系统配置、工作稳定等优点获得了非常广泛的应用。本系统选用三菱系列的CPU作为主控单元, 24个输入/输出, 具有高速脉冲输出功能, EM235模拟量输入模块是高速12位模拟量输入模块。这些模块可在149μs之内将模拟信号输入转换为其相应的数字值, 可以实现信号转换, 可以驱动步进电机实现精确控制。EM235模拟量模块必须外接电源, 本文中由PLC向EM235模拟量模块提供+24V工作电源。步进电机型56RYG250B, 数字步进驱动选用SD20403。

通过对模拟量模块连接端子的选择, 控制电机的模拟量是通过电位计 (R2) 送出0~10V模拟信号到控制系统中, CPU通过模拟量扩展模块EM235读取该值, 并分析与处理该值。和该模拟量有关的几个基本数据:对于EM235和CPU222的规定, 每1m A增量, 数据为1600。驱动机构的丝杠产生1mm距离, 对应电流变化量为0.8m A。

四、控制系统设计

在FX2N系列中, CPU的输出端YOO能够输出方波信号。YOO的输出脉冲触发步进电机驱动器, 由电位计AIW0.0控制输出脉冲数, 功率驱动器将控制脉冲按照某种模式转换成步进电机线圈的电流, 产生旋转磁场, 使得转子只能按固定的步数来改变它的位置。当输入端X00发出“START”信号后, 控制器将输出固定数目的方波脉冲, 使步进电机按对应的步数转动, 初始化复位, 用接在输入端X01的开关来选择转动方向, 将输出Y01置成高电位那么电机逆时针转动。如果X01=0, 将输出Y01置成低电位, 那么电机顺时针转动。为保护电机避免漏步, 电机转动方向的改变只能在电机处于停止状态 (M0.1=0) 时进行。当输入端X01发出信号后, 输出端Y01的方向开关位置决定电机正转或反转。

五、结语

本文介绍了采用步进电机进行开环控制的主机电控正反转系统, 目前已成功应用于某机械加工工序中, 在实际使用过程中运行良好, 该系统运行可靠, 精确控制, 有着广阔的应用前景。

参考文献

[1]宋广雷, 张良.基于PLC的步进电机主机调速控制[J].制造业自动化, 2012

[2]吕爱华.电气控制与PLC应用技术 (三菱系列) [M].北京:电子工业出版社, 2011

电机正反转 篇2

双重联锁正反转控制电路

一、实验目的：

1、通过对三相电机正反转控制电路的安装接线，掌握由电路原理图接成实际操作电路的方法。

2、掌握三相电机正反转的原理和方法。

3、掌握双重联锁和单一联锁的不同接法，并熟悉在操作过程中有哪些不同之处。

二、实验器材：

1、三相电机

1台

2、实验底板(2)

1块

三、实验内容：

按图所示内容接线，经指导老师检查无误后，方可通电实验。

（1）合上电源开关SA。

（2）按下按钮SB1，观察并记录。（3）将按钮SB2按下一半，观察并记录。（4）将按钮SB2按到底，观察并记录。（5）将按钮SB1按下一半，观察并记录。（6）将按钮SB1按到底，观察并记录。

改接电路，断开SA，用导线将两个接触器的联锁触头短接。合上SA，继续下列步骤：

（7）按下按钮SB1，观察并记录。（8）按下按钮SB2，观察并记录。

电机正反转 篇3

1. PLC概述

(1) PLC的定义及特点。

PLC (Programmable LogicController) , 又称可编程序控制器, 它是一种采用微电脑技术制造, 并以顺序控制为主, 回路调节为辅, 能完成逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能的自动控制设备, 在现代工业生产和控制技术中应用尤为广泛。自1969年第一台PLC面世以来, 已成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制器, 与机器人、CAD/CAM素有工业生产自动化三大支柱之称。

PLC由中央处理单元 (CPU) 、存储器、输入输出单元 (I/O单元) 、电源单元、编程器等5个部分组成。具有可靠性高, 抗干扰能力强;编程直观、简单;环境要求低, 适应性好;功能完善, 接口功能强等多方面特点。可编程控制器的内部结构如图1所示。

