基于PLC的电动机调速控制系统的设计

1、 xxxxx学院毕业设计 - PAGE 50 -xxxxx学院 毕业设计（论文）题目：基于PLC的电动机调速控制系统的设计学生姓名： xxx 学 号： xxxxxx专 业：xxxxxxxx班 级：xxxxxxx 指导教师： xxxxxxxx 评阅教师： 完成日期 年 月 日基于PLC的电动机调速控制系统的设计论文原创性申明 本人郑重申明：所呈交的论文是本人在导师的指导下研究所取得的研究成果。除了论文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年 月 日 论文版权使用授权书本论文作者完全了解学校有关保

2、障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀论文评选机构将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本论文。本论文属于保密 ，在_年解密后适用本授权书。不保密 。（请在以上相应方框内打“”）作者签名： 年 月 日 导师签名： 年 月 日 xxxxxxx学院毕业设计（论文）课题任务书（20092012学年）课题名称基于PLC的电动机调速控制系统的设计学生姓名xxx专 业发电厂及电力系统班号xxxxxx指导教师xxxx指导人数1人课题：在当前全球经济发展过程中，有两条显

3、著的相互交织的主线：能源和环境。能源的紧张不仅制约了相当多发展中国家的经济增长，也为许多发达国家带来了相当大的问题。在今年的政府工作会议上，温家宝总理也提出了要大力发展低碳化经济。能源集中的地方也往往成为全世界所关注的热点地区。而作为能源消耗大户之一的电机在节能方面是大有潜力可挖的。我国电机的总装机容量已达4亿千瓦，年耗电量达6000亿千瓦时，约占工业耗电量的80%。我国各类在用电机中，80%以上为0.55-220kW以下的中小型异步电动机。我国在用电机拖动系统的总体装备水平仅相当于发达国家50年代水平。因此，在国家十五计划中，电机系统节能方面的投入将高达500亿元左右，所以变频调速系统在我国

4、将有非常巨大的市场需求。目前，国内变频调速系统的研究非常活跃，但是在产业化方面还不是很理想，市场的大部分还是被国外公司所占据。因此，为了加快国内变频调速系统的发展，就需要对国际变频调速技术的发展趋势和国内的市场需求有一个全面的了解，深入研究变频调速系统的发展。设计出系统稳定，调整精度高，调整时间快的PLC变频调速系统，对现今工业设计和工业生产的发展有很大帮助。设计任务与要求：1、电动机与电动机的发展2、PLC控制系统的特点3、可编程控制器的原理4、PLC控制系统设计与应用 参考资料及文献（包括指定给学生阅读的外文资料）：1可编程控制器应用技术（第二版）张万忠主编化学工业出版社2.可编程控制器原

5、理应用及通信基础常斗南主编机械工业出版社3. 电气控制与PLC林庭双主编黄河水利出版社4.可编程控制原理与应用王立权主编哈尔滨工程大学出版社5. 何新军、罗隆福 基于FX_2N_PLC控制的变频调速闭环系统6.电力电子技术（第4版）王兆安 黄俊北京机械工业出版社设计（论文）成果要求：1、开题报告： 页 字2、说 明 书： 页 字（即毕业设计正文部分）3、图 纸： 页 张4、其 它：按要求提供图纸及论文全文电子文档毕业设计的封装次序（封面-设计任务书-开题报告-目录-正文-图纸）进度计划安排起止日期要求完成的内容及质量1、2011.9.202011.9.27完成开题报告2、2011.9.2820

6、11.10.10完成毕业设计（论文）初稿，指导老师审3、2011.10.112011.10.183、完成毕业设计（论文），装订成册，连同电子文档一并上交指导老师4、2011.10.192011.10.304、指导老师完成毕业设计（论文）的批阅，评阅小组完成毕业设计（论文）的评阅。5、2011.11.12011.11.35、毕业答辩。审核（系主任）批准（院长）xxxxxxxx学院毕业设计（开题报告）申请课题： 基于PLC的电动机调速控制系统的设计 学 号： xxxxxxxxxxxxxx 班 级： xxxxxxxxxxxxxxx 专 业： xxxxxxxxxxxxxx 申 请 者： xxxx 联系

