電機(jī)拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)--三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)及能耗制動(dòng)電氣控制系統(tǒng)

1、<p><b>　　電拖及綜合課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題目：三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)及能耗制動(dòng)電氣控制系統(tǒng)</p><p>　　專業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　班級(jí)：電氣一班

2、 </p><p>　　三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)及能耗制動(dòng)電氣控制系統(tǒng)</p><p>　　[摘要] 本課題主要是關(guān)于用西門子的PLC控制機(jī)械手來(lái)完成一系列預(yù)定動(dòng)作，其中機(jī)械手由三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)來(lái)控制，系統(tǒng)的外部信息由五個(gè)行程開關(guān)及按鈕提供，電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)方式為能耗制動(dòng)。本設(shè)計(jì)主要完成如下任務(wù)：1.完成三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)及能耗制動(dòng)系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)；2.完

3、成PLC控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)；3.設(shè)計(jì)中用到的所有元器件的選型。</p><p><b>　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案：</b></p><p>　　本實(shí)驗(yàn)用 Y100L2-4型三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手來(lái)完成如下動(dòng)作：</p><p>　　機(jī)械手初始位置時(shí)停在左邊，位置傳感器SQ1 為ON。當(dāng)按下起動(dòng)按鈕SB1 后，機(jī)械手開始工作，前進(jìn)到工位1 時(shí)工

4、作6s，前進(jìn)到工位2 時(shí)工作6s，然后返回到初始位置。當(dāng)按下停止按鈕SB2 后，機(jī)械手停止工作。當(dāng)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)到左（右）極限位置時(shí)，報(bào)警指示并使機(jī)械手停止運(yùn)動(dòng)。機(jī)械手的正反轉(zhuǎn)以及停車等由三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)及可編程控制器實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　圖1：（機(jī)械手運(yùn)動(dòng)工作示意圖）</p><p>　　2.電動(dòng)機(jī)主電路設(shè)計(jì)： </p><p>　　電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分為正轉(zhuǎn)，

5、反轉(zhuǎn)，停止三種，制動(dòng)形式為能耗制動(dòng)。電機(jī)選用.Y100L2-4型三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī).PLC可編程控制器</p><p>　　圖中QS,FU1，F(xiàn)U2，F(xiàn)R分別為空氣開關(guān)，熔斷器，用于電機(jī)的過載，缺相保護(hù)等。</p><p>　　電機(jī)的正反轉(zhuǎn)互換由改變輸入電路的相序來(lái)實(shí)現(xiàn)。正轉(zhuǎn)是KM1閉合，KM2斷開，反轉(zhuǎn)時(shí)KM1斷開，KM2閉合，輸入電路的相序就由L1-L2-L3變?yōu)長(zhǎng)3-L2-L1，

6、實(shí)現(xiàn)電路的反轉(zhuǎn)。</p><p>　　電機(jī)制動(dòng)時(shí)采用能耗制動(dòng)的方案，選其中兩個(gè)端口加入直流電壓，使電機(jī)中為恒定磁通，且電流為額定電流的4-5倍。因?yàn)殡娫粗挥?20V的交流電，所以需要變壓及整流電路，使輸出電壓為一定幅值的直流電。</p><p>　　在停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，KM1，KM2，應(yīng)為斷開狀態(tài)，KM3應(yīng)為閉合狀態(tài)，所以KM1，KM2設(shè)計(jì)為常開，KM3設(shè)計(jì)為常閉開關(guān)。</p>&

7、lt;p>　　圖2：（電動(dòng)機(jī)主電路圖）</p><p><b>　　PLC硬件電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　西門子可編程控制器的型號(hào)為6ES 7214--1AD23--0XB0 CPU 224 ，DC/DC/DC 14輸入/10輸出，所以選擇原器件的驅(qū)動(dòng)電壓都為24VDC。</p><p><b>　　I/O分配如下表：

8、</b></p><p>　　西門子PLC可編程控制器硬件連線圖如下：</p><p>　　圖3:(PLC硬件電路連線圖）</p><p>　　4. 24V直流提供電路</p><p>　　380VAC--24VDC整流電路，先用變壓器把380VAC交流降為36VAC,然后再用二極管橋式整流電路整流，再用LM7824三端穩(wěn)壓器電路

9、降為24VDC,7824三端穩(wěn)壓器的輸入電壓為36-72V，輸出電壓為24V,且需要兩個(gè)電容來(lái)穩(wěn)壓，輸入端為大電榮為0.33uf，輸出端為小電容為0.1uf，輸出電流最大為1.5A，因?yàn)榭傠娏餍枨鬄?.675A，所以需要兩個(gè)電路并聯(lián)使用才能滿足需要。</p><p>　　圖4:（24V直流提供電路）</p><p>　　5.器件表及選型說(shuō)明：</p><p>　　空