(2) PLC控制优势。

(1) 控制形式。

传统继电器控制是采用硬件接线实现的控制技术。它是利用继电器机械触点的串、并联及时间继电器的延时动作与释放等不同组合实现控制逻辑, 存在产生故障维修不便等问题[1]。PLC控制则采用存储逻辑, 其控制逻辑是以程序方式存储在内存中 (又称软接线) , 要改变控制逻辑或排除控制故障, 只需修改程序即可。

(2) 控制速度。

传统继电器控制是依靠触点的机械动作实现控制, 工作频率低, 速度在毫秒数量级, 机械触点动作存在因抖动出现的误操作, 有时甚至产生电弧现象损坏电器等危险。PLC控制是由程序指令实现控制, 速度在微秒数量级, 无抖动现象。

(3) 延时控制。

传统继电器延时控制是依靠时间继电器的滞后动作来实现的, 而时间继电器存在定时精度不高, 受环境影响大, 调整时间困难等缺点, 使得传统继电器延时动作不可靠。PLC控制是用半导体集成电路作定时器, 时钟脉冲由晶体振荡器产生, 动作精确可靠。

(3) PLC控制原理。

PLC虽是一种采用微电脑技术具有微电脑诸多特点的自动控制设备, 它们的工作方式却有很多不同。

微机分为硬件与软件两部分组成, 采用存储程序控制工作模式。例如常见的键盘扫描方式, 有键按下则调用相应子程序, 无键按下则继续扫描。

PLC采用循环扫描, 在PLC中, 用户将程序按需求将程序按序存放[2]。CPU从第一指令开始执行, 遇到结束符后又返回第一条, 如此周而复始循环执行。这种工作方式是在系统软件控制下, 顺次扫描各输入点的状态, 按用户设计输入的程序进行运算处理, 然后向输出点发出相应的控制信号。整个扫描过程分为内部处理、通信操作、输入处理、程序执行和输出处理五个阶段。扫描过程如图2所示。

2.电路设计

在生产过程中, 往往要求电动机能够实现正反两个方向的转动, 如起重机吊钩的上升与下降, 机床工作台的前进与后退等等。由电动机原理可知, 只要把电动机的三相电源进线中的任意两相对调, 就可改变电动机的转向。因此正反转控制电路实质上是两个方向相反的单向运行电路, 为了避免误动作引起电源相间短路, 必须在这两个相反方向的单向运行电路中加设必要的互锁。按照电动机可逆运行操作顺序的不同, 就有了“正—停—反”和“正—反—停”两种控制电路。

(1) 设计原理图。

三相异步电动机正反转电路主电路原理图如图3所示。其中KM1、KM2为交流接触器主触头, 假设KM1吸合、KM2断开实现电机正转;断开KM1、吸合KM2即实现电机反转。FU1起短路保护作用。

(2) I/O地址分配表及外部接线图。

I/O地址分配表见报表1。

因PLC程序中软件互锁不可靠, 在硬件中必须添加互锁。除此以外, 在硬件电路中, 还需要热保护。PLC外部接线图如图4所示。

(3) 程序设计。

根据功能需求, 画出PLC梯形图。梯形图如图5所示。

解析上述梯形图, 得出以下程序代码。

(4) 原理分析。

图5中, 左母线的第一梯级和第二梯级中的X000、X001均为PLC外部SB1、SB2按钮所控制的常开触点, 只要外部按钮动作使相应的X000或X001闭合, 通过相应线路, 使输出继电器Y004或Y005线圈中的一个吸合, 由于输出继电器线圈闭合, 使并接于第一和第二梯级中的常开触点Y004或Y005中的一个闭合实现自锁, 同时接于输出继电器外部通过热保护继电器带动的电动机正转 (或反转) 运行[3]。

电动机停止由外部的SB3按钮控制, 使串于第一和第二梯级中的常闭接点X002软触点释放, 输出继电器断电释放, 使电动机停止运行。过热保护则由外部的FR驱动, 硬件断开使电动机停转。而串接于第一和第二梯级中的常闭接点Y005和Y004的作用, 是保证在电机正转时反转回路被切断, 同理电机反转时正转回路被切断使它们只能处于一种状态下运行, 其实质是软触点实现接触器互锁。但由于PLC运行速度极快, 在正反转控制状态下, 仅使用软触点互锁工作不可靠, 需要外加硬件互锁, 避免短路。