7、电话： xxxxxxx Email ： xxxxxxx 指导教师： xxxx 申请日期： 2011年9月20号 研究课题名称基于PLC的电动机调速控制系统的设计起止年月2011-9-20至2011-11-10成果形式毕业设计申请者姓名xxx 性别男 班级xxxx指导教师姓名xxx 性别男 职称 课题组成员学号姓名性别班级在本项目中的分工xxxxxxxx男 xxxxx此课题制作人选题的背景、意义和应用前景： 众所周知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；而且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。正是由于它的一系列优点

8、，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。但是随着经济与科技的不断发展人们对电动机的调速控制系统要求越来越高。而此课题就是为了对优化电动机的调速控制系统进行初步的探讨,同时让我们能够把三年所学的知识串接起来,并用这些知识来解决实际问题,通过设计此课题综合锻炼自我学习及查资料的能力,同时增强了和同学们的合作能力从个人长远方向考虑,此课题设计可为以后工作打下良好的基础。2.本选题在国内、外的研究状况及发展趋势： 长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安

9、全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。另一方面，PLC还必须依靠其他新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击，尤其是工业PC所带来的冲击。PLC需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。PLC技术展的最终趋势仍然是人们所争论的焦点之一。大多数人认为，PLC将会继续失去市场份额；更有甚者认为，在工业PC面前，PLC将会一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工业应用领域仍将为PLC提供一定的市场份额。在全球工业计算机控制领域，围绕开放与再开放过程控制系统、开放式过程控制软件、开放性数据通信协议，已经发生巨大变革，几乎到处都有PLC，但这种趋势也许不会继续发

10、展下去。随着软PLC(SoftPLC)控制组态软件技术的诞生与进一步完善和发展，安装有SoftPLC组态软件和基于工业PC控制系统的市场份额正在逐步得到增长，这些事实使传统PLC供应商在思想上已经发生了戏剧性的变化，他们必须面对现实，在传统PLC的技术发展与提高方面作出更加开放的高姿态。对于控制软件来讲，这是PLC控制器的核心，PLC供应商正在向工业用户提供开放式的编程组态工具软件，而且对于工业用户表现得非常积极。此外，开放式通信网络技术也得到了突破，其结果是将PLC融入更加开放的工业控制行业。3.主要研究内容：1、电动机与电动机的发展2、PLC控制系统的特点3、所选用的PLC系列简介4、PL

11、C控制系统设计与应用5. 可编程控制器（PLC）的工作原理4. 拟采取的研究（设计）方法和技术路线（包括研究（设计）工作的总体安排、步骤和各时间段的工作任务等）进度划安排计起止日期要求完成的内容1、2011.9.202011.9.271、完成开题报告2、2011.9.282011.10.102、完成毕业设计（论文）初稿，指导老师审3、2011.10.112011.10.183、完成毕业设计（论文），装订成册，连同电子文档一并上交指导老师4、2011.10.192011.10.304、指导老师完成毕业设计（论文）的批阅，评阅小组完成毕业设计（论文）的评阅。5、2011.11.12011.11.3

12、5、毕业答辩。5. 研究（设计）方案的可行性分析主要的参考文献、软件等： 本研究方案是通过设定交流调速系统的转速传输到PLC，PLC再根据设定的转速通过模拟量输出模块，输出模拟信号控制变频器的输出频率，一道道控制交流电机调速控制的目的。具有一定的可行性，而主要的参考文献在下述列举少许。1可编程控制器应用技术（第二版）张万忠主编化学工业出版社2.可编程控制器原理应用及通信基础常斗南主编机械工业出版社3. 电气控制与PLC林庭双主编黄河水利出版社4.可编程控制原理与应用王立权主编哈尔滨工程大学出版社5. 何新军、罗隆福 基于FX_2N_PLC控制的变频调速闭环系统6.电力电子技术（第4版）王兆安

13、黄俊北京机械工业出版社6.最终成果描述：开题报告一份任务书一份、毕业设计论文文档一份（6000字以上）、电子文档一份指导教师意见（对本研究（设计）项目的意义、方案、取得预期成果的可能性等签署具体意见）： 指导教师（签字）： 年 月 日院、系（部）教学指导委员会意见（或成绩）： 负责人（盖章）： 年 月 日xxxxxx学院 毕业设计（论文）正 文学生姓名： xxxxx 学 号： xxxxxxxxxx专 业：xxxxxxxxxxxxxxx班 级： xxxxxxxxxx 指导教师： xxxxxxxxx 完成日期 年月日目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK file:/C:Docu