10、氣開關(guān)：參數(shù)電壓380V,額定電流：>6.8A</p><p><b>　　所以選擇型號(hào)為：</b></p><p>　　品牌: Panasonic/松下</p><p>　　型號(hào): BBD3503CP</p><p>　　主要參數(shù)：規(guī)格: 3P 額定電流: 50A 額定電壓：380V 滅弧方式: 磁

11、吹斷路器</p><p><b>　　個(gè)數(shù)：1</b></p><p>　　熱繼電器：額定電壓為380v，額定電流大于6.8A。</p><p><b>　　所以選擇型號(hào)為：</b></p><p>　　品牌: 施耐德 型號(hào): LRD35C 觸點(diǎn)形式: 常開型</p><p

12、>　　主要參數(shù)：額定電壓380V 額定電流0.1 - 38A可調(diào)</p><p><b>　　個(gè)數(shù)1個(gè)</b></p><p>　　變壓器：380V---36V，能耗制動(dòng)的電流有效值為7A，所以的容量應(yīng)大于7*36=252VA</p><p>　　所以選擇型號(hào)為：品牌: 萬(wàn)家 型號(hào): BK-500</p><p&

13、gt;　　主要參數(shù):輸入電壓380V，輸出電壓：36V。額定容量：5000VA</p><p><b>　　個(gè)數(shù)：1</b></p><p>　　接觸器：額定電壓380V,額定電流大于6.8V，線圈電壓24VDC,驅(qū)動(dòng)電流<50mA。</p><p>　　所以選擇型號(hào)為：品牌: 西門子 型號(hào): 3RT1016-1BB42</p&

14、gt;<p>　　主要參數(shù)：AC-3 400V額定功率4kW，1 NC，直流操作24V、3極、</p><p><b>　　個(gè)數(shù)：3</b></p><p>　　二極管：額定電流7A，最大反向電壓36*1.414=51V</p><p>　　所以選擇型號(hào)為:1N5408 IN5408 </p><p>　　

15、電流10A,最大反向電壓1000V:數(shù)量8個(gè)</p><p>　　可變電阻器：最大電阻為5歐姆，額定電流7A，旋臂滑線式變阻器，額定功率應(yīng)該大于300W</p><p>　　選擇型號(hào)： BC1-300W 5歐姆</p><p>　　行程開關(guān)：驅(qū)動(dòng)電壓24VDC,</p><p><b>　　所以選擇型號(hào)為：</b><

16、;/p><p>　　品牌: 歐姆龍 型號(hào): MY2NJ DC24V</p><p>　　額定電壓24VDC,浪涌電流：NO:0.24A</p><p><b>　　數(shù)量：5個(gè)</b></p><p>　　報(bào)警器：驅(qū)動(dòng)電壓24VDC，功率15W，額定電流：0.625A，</p><p><b&g

17、t;　　所以選擇型號(hào)為：</b></p><p>　　額定電壓24VDC，額定電流50mA，報(bào)警方式：閃光，警鈴。</p><p>　　三端穩(wěn)壓器:穩(wěn)壓電流為24VDC，所以選用7824三端穩(wěn)壓器電路實(shí)現(xiàn)由36V直流變?yōu)槠椒€(wěn)的24V直流。7824的輸出電流為1.5A，PLC可編程控制器的功率為7W，額定電流為7/24=0.3A,宗電流I=0.3+0.24*5+0.05*3+0.

18、625+0.2*2=2.675A,所以需要兩對(duì)36VAC--24VDC電路并聯(lián)才能滿足供電需求。</p><p><b>　　所以選擇型號(hào)為：</b></p><p>　　LM78H24 24V三端穩(wěn)壓管 鐵帽TO-3，數(shù)量：2個(gè)</p><p><b>　　電容0.33uf:</b></p><p&g

19、t;　　選擇型號(hào):〖西安超越電子〗CBB21電容 最高電壓：630V 容值0.33UF </p><p><b>　　電容0.1uf：</b></p><p>　　0.1uf，最高電壓：400V</p><p>　　按鈕：驅(qū)動(dòng)電壓24VDV</p><p>　　所以選擇型號(hào)為：AL6-A AL6-M，帶紅綠兩種顯示燈，浪

20、涌電流：0.2A</p><p><b>　　元器件列表</b></p><p><b>　　【參考文獻(xiàn)】</b></p><p>　　《電機(jī)與拖動(dòng)基礎(chǔ)》第四版李發(fā)海、王巖編著清華大學(xué)出版社2011年</p><p>　　《電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器》 常曉玲主編機(jī)械工業(yè)出版社2004年