本设计中, 值得说明的是, PLC控制三相异步电机正反转电路时, 除硬件必须要进行互锁外, 还需要注意PLC输出端口使用 (晶体输出端口不可接交流接触器使用) , PLC在梯形图程序设计规则等都是在电路设计中需要考虑和注意的问题。

3.结束语

应用证明, 此电路能够较好地实现电动机的正反转控制, 但是仍有不够完善的地方, 还需通过手动方式实现正反转控制, 自动化程度不高, 给实际操作带来不便[4]。下一步研究中, 将适时在梯形图中增加定时器, 并根据需要设置切换时间的长短, 改善上述不足。

摘要：PLC控制的三相异步电机正反转电路因控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点在电气控制线路中使用非常广泛。文章就三菱FX系列PLC, 从I/O分配表、梯形图设计等几方面阐述如何使用PLC技术进行三相异步电机正反转控制电路设计。

关键词：PLC,异步电机,正反转,控制电路

参考文献

[1]张华龙, 刁金霞.图解PLC与电气控制入门[M].北京:人民邮电出版社, 2009.

[2]阮友德.电气控制与PLC实训教程[M].北京:人民邮电出版社, 2006.

[3]孙振强.可编程控制器原理及应用教程[M].北京:清华大学出版社, 2002.

电动机正反转实习指导教学 篇4

一电动机正反转实习指导的整体设计

电工技术的主要研究内容在于电能及其余能量之间的相互转化, 是工程技术领域的重点研究内容之一, 而关于电动机正反转控制也显得极为重要。对于工农业生产而言, 在生产机械方面需要能够实现正反两个方向的正常运转, 如铣床的不同方向运动或是起重机的上下运动等, 正反转控制的灵活性显得极其重要。从电动机的工作原理分析, 对电动机三相电源相序的改变能够改变电动机现有的转向, 而三相电源相序的转变仅仅需要任意调换其中的两根相线。将实验室操作融入课堂教学当中, 切实做到理论教学与实践教学相互结合, 这对指导学生掌握电动机正反转控制原理以及调试安装都有积极的指导与促进作用。在项目式教学模式之下, 关于电动机正反转实习指导教学的展开应当积极与就业导向相联系, 从实践技能培养及创新思维构建方面达到实习指导教学的最优化。

关于低压电器和控制电路的处理, 可以先从一般低压电器的原理入手, 再逐步过渡到控制电路的讲解, 综合介绍电路和电器, 在介绍控制电路图的同时对其中的结构与功能进行讲解, 就电路图中电器功能的实现进行进一步的介绍。实习指导过程应当切实做到学以致用, 这不仅方便了学生理解和记忆, 同时也是职业教育特点的集中体现。

二电动机正反转实习指导教学的具体过程

电动机正反转中的连锁控制是指同一时间内只允许一个接触器工作这样一种控制方式, 这也被称为互锁控制。连锁控制需要将控制支路元件常闭触点与控制电路支路相串联, 而其中的两个接触器正是利用触点来完成对控制电路的互锁工作。在加入互锁环节之后, 控制电路能够有效地避免接触器的同时通电问题, 进而有效防范相间短路问题的产生。正反转相互切换之前首先按住停止按钮, 在机械设备选择方面往往偏向于重载拖动机床这样的设备, 这对于控制设备机械冲击力以及反接电流冲击极为有利, 能够有效地延长设备的使用周期。这一控制电路能够有效地防止操作失误而引起的正反转故障, 但这一方式并不适用于所有的电动机, 一些功率相对较小的电动机采用复式按钮互锁的方式将更加有利于正反转操作。