14、ments%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417026#_Toc295417026 0 前言 PAGEREF _Toc295417026 h 1 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417027#_Toc295417027 1 电动机 PAGEREF _Toc295417027 h 2 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20Setti

15、ngsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417028#_Toc295417028 1.1 电动机调速控制系统的特点及存在的问题 PAGEREF _Toc295417028 h 2 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417029#_Toc295417029 1.1.1 电动机调速控制系统的特点 PAGEREF _Toc295417029 h 2 HYPERLINK file:/C:Documents%2

16、0and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417030#_Toc295417030 1.1.2电动机调速控制系统存在的问题 PAGEREF _Toc295417030 h 2 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417031#_Toc295417031 1.2 电动机PLC控制系统的特点 PAGEREF _Toc295417031 h 3 HYPERLINK file:/C:Doc

17、uments%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417032#_Toc295417032 1.2.1 PLC与继电接触控制系统的比较 PAGEREF _Toc295417032 h 3 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417033#_Toc295417033 1.2.2 PLC控制电动机的优点 PAGEREF _Toc295417033 h 3 HYPERLINK f

18、ile:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417034#_Toc295417034 1.3 电动机变频调速控制系统的特点 PAGEREF _Toc295417034 h 3 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417035#_Toc295417035 2 电动机与电动机的发展 PAGEREF _Toc295417035 h 5 HYPERLINK

19、 file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417036#_Toc295417036 2.1 电动机 PAGEREF _Toc295417036 h 5 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417037#_Toc295417037 2.1.1 电动机的分类 PAGEREF _Toc295417037 h 5 HYPERLINK file:/C:

20、Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417038#_Toc295417038 2.1.2 电动机的基本结构 PAGEREF _Toc295417038 h 5 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417039#_Toc295417039 2.1.3 电动机的过载保护 PAGEREF _Toc295417039 h 5 HYPERLINK file:/C:

21、Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417040#_Toc295417040 2.2 电动机的发展 PAGEREF _Toc295417040 h 5 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417041#_Toc295417041 2.2.1 电动机的发展史 PAGEREF _Toc295417041 h 6 HYPERLINK file:/C:Docum

22、ents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417042#_Toc295417042 2.2.2 电动机的发展前景 PAGEREF _Toc295417042 h 6 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417043#_Toc295417043 3 控制系统硬件设计 PAGEREF _Toc295417043 h 8 HYPERLINK file:/C:Documents

23、%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417044#_Toc295417044 3.1 调速系统的硬件设计 PAGEREF _Toc295417044 h 8 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417045#_Toc295417045 3.1.1 变频器的选择 PAGEREF _Toc295417045 h 8 HYPERLINK file:/C:Documents%20

24、and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417046#_Toc295417046 3.1.2 FRENIC5000G11S型变频器简介 PAGEREF _Toc295417046 h 9 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417047#_Toc295417047 3.1.3 变频器的结构及参数设置 PAGEREF _Toc295417047 h 11 HYPERLINK file

25、:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417048#_Toc295417048 3.2 PLC控制系统设计 PAGEREF _Toc295417048 h 12 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417049#_Toc295417049 3.2.1 可编程控制器（PLC）的工作原理 PAGEREF _Toc295417049 h 12 HYPER

26、LINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417050#_Toc295417050 3.2.2 PLC型号的选择 PAGEREF _Toc295417050 h 14 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417051#_Toc295417051 3.3 旋转编码器 PAGEREF _Toc295417051 h 15 HYPERLIN

27、K file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417052#_Toc295417052 3.4 制动电阻 PAGEREF _Toc295417052 h 15 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417053#_Toc295417053 4 系统软件设计 PAGEREF _Toc295417053 h 16 HYPERLINK file:/C:

28、Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417054#_Toc295417054 4.1 电动机正反转的PLC控制 PAGEREF _Toc295417054 h 16 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417055#_Toc295417055 4.1.1 电动机正反转PLC控制原理图和梯形图 PAGEREF _Toc295417055 h 16 HYPE

29、RLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417056#_Toc295417056 4.1.2 电动机正反转PLC控制的指令表 PAGEREF _Toc295417056 h 18 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417057#_Toc295417057 4.2 电动机的起、制动PLC控制 PAGEREF _Toc2954170

30、57 h 19 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417058#_Toc295417058 4.3 电动机的调速系统PLC控制 PAGEREF _Toc295417058 h 23 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417061#_Toc295417061 致谢 PAGEREF _Toc295417061 h 30

