plc星三角降压启动控制.doc

综合实训项目技术报告多种液体混合机PLC 组员： 学号 学号 指导老师： 2010年10月概要本次实训进一步将本学期已经学过的相关课程及在课程中已初步掌握的电气单项、单元（技能）能力融合在一起，通过一个典型工业电气产品的PLC控制方案设计、元件选型、原理图与安装图绘制、产品生产制造、工艺文件编制、产品调试、产品质量检测分析与项目完成后的评价总结报告的撰写等完整工作过程的训练，培养了我完成一个实际工业电气产品项目的综合职业能力。目录前言3一 常用低压电器 411 常用低压电器的分类412 刀并关413 接触器614 交流接触器815 熔断器1016 热继电器1417 中间继电器15二 三相异步电动机1621 三相异步电动机1622 电动机的启保停控制1823 三相异步电动机正反转控制线路1924 三相异步电动机星三角电路22三Plc在三相异步电动机中的应用2331 西门子plc简介23 32 PLC的工作原理和偏程2533 plc在星三角控制电路中的应用27前言通过几个星期的电子实习，使我对三相异步电机控制线路接线与调试有一定的感性和理性认识，打好了日后学习电气技术课的入门基础。实习使我获得了三相异步电动机的实际操作知识和装配技能，培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题的能力，增强了独立工作的能力。培养了我与其他同学的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。 1.熟悉电路接线的常用工具的使用及其维护与修理。 2.基本掌握电气控制技术，能够独立的完成简单电气控制的安装与调试。 3.熟悉三相异步电机的工作原理，熟悉基本电气控制的原理，能够根据电路原理图，元器件实物安装与调试电路。 4.熟悉PLC的工作原理及简单的程序编写。5.简单操作电气控制电路，编写PLC程序后进行简单调试运行，查找错误并且解决。一常用低压电器实例引入：机床电气控制系统低压电器CY6140车床电气控制系统中低压电器包括自动空气开关、接触器、按钮、熔断器、热继电器等。自动空气开关QF为电源开关，熔断器 FU对电动机起短路保护，热继电器FR对电动机起过载保护。按钮SB和接触器KM控制电动机的起动和停止。11低压电器的作用与分类名称作用配电名称开关电器用于不频繁地接触和断开电路熔断器用于设备的短路或过载保护控制电器接触器用于远距离频繁地起动或控制交直流电机或断开电路控制继电器用于控制系统中，控制其它电器动作或主电路保护电阻器用于改变电路参数表1.1低压电器按动作方式又可分为非自动切换电器和自动切换电器两种。1.2刀开关 刀开关又称闸刀开关或隔离开关，它是手控电器中最简单而使用又较广泛的一种低压电器，如图1.1是最简单的刀开关（手柄操作式单级开关）示意图。刀开关在电路中的作用是：隔离电源，以确保电路和设备维修的安全；分断负载，如不频繁地接通和分断容量不大的低压电路或直接启动小容量电机。刀开关是带有动触头闸刀，并通过它与底座上的静触头刀夹座相楔合（或分离），以接通（或分断）电路的一种开关。其中以熔断体作为动触头的，称为熔断器式刀开关，简称刀熔开关。 转换开关用于主电路将一组已连接的器件转换到另一组已连接的器件。采用刀开关结构形式的称为刀形转换开关；采用叠装式触头元件组合成旋转操作的，称为组合开关。 常用的刀开关有HD型单投刀开关、HS型双投刀开关（刀形转换开关）、HR型熔断器式刀开关、HZ型组 刀开关合开关、HK型闸刀开关、HY型倒顺开关和HH型铁壳开关等。 种带刀刃形触头的开关电器。主要作电路中隔离电源用，或作为不频繁地接通和分断额定电流以下的负载用。刀开关处于断开位置时，可明显观察到，能确保电路检修人员的安全。 刀开关通常由绝缘底板、动触刀、静触座、灭弧装置和操作机构组成。只作为电源隔离用的刀开关则不需要灭弧装置。