这一电路通常被广泛应用于中小型电动机正反转控制的过程当中, 促进了生产效率的显著提升。主电路的走线方式和控制电路基本一致, 通过对接触器的合理布线来达到换相的目的。控制电路接线过程应当先完成接触器自锁线路的连接, 其次再完成按钮连线, 再检查无误之后完成辅助触点的连锁线工作。要尽可能做到边实验边检查, 对测试结果反复进行核对, 以免发生错接或是漏接的问题。在与原理图进行相互对照的过程中, 教师可以根据接线图来实施逐线检查工作, 重点对其中接触器的换相线问题进行检查, 除此之外还需要对辅助电路的按钮互锁、自锁以及互锁线路等进行排查。在各端子接线进行检查时需要对主电路进行检查, 断开按钮之后检查控制电路的运行状况。在完成上述内容检查之后, 教师需要对三相电源进行检查, 完成灭弧罩的安装工作, 并对实验台上的物件进行清理。试车过程需要对电动机的转向及运行过程中的声音变化及时记录, 若是发生异常应当立即对其进行故障排查。在电动机正反转实习指导的教学过程中, 教师应当尽可能引导学生自我操作与实践, 在动手过程中培养学生的主观能动意识和创新能力, 通过实践教学对理论教学进行补充, 这势必能够体现出实习指导教学的生动性与直观性特征, 从根本上促进学生综合职业能力的提升。

综上所述, 作为职业院校实践教学的重要构成部分, 维修电工实习教学实现了理论教学与实践教学的有效融合, 学生在动手操作的过程中能够真正理解相关的理论知识, 在对问题进行分析的同时也提高了自身的创新实践能力, 这对今后的工作而言显然是极其重要的基础。电工技术研究主要涉及电能和其余能量之间的相互转化问题, 作为工程技术领域研究的核心内容, 关于电动机正反转控制的实习指导教学显然至关重要。

摘要：实习指导教学的过程应当将实践操作技能与专业理论基础相联系, 突出实习考核的重要性, 这对学生实践创新能力及综合动手能力的培养至关重要。在电动机正反转实习指导教学的过程中, 教学思路整合可从整体设计、线路原理以及安装调试环节着手, 将电动机正反转控制的原理展现给学生, 促进理论教学与实验教学的充分融合, 这在控制实验操作难度的同时对于学生主观能动意识的培养也有积极影响。

关键词：维修电工,电动机,正反转,实习指导

参考文献

[1]田淑珍主编.电机与电气控制技术[M].北京:机械工业出版社, 2010

[2]邢晓莉.三相异步电动机正反转控制线路教学实例研究[J].职业, 2011 (9) :137

用单按钮改造正反转控制系统 篇5

在图1所示正反转电路中, 现在希望只要一个按钮可以实现其正反和停止。要是采用原来继电控制来实现这种控制方式, 则线路的逻辑关系比较复杂, 利用元件也比较多, 且也不容易实现, 现在利用PLC实现这种控制就比较方便。首先我们先分析一下图1的工作原理。

1工作原理

1.1合上电源开关QF, 为主电路和控制线路提供电源, 同时HL1和HL4指示灯亮, HL1指示灯亮代表的含义为电源开关闭合, 380V供电已经进入到线路当中, HL4指示灯亮代表的含义为电动机既没有正转也没有反转, 为电动机末转状态标志。

1.2按下正转按钮SB2, SB2常闭触点先分断切断反转KM2线圈支路, 以防止错误的按下SB3, 让正反转同时接通, 从而引起主电路短路;SB2常开触点后闭合接通KM1线圈, KM1常闭辅助触点 (1, 10) 先分断, 让电动机末转标志HL4熄灭;KM1常闭辅助触点 (8, 9) 先分断, 切断反转KM2线圈支路;KM1常开辅助触点 (3, 4) 后闭合自锁, KM1主触点闭合, 让电动机M持续正转。

1.3按下反转按钮SB3, SB3常闭触点先分断切断反转KM1线圈支路, 所有标注为KM1的元件恢复, KM1主触头和自锁触头先恢复断开, 让电动机M停止正转, KM1联锁触头 (8, 9) 后恢复闭合, 为反转作准备, KM1常闭辅助触头 (1, 10) 后恢复闭合, 让HL4指示为亮;SB3常开触点后闭合接通KM2线圈, KM2常闭辅助触点 (10, 11) 先分断, 让电动机末转标志HL4熄灭;KM2常闭辅助触点 (5, 6) 先分断, 切断反转KM1线圈支路, KM2常开辅助触点 (3, 7) 后闭合自锁, KM1主触点闭合, 让电动机M持续正转。

1.4按下停止按钮SB1, SB1常闭触点分断切断KM1或者KM2线圈支路, 让KM1主触点和KM1自锁触点 (3, 4) 先恢复断开 (或KM2主触点和KM2自锁触点 (3, 7) 先恢复断开) , 让正转或反转先停下来;然后KM1常闭辅助触点 (1, 10) 或KM2常闭辅助触点 (10, 11) 后恢复闭合, 让电动