31、 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417062#_Toc295417062 参考文献 PAGEREF _Toc295417062 h 31 HYPERLINK file:/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417063#_Toc295417063 附录A 译文 PAGEREF _Toc295417063 h 32 HYPERLINK file:

32、/C:Documents%20and%20SettingsAdministrator桌面教学文件毕业设计PLC毕业设计.doc l _Toc295417064#_Toc295417064 附录B 外文文献45基于PLC的电动机调速控制系统的设计学生姓名:xxxxxxx学号：xxxxxxx专业：xxxxxxx指导老师: xxxx摘要 随着调速控制技术的不断发展，电动机以其低廉的造价、坚固的结构得到了越来越广泛的应用。在调速控制技术相关知识以及对PLC功能分析的基础上,充分考虑了成本、维护可靠性等诸多因素的情况下,提出了一种由PLC、变频器、电动机等构成的控制系统。 本设计通过对电动机控制的原理及

33、特点重点分析,确定了控制方案。方案可以实时读取和设置变频器的相关参数,将变频器的信息实时传送。文中通过PLC对变频器的控制从而达到对电动机的控制目的,计算机在实时通信的同时对电动机运行状态的监控，最终实现计算机对所连接设备工作状态的实时监控。利用自身所具备的逻辑运算和数据处理功能,实现了监控系统的设计。该系统在没有增加硬件投资的情况下集电动机速度控制和位置控制为一体，应用相应的控制策略，达到对电动机转速的控制。能够对变频器的运行参数、电动机的运行状况进行在线监测,并进行远程控制,能有效地减少系统布线、减少电缆的数量,提高系统的抗干扰能力、系统的自动化水平及运行的可靠性。关键词：PLC；电动机；

34、变频器；参数AbstractWith the development of the velocity modulation and control system, the electromotor is used widdly more and more for its vile cost and hard confiquration. At the base of the velocity modulation and control knowledge and the analytic of the PLC function, considering the cost and safegu

35、ard security complication, in this instance, we put forward a control system made up with PLC, transducer and electromotor.The project ensure the control system through construing the theory and characteristic of the electromotor. The project can read and set transducer interfix parameter at the rea

36、l time, make the transducer information convection. The civil can control the electromotor through control the transducer with the PLC, the computer control the electromotor moving at the time of real time communication, realize the computer control systerm project make use of the Boolean calculatio

37、n and data processing function possess. The project make the electromotor speed control and locality control together without increase hardware invest, applying the relerant control tactic, reach control the transducer more parameter and the electromoter more status online, and control through long-

38、distance, can reducer system wiring available, reducer cable quantity, increase the anti-jamming ability, the robotization and the circulate dependability of the system.Key words: PLC; electromotor; transducer; parameter前 言随着变频调速技术的不断发展，交流传动系统的性能突飞猛进。交流异步电动机以其低廉的造价、坚 固的结构得到了越来越广泛的应用。在交流传动的许多应用场合中，均对

39、电机的调速性能和定位性能提出 了较高的要求。例如在加工设备和机床的主轴伺服系统中，主轴应兼备速度和位置控制的功能；在住宅小 区和高层建筑的恒压供水系统中，要求电机有较高的调速性能；在炼钢转炉的准确定位、堆垛机械的位置 控制系统中，要求电机有精确的定位功能。在上述应用场合中，异步电动机以其大功率、高性价比的独特 优势而占有一席之地，但同时其调速性能和定位性能却不甚完美，尚需不断完善。本文提出了一种基于可可编程控制器（PLC）硬件平台的异步电动机综合控制系统。该系统在没有增加 硬件投资的情况下集异步电动机速度控制和位置控制为一体，应用模糊控制策略，达到了一定的控制精度。同步电动机历来是以转速与电源

40、频率保持严格同步著称的。只要电源频率保持恒定，同步电动机的转速就绝对不变。采用电力电子装置实现电压-频率协调控制，改变了同步电动机历来只能恒速运行不能调速的面貌。起动费事、重载时振荡或失步等问题也已不再是同步电动机广泛应用的障碍，所以在电力系统和工业生产中有很多运用。可编程控制器（PLC）是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发出来的，现已广泛应用于工业控制的各个领域。它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。当今社会，PLC在我国各个工业领域中的应用越来越广泛。在就业竞争日益激烈的今天，掌握