2.1PLC的I/O分配表如下表所示:

2.2系统电气原理图如下图所示:

2.3梯形图如下图所示:机末转指示灯HL4亮;

2改造

按照PLC设备改造的原则, 我们首先要列出PLC的I/O分配表、电气原理图、PLC程序及上机调试。

梯形图分析:

要想实现本题中的单按钮控制方式, 必须要用到一个PLC内部软元件计数器C, 通过利用其的特点实现控制。FX2N系列PLC内部共有246个计数器C, 分成16位增计数器, 其编号从C0到C199, 32位增减计数器, 其编号从C200到C234;32位高速计数器, 其编号从C235到C245。计数器的特点其触发信号一定要是脉冲, 即使其触发信号为一个常ON信号, 其计数也只计一次, 计数完成后只有通过RST指令让其触点和内部数据进行复位。

控制正转、反转和停止的按钮与PLC的输入继电器X0连接, 当第一次按按钮SB1其内部程序中计数器C1、C2和C3中的数据各驱动一次, 由于计数器C1的目标值设定为1, 目标值达到以后, 即使其驱动条件动作, C1也不计数, C1计数器的触点提供一个正转信号;当按钮SB1第二次被按下时同样计数器C2的目标值设定为2, 目标值达到以后, 即使其驱动条件动作, C2也不计数, C2计数器的常闭触点提供一个正转停止信号, C2计数器的常开触点提供一个反转信号;当按钮SB1第三次被按下时, 计数器C3的目标值设定为3, 目标值达到以后, , C3计数器的常开触点全体复位指令, 让C1、C2和C3计数器成批复位, 让C1、C2和C3计数器内部数据和状态全部清零, C3计数器的常开触点提供一个停止反转信号和循环信号。当按钮第四次被按下, 则正转;当按钮第五次被按下, 则停止正转, 起动反转;当按钮第六次被按下, 则电动机停止转动。在本程序中用M8000来驱动Y2, M8000的功能是只要PLC从STOP状态变成RUN状一直保持为接通态, Y2连接是电源指示灯HL1, 这样起到电源指示的作用;正转接触器连接是内部程序中Y0, 只要控制Y0也就是控制正转, 用Y0的常开触点驱动Y3, Y3连接是指示灯HL2充当正转指示;反转接触器连接是内部程序中Y1, 只要控制Y1也就是控制反转, 用Y1的常开触点驱动Y4, Y4连接是指示灯HL3充当反转指示;用Y0和Y1的常闭触点串联驱动Y5, Y5连接是指示杰HL4充当电动机末转指示。

当电动机在长期运行过程中, 出现了过载则断开输入继电器X1信号, 让输入继电器X1恢复闭合状态, 让指令ZRST C1 C3动作, 让C1、C2和C3计数器内部数据和状态全部清零, 从而让电动机停止下来。至此原来电路中所有功能均实现。

3结语

通过利用PLC内部计数器C, 实现单按钮实现正反转控制, 精减了线路, 原来电路中所有的功能均能实现。这个程序也给我提供了一个方法, 利用计数器减少输入点的使用的个数, 我利用仿真软件及实际硬件连接方式验证程序都可以顺利完成。

参考文献

[1]杨后川编著.《三菱PLC应用100例》[M].北京:电子工业出版社, 2013.

[2]初航, 史进波编著.《三菱FX系列PLC编程及应用》[M].北京:电子工业出版社, 2014.

[3]李金城编著.《三菱FX系列PLC定位控制应用技术》[M].北京:电子工业出版社, 2014.