41、PLC设计和应用是从事工业控制研发技术人员必须掌握的一门专业技术。任何生产机械电气控制系统的设计，都包括两个基本方面：一个是满足生产机械和工艺的各种控制要求，另一个是满足电气控制系统本身的制造、使用以及维修的需要。因此，电气控制系统设计包括原理设计和工艺设计两个方面。前者决定一台设备使用效能和自动化程度，即决定着生产机械设备的先进性、合理性，而后者决定着电气控制设备生产可行性、经济性、外观和维修等方面的性能。在现代控制设备中，机-电、液-电、气-电配合得越来越密切，虽然生产机械的种类繁多，其电气控制设备也各不相同，但电气控制系统的设计原则和设计方法基本相同。在最大限度满足生产设备和生产工艺对电

42、气控制系统要求的前提下，力求运行安全、可靠，动作准确，结果简单、经济，电动机及电气元件选用合理，操作、安装、调试和维修方便。现代社会越来越多的要求机械的自动化，随着社会的发展机器的自动也是一项必须的要求，这里就要求有位置得精确和时间的精确。电机的运动速度就是现代社会电机的一大问题，这里就对利用变频器对电机调速进行简单的设计，来满足用户对电机多方面的速度的要求。要完成好电气控制系统的设计系统，除要求我们掌握必要的电气设计基础知识外，还要求我们必须经过反复实践，深入生产现场，将我们所学的理论知识和积累的经验技术应用到设计中来。本次课程设计正是本着这一目的而着手实施的实践性环节，它是一项初步的模拟工

43、程训练。通过这次课程设计，我感到更深地了解一般电气控制系统的设计要求、设计内容和设计方法。 电动机电动机调速控制系统的特点及存在的问题1.1.1电动机调速控制系统的特点（1）交流电机旋转磁场的同步转速w1与定子电源频率f1有确定的关系异步电动机的稳态转速总是低于同步转速的，存在转差ws ；同步电动机的稳态转速等于同步转速，转差ws=0。 （2）异步电动机的磁场仅靠定子供电产生，而同步电动机除定子磁动势外，转子侧还有独立的直流励磁，或者用永久磁钢励磁。 （3）同步电动机和异步电动机的定子绕组相同，转子绕组则不同，同步电动机转子除直流励磁绕组（或永久磁钢）外，还可能有自身短路的阻尼绕组（4）异步电

44、动机的气隙是均匀的，而同步电动机则有隐极与凸极之分，隐极式电机气隙均匀，凸极式则不均匀，两轴的电感系数不等，造成数学模型上的复杂性。但凸极效应能产生平均转矩，单靠凸极效应运行的同步电动机称作磁阻式同步电动机。（5）异步电动机由于励磁的需要，必须从电源吸取滞后的无功电流，空载时功率因数很低。同步电动机则可通过调节转子的直流励磁电流，改变输入功率因数，可以滞后，也可以超前。当 cosj = 1.0 时，电枢铜损最小，还可以节约变压变频装置的容量。 （6）由于同步电动机转子有独立励磁，在极低的电源频率下也能运行，因此，在同样条件下，同步电动机的调速范围比异步电动机更宽。（7）异步电动机要靠加大转差才

45、能提高转矩，而同步电机只须加大功角就能增大转矩，同步电动机比异步电动机对转矩扰动具有更强的承受能力，能作出更快的动态响应1.1.2电动机调速控制系统存在的问题（1）起动困难；（2）重载时有振荡，甚至存在失步危险 电动机PLC控制系统的特点PLC与继电接触控制系统的比较 后者相当于前者的控制机构，电路复杂的话，就需要PLC控制，PLC没法直接接入动力电路，但是可以控制继电器的线圈，因为电压和电流很小，易控制。主要表现在以下几方面：1) PLC有智能，硬件电路简单，更新功能快而且对外围电路改动可以很少就能应用到不同的地方，能完成很多继电控制无法完成的功能。2)继电器是并行动作的，PLC是顺序动作的

46、，有时序的限制或规定。3）PLC也有晶体管输出的 频率比继电器高很多 4)继电器接触控制系统一般指的是硬件,一般由低压控制或时间继电器控制.而PLC控制系统一般包括硬件和软件5）PLC控制系统可能包括继电器接触控制系统1.2.2PLC控制电机的优点(1)编程方便，现场可修改程序(2)维修方便，采用模块化结构(3)可靠性高于继电器控制装置(4)体积小于继电器控制装置(5)数据可直接送入管理计算机(6)成本可与继电器控制装置竞争(7)输入可以是交流115V(8)输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等(9)在扩展时，原系统只要很小变更(10)用户程序存储器容量至少能扩展到4K1.3