电机正反转 篇6

一、变频器的工作原理

三相交流异步电动机的转速n的计算公式如下。

式 (1) 中, f为供电频率、p为电动机的级对数、s为表转差率。当电机的级对数p保持在到一定的数值时, 增大供电频率, 就能够增加电动机的转速。反之, 减少电动机的转速。变频器在工作中主要有以下两种工作的方式

1. 交–交变频器。在频率固定的运行状态下可以将交流电转换成频率和电压可调的交流电。这种转换省去了中间的过程, 所以转换效率高, 操作简单。但是在这种工作方式下频率的调整范围比较局限, 只能够在额定频率的一半以下, 所以比较适用于容量大的低速拖动系统。

2. 交–直–交变频器。在频率固定的运行状态下, 先将交流电转换成直流电, 然后在系统内部将直流电转换成频率可调的三相交流电。这种工作方式对频率的范围以及电动机的特性具有一定的适应性, 是一种使用很广泛的变频方式。变频器主要分为电流型变频器和电压型变频器。电流型变压器的储能元件主要是电感线圈, 其结构如图1所示。

二、变频器的分类

1. V/f控制变频器。该种变频器的主要工作方式就是对电压和频率同时进行控制, 通过对电压和频率的调控, 可以得到工作中所需要的转矩。V/f控制变频器的操作比较简单, 而且成本低, 所以使用的比较广泛。其结构如图2所示。

2. 转差频率控制变频器。转差频率控制变频器是在V/f控制的基础上进行改进的一种变频设备, 由于这种变频器的运行需要, 需要电动机的速度传感器来检测出电动机的转速, 然后在闭环的工作环境下通过速度调节器的调节, 输出相应的转差频率。由调节控制器输出的频率大小由电动机实际的转速与转差频率之和决定的。着种变频器的主要作用就是对转矩和电流进行调控, 所以对电动机加减速与限制过流等具有重要作用。

3. 矢量控制器变频器。这种变频器性能高、效率高, 属于异步电动机的控制方式。先将异步电动机的定子电流分项, 主要包括转矩电流和磁场电流两部分, 然后通过调节器对两部分电流进行控制, 同时还要保证异步电动机定子电流时刻保持在规定的相位和幅值, 该值所在的范围就是电流的矢量, 所以也成为矢量控制方式。

三、变频器调度电动机正反转控制电路设计

变频器调度电动机正反转控制电路的组成包括两部分, 分别为电动机工作主电路和电动机正反转的控制电路。在两部分电路的共同作用下实现了电动机的正反转设计。在电动机工作主电路中主要的设备元件包括KM主触头、AD/DC/AC变频器以及三相交流电动机等, 在电动机正反转的控制电路中主要的设备元件有控制按钮SB1和SB2、停止按钮SB3、正反转控制按钮SF/SR、接触器KM以及继电器KA等, 其电路结构如图3所示。

当KA1接通后, 电动机正转;当KA2接通后, 电动机反转。SB2开关接通后, 在KM线圈自锁状态下, KM主接触头接通, 其他元件保持工作运行的状态。按下SF开关, 继电器KA1发生动作, 接点 (206和207) 断开, KA2无动作, 当KA1的接点 (FWD–COM) 闭合, 变频器AD/DC/AC对工作电路进行转换, 电动机正转。按下开关SR, 继电器KA2发生动作, 接点 (205和208) 断开, 当KA2的接点 (REV–COM) 闭合, 变频器主控电路开始运行, 电动机就产生反转动作。

电机正反转 篇7

在很多的实际生产机械中往往要求运动部件能够向正、反两个方向运动, 如机床工作台的前进与后退;起重机吊钩、电梯的上升与下降等。那么如何来实现正反两个方向的运动呢?根据我们学过的三相异步电动机工作原理可知, 只要我们改变通入电动机定子绕组的三相电源的相序, 电动机即可实现反转。下面是三相异步电动机能够实现正反转的常见三种控制线路。

1 电气联锁正反转控制线路的设计

电气联锁正反转控制线路电气原理图, 如图1所示。

1.1 电气联锁

当一个接触器得电动作时, 通过其常闭触头使另一个接触器不能得电动作, 接触器之间这种相互制约的作用叫电气联锁 (或互锁) 。实现联锁作用的常闭辅助触头称为联锁触头。

1.2 工作原理分析

合上电源开关QS:

1.2.1 正转控制

按正转起动按钮SB2, 接触器KM1线圈得电, KM1主触头闭合, 主电路按U1、V1、W1相序接通, 电动机正转, 同时KM1的自锁触头闭合, KM1的常闭触头断开对KM2实现联锁控制。

1.2.2 反转控制

先按下停止按钮SB1, 接触器KM1线圈失电, KM1的联锁触头闭合。然后按下反转按钮SB3, 接触器KM2线圈得电, 从而KM2主触头闭合, 主电路按W1、V1、U1相序接通, 电动机电源相序改变了, 故电动机作反向旋转, 同时KM2的自锁触头闭合, KM2的常闭触头断开对KM1实现联锁控制。

1.3 优缺点

电气联锁正反转控制线路优点是工作安全可靠, 缺点是操作起来不方便, 由控制线路图1可知:当三相异步电动机在正转时如果此时按下反转按钮SB2, 由于控制正转的接触器KM1的常闭辅助触头串联在反转控制线路中, 此时它的状态因为KM1线圈的得电而分断开, 所以就算按下反转按钮SB2, 三相异步电动机也不会反转。如要使电动机改变转向时, 必须先按下停止按钮, 使正转控制电路断开, 电动机停转, 然后才能使电动机反转[1]。

2 机械联锁正反转控制线路的设计

机械联锁正反转控制线路电气原理图如图2所示。

2.1 机械联锁

利用复合按钮的常闭触头串联在对方的电路中而构成的联锁来保证正转控制接触器与反转控制接触器不会同时通电, 由此实现电动机正反转的控制。

2.2 工作原理分析

合上电源开关QS:

2.2.1 正转控制

按下复合按钮SB1, KM1线圈得电, 同时串联在反转控制线路中的SB1常闭断开, 实现了对KM2的联锁控制。由于KM1得电, 其三对主触头闭合, KM1自锁触头也闭合实现自锁, 即使松开SB1, 三相异步电动机仍然继续正转运行。

2.2.2 反转控制

按下复合按钮SB2, 此时SB2常闭断开, 使得KM1线圈失电, KM1线圈一失电, 它的自锁触头断开, 主触头也断开, 三相异步电动机正转停车, 避免了两个线圈同时得电而造成电源两相短路的现象发生。同时SB2常开闭合, KM2线圈得电, 其三对主触头闭合, KM2自锁触头也闭合实现自锁, 此时即使松开SB2, 三相异步电动机仍然继续反转运行[2]。

停止时, 按下停止按钮SB3, 此时, 无论是正转还是反转, KM1、KM2都断电, 电动机停止旋转。

2.3 优缺点

机械联锁正反转控制线路虽操作方便, 直接按下反转按钮SB2即可实现电机反转, 而不必先按下停止按钮。但容易产生电源两相短路故障, 笔者每次在安排学生做此实验时总会出现电源两相短路的故障, 究其原因可能是正转接触器KM1发生主触头熔焊或被杂物卡住, 接触器线圈虽失电, 但主触头也不能分断, 这时如果直接按下反转按钮SB2, KM2得电动作, KM2主触头就会闭合, 造成电源两相短路, 所以此线路存在安全隐患。

3 电气、机械双重联锁正反转控制线路的设计

双重联锁正反转控制线路电气原理图如图3所示。

3.1 双重联锁

在三相异步电动机正反转控制线路中既有接触器联锁同时又有按钮联锁控制称之为双重联锁。

3.2 工作原理分析

先合上电源开关QS:

3.2.1 正转控制

按下启动按钮SB2, 接触器KM1线圈得电, 它的三对主触头闭合, 电动机与电源接通而运转, 同时KM1控制回路中的常开辅助触头也闭合实现自锁, 即使松开按钮SB2电动机仍然继续正转。同时因启动按钮SB2按下时接触器KM2线圈没有得电, KM2的三对主触头不闭合, 有效防止了误操作。

3.2.2 反转控制

按下启动按钮SB3, 接触器KM2线圈得电, 它的三对主触头闭合, 电动机与电源接通而运转, 同时KM2控制回路中的常开辅助触头也闭合实现自锁, 即使松开按钮SB3电动机仍然继续正转。同时因启动按钮SB3按下时接触器KM1线圈失电, KM1的三对主触头不闭合, 也有效防止了误操作[3]。

按下停止按钮SB1, 接触器KM2线圈失电, 动铁芯在弹簧力的作用下释放复位, 三对主触头断开, 电动机与电源断开, 电动机停转。

3.3 优缺点

双重联锁正反转控制线路的优点是操作方便, 正、反转控制之间可以直接转换, 且安全可靠, 不会造成电源两相短路的故障。缺点是电路结构复杂, 学生在接线安装时比较困难, 特别容易出现接线错误, 从而造成电路发生故障[4]。