47、 电动机变频调速控制系统的特点（1）在电动机轴端装有一台转子位置检测器 BQ，由它发出的信号控制变压变频装置的逆变器UI换流，从而改变同步电动机的供电频率，保证转子转速与供电频率同步。调速时则由外部信号或脉宽调制（PWM）控制UI的输入直流电压。 （2）从电动机本身看，它是一台同步电动机，但是如果把它和逆变器 UI、转子位置检测器 BQ 合起来看，就象是一台直流电动机。直流电动机电枢里面的电流本来就是交变的，只是经过换向器和电刷才在外部电路表现为直流。这时，换向器相当于机械式的逆变器，电刷相当于磁极位置检测器。这里，则采用电力电子逆变器和转子位置检测器替代机械式换向器和电刷第1章电动机与电动机

48、的发展2.1电动机电动机（Motors）是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈（也就是定子绕组）产生旋转磁场并作用于转子鼠笼式式闭合铝框形成磁电动力旋转扭矩。电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。电动机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线（磁场方向）方向有关。电动机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电动机转动2.1.1电动机的分类按工作电源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

49、三相电动机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式同步电动机、磁阻同步电动机和磁滞同布电动机。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。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

50、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。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）和绕线转子电动机（旧标准称为绕线型异步电动机）。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、调速电动机按防护型式分为 开启式（如IP11、IP22）：电动机除必要的支撑结构外，对于转动及带电部分没有专门的保护；

51、封闭式（如IP44、IP54 ）：电动机机壳内部的转动部分及带电部分有必要的机械保护，以防止意外的接触，但并不明显的妨碍通风.2.1.2电动机的基本结构一、三相异步电动机的结构，由定子、转子和其它附件组成。 （一）定子（静止部分） 1、定子铁心 作用：电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。 构造：定子铁心一般由0.350.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。 定子铁心槽型有以下几种： 半闭口型槽：电动机的效率和功率因数较高，但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。 半开口型槽：可嵌放成型绕组，一般用于大型、中型低压电机。所谓

52、成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。 开口型槽：用以嵌放成型绕组，绝缘方法方便，主要用在高压电机中。 2、定子绕组 作用：是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。 构造：由三个在空间互隔120电角度、队称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。 定子绕组的主要绝缘项目有以下三种：（保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘）。 （1）对地绝缘：定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。 （2）相间绝缘：各相定子绕组间的绝缘。 （3）匝间绝缘：每相定子绕组各线匝间的绝缘。 电动机接线盒内的接线： 电动机接线盒内都有一块接线板

53、，三相绕组的六个线头排成上下两排，并规定上排三个接线桩自左至右排列的编号为1（U1）、2（V1）、3（W1），下排三个接线桩自左至右排列的编号为6（W2）、4（U2）、5（V2），.将三相绕组接成星形接法或三角形接法。凡制造和维修时均应按这个序号排列。 3、机座 作用：固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。 构造：机座通常为铸铁件，大型异步电动机机座一般用钢板焊成，微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积，防护式电机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。 （二）转子（旋转部分） 1、三相异步电动机的转子铁心： 作用：

54、作为电机磁路的一部分以及在铁心槽内放置转子绕组。 构造：所用材料与定子一样，由0.5毫米厚的硅钢片冲制、叠压而成，硅钢片外圆冲有均匀分布的孔，用来安置转子绕组。通常用定子铁心冲落后的硅钢片内圆来冲制转子铁心。一般小型异步电动机的转子铁心直接压装在转轴上，大、中型异步电动机（转子直径在300400毫米以上）的转子铁心则借助与转子支架压在转轴上。 2、三相异步电动机的转子绕组 作用：切割定子旋转磁场产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。 构造：分为鼠笼式转子和绕线式转子。 （1）鼠笼式转子：转子绕组由插入转子槽中的多根导条和两个环行的端环组成。若去掉转子铁心，整个绕组的外形像一个鼠笼