4 结语

本文探讨了三种三相异步电动机正反转控制线路的设计, 分析了每一种正反转控制线路的工作原理并总结了其各自存在的优缺点。既能在教学上为老师们提供参考, 更重要的是为实际生产过程中根据不同的生产需要选择合适的正反转控制线路提供参考。

摘要：三相异步电动机正反转控制线路是机电专业《电工技术》课程中必修的部分, 在实际生产中很常见, 应用也非常广泛, 如机床工作台的前进与后退, 起重机吊钩、电梯的上升与下降等。文章比较详细地介绍了三相异步电动机正反转控制线路的三种设计方法, 分析了这几种控制线路的工作原理, 并归纳了三种正反转控制线路各自的优缺点。

关键词：三相异步电动机,正反转控制,电气联锁,机械联锁,双重联锁

参考文献

[1]朱金芳.电力拖动控制线路课程的教学方法研究[J].黄河水利职业技术学院学报, 2003 (3) :64-65.

[2]王海燕, 展希才.电工技术[M].北京:机械工业出版社, 2013.

[3]彭克勤.浅谈《电力拖动》课程在职校中的教学方法[J].湖北广播电视大学学报, 2010 (7) :24.

电机正反转 篇8

关键词：PLC,触摸屏,电动机正反转

0引言

三相异步电动机正反转控制的方法有多种, 本文采用了一种新的控制方式, 用PLC和触摸屏组合实现电动机正反转电路的控制。我们知道PLC功能强大, 通用性好, 抗干扰能力强, 可以提高系统的可靠性、稳定性。触摸屏是“人”与 “机”相互交流信息的窗口, 使用者只要用手指轻轻地触碰屏幕上的图形或文字符号, 就能实现对机器的控制和信息显示。 触摸屏与PLC配套使用, 使得控制更加形象、直观、操作更加简单、方便。

1电动机正反转控制线路

触摸屏与PLC组成的电动机正反转控制线路如图1所示。

2PLC的输入/ 输出端口分配

根据电动机正反转的控制要求, 确定其输入输出装置, 并分配响应的输入输出端口。其中电动机的正反转按钮及停车按钮均采用触摸键, 不分配输入端口。正转接触器用Y0输出端口控制, 反转接触器用Y1输出端口控制。输入输出端口的分配情况如表1、表2所示。

3电动机正反转控制程序

电动机正反转控制程序如图2所示。

4触摸屏画面设计与下载

4. 1新建工程

打开GT-Designet3软件, 选择GT1000-Q ( 320 × 240) , PLC的类型为“MELSEC - RX”, 画面颜色为“256色”, 选择完毕后按“确定”, 自动生成画面。

4. 2分别创建初始画面、控制画面

用户触摸屏画面有两个, 分别是用户标题画面 ( 画面1) 和操作画面 ( 画面2) , 如图3所示。

开机自动显示画面1, 在画面1中显示标题“电动机正反转控制”, 并动态显示当前日期和时间, 按画面切换开关“下一页”, 则从画面1切换到画面2。在画面2中, 有“正转”、“反转”和“停止”3个软按钮, 用来操作电动机, 并以文字形式显示电动机的当前状态, 如电动机正转状态、电动机正转状态和电动机停止状态。

按画面切换开关“上一页”, 从画面2返回到画面1。

4. 3画面程序下载

当工程画面编辑完毕后, 通过打开菜单栏中的“通信”— “跟GOT的通信”对话框实现。在标签卡中选择“工程下载→ GOT”。在“基本画面“里选择需要下载的画面名称, 在名称前打勾, 选择完毕后点击“下载”按钮, 就可以进行下载数据传输, 在传输过程中禁止关闭触屏电源和移动GOT通信线, 如图4所示。

5结语

将触摸屏结合PLC进行控制系统的设计, 简化了系统的可操作性, 还可以节省操纵台上的开关数量, 减少PLC的外部接线, 提高系统的可靠性和灵活性, 具有广阔的应用前景。

参考文献

[1]张伟林.三菱PLC、变频器与触摸屏综合应用实训[M].北京:中国电力出版社, 2011.