55、，故称笼型绕组。小型笼型电动机采用铸铝转子绕组，对于100KW以上的电动机采用铜条和铜端环焊接而成。 （2）绕线式转子：绕线转子绕组与定子绕组相似，也是一个对称的三相绕组，一般接成星形，三个出线头接到转轴的三个集流环上，再通过电刷与外电路联接。 特点：结构较复杂，故绕线式电动机的应用不如鼠笼式电动机广泛。但通过集流环和电刷在转子绕组回路中串入附加电阻等元件，用以改善异步电动机的起、制动性能及调速性能，故在要求一定范围内进行平滑调速的设备，如吊车、电梯、空气压缩机等上面采用。 （三）三相异步电动机的其它附件 1、端盖：支撑作用。 2、轴承：连接转动部分与不动部分。 3、轴承端盖：保护轴承。 4、

56、风扇：冷却电动机。二、直流电动机采用八角形全叠片结构，不仅空间利用率高，而且当采用静止整流器供电时，能承受脉动电流和快速的负载电流变化。直流电动机一般不带串励绕组，适用于需要正、反 HYPERLINK /albums/157572/157572.html l 0$2cb4fefe4e2711715c6008e0 o 查看图片 t _blank 电动机转的自动控制技术中。根据用户需要也可以制成带串励绕组。中心高100280mm的电动机无补偿绕组，但中心高250mm、280mm的电动机根据具体情况和需要可以制成带补偿绕组，中心高315450mm的电动机带有补偿绕组。中心高500710mm的电动机外

57、形安装尺寸及技术要求均符合IEC国际标准，电机的机械尺寸公差符合ISO国际标准。2.1.3电动机的过载保护电机过载保护。有两种，一种是热保护器。热保护器里面有个热变形微动开关，如果电机是15A的电流。调节到15A后。微动开关是稳定运行，当电流过大。超过15A，热保护器里面的微动开关就会因为过热，变形，移动，这样就断开了供电接触器。因而起到保护作用，电机电流过大，正常情况是不会的，出问题多为哪里卡，或者负载偏重，或者电机故障，还有一种是变频器也是调速也是保护，当电机工作时候，变频器按电机标准自己整定一个参数值，包括三相电流，电压，电阻。热保护取值，缺项，短路。断路，等，都会因参数变化稳定或者过大

58、而保护停止运行，变频器有的牌子才有自整定值，有的没有，需要自己设定。2.2电动机的发展2.2.1电动机的发展史电动机使用了通电导体在磁场中受力的作用的原理（这是不同于电流的磁效应的说法，现行人教版八年级物理明确把二者分开），发明这一原理的的是丹麦物理学家奥斯特1777年8月14日生于兰格朗岛鲁德乔宾的一个药剂师家庭。1794年考入哥本哈根大学，1799年获博士学位。18011803年去德、法等国访问，结识了许多物理学家及化学家。1806年起任哥本哈根大学物理学家教授，1815年起任丹麦皇家学会常务秘书。1820年因电流磁效应这一杰出发现获英国皇家学会科普利奖章。 1829年起任哥本哈根工学院院

59、长。1851年3月9日在哥本哈根逝世。他曾对物理学、化学和哲学进行过多方面的研究。由于受康德哲学与谢林的自然哲学的影响，坚信自然力是可以相互转化的，长期探索电与磁之间的联系。1820年4月终于发现了电流对磁针的作用，即电流的磁效应。同年7月21日以关于磁针上电冲突作用的实验为题发表了他的发现。这篇短短的论文使欧洲物理学界产生了极大震动，导致了大批实验成果的出现，由此开辟了物理学的新领域电磁学 1812年他最先提出了光与电磁之间联系的思想。1822年他对液体和气体的压缩性进行了实验研究。1825年提炼出铝，但纯度不高。在声学研究中，他试图发现声所引起的电现象。他的最后一次研究工作是抗磁性。他是一

60、位热情洋溢重视科研和实验的教师，他说：“我不喜欢那种没有实验的枯燥的讲课，所有的科学研究都是从实验开始的”。因此受到学生欢迎。他还是卓越的讲演家和自然科学普及工作者，1824年倡议成立丹麦科学促进协会，创建了丹麦第一个物理实验室。1908年丹麦自然科学促进协会建立“奥斯特奖章”，以表彰做出重大贡献的物理学家。1934年以“奥斯特”命名CGS单位制中的磁场效应单位。1937年美国物理教师协会设立“奥斯特奖章”，奖励在物理教学上做出贡献的物理教师。 1821年法拉第完成了第一项重大的电发明。在这两年之前，奥斯特已发现如果电路中有电流通过，它附近的普通罗盘的磁针就会发生偏移。法拉第从中得到启发，认为