用于电解、电镀等设备中的大电流刀开关的额定电流可高达 刀开关数万安。这类刀开关一般采用多回路导体并联的结构，并可用水冷却的方式散热来提高刀开关导体所能承载的电流密度。 刀开关在电路中要求能承受短路电流产生的电动力和热的作用。因此,在刀开关的结构设计时,要确保在很大的短路电流作用下，触刀不会弹开、焊牢或烧毁。对要求分断负载电流的刀开关，则装有快速刀刃或灭弧室等灭弧装置。 刀开关按照极数可以分为单极刀开关、双极刀开关和三极刀开关；按照转换方式可以分为单投式刀开关、双投式刀开关；按操作方式可分为手柄直接操作式和杠杆式刀开关。图1所示为三极单投式刀开关的电路图，它可用来接通或分断电路A,也可作为将电路A与电源隔离之用。图2为单极双投式刀开关，它可用来接通或分断电路A或电路B，也可将电源向电路A供电转换到向电路B供电。1.3接触器在电工学上，因为可快速切断交流与直流主回路和可频繁地接通与大电流控制(某些型别可达800安培)电路的装置，所以经常运用于电动机做为控制对象也可用作控制工厂设备电热器工作母机和各样电力机组等电力负载，接触器不仅能接通和切断电路，而且还具有低电压释放保护作用。接触器控制容量大，适用于频繁操作和远距离控制。是自动控制系统中的重要元件之一。 在工业电气中，接触器的型号很多，电流在5A-1000A的不等，其用处相当广泛。 海关HS编码：85389000 分类通用接触器可大致分以下两类。 1交流接触器。主要有电磁机构。触头系统。灭弧装置等组成。常用的是CJ10。CJ12。CJ12B等系列。 2直流接触器，一般用于控制直流电器设备，线圈中通以直流电，直流接触器的动作原理和结构基本上与交流接触器是相同的。 按主触点连接回路的形式分直流接触器 交流接触器 按操作机构分电磁式接触器 永磁式接触器 永磁交流接触器是利用磁极的同性相斥、异性相吸的原理，用永磁驱动机构取代传统的电磁铁驱动机构而形成的一种微功耗接触器。 永磁接触器-松峰国内成熟的产品型号：CJ20J、NSFC1、NSFC2、NSFC3、NSFC4、NSFC5、NSFC12、NSFC19、CJ40J、NSFMR。 安装在接触器联动机构上极性固定不变的永磁铁，与固化在接触器底座上的可变极性软磁铁相互作用，从而达到吸合、保持与释放的目的。软磁铁的可变极性是通过与其固化在一起的电子模块产生十几到二十几毫秒的正反向脉冲电流，而使其产生不同的极性。根据现场需要，用控制电子模块来控制设定的释放电压值，也可延迟一段时间再发出反向脉冲电流，以达到低电压延时释放或断电延时释放的目的，使其控制的电机免受电网晃电而跳停，从而保持生产系统的稳定。 按驱动方式分液压式接触器 气动式接触器 电磁式接触器 按动作方式分直动式接触器 转动式接触器 德力西接触器 空气式电磁接触器 电磁接触器(英文:Magnetic Contactor)主要由接点系统、电磁操动系统、支架、辅助接点和外壳(或底架)组成。 因为交流电磁接触器的线圈一般采用交流电源供电，在接触器激磁之后，通常会有一声高分贝的咯的噪音，这也是电磁式接触器的特色。 80年代后，各国研究交流接触器电磁铁的无声和节电，基本的可行方案之一是将交流电源用变压器降压后再经内部整流器转变成直流电源后供电，但此复杂控制方式并不多见。 真空接触器 真空接触器是接点系统采用真空消磁室的接触器。 半导体接触器 半导体接触器是一种通过改变电路回路的导通状态和断路状态而完成电流操作的接触器。 永磁接触器 永磁交流接触器是利用磁极的同性相斥、异性相吸的原理，用永磁驱动机构取代传统的电磁铁驱动机构而形成的一种微功耗接触器。 1.4交流接触器1.4.1 用途的分类 接触器是一种自动化的控制电器。接触器主要用于频繁接通或分断交、直流电路，具有控制容量大，可远距离操作，配合继电器可以实现定时操作，联锁控制，各种定量控制和失压及欠压保护，广泛应用于自动控制电路，其主要控制对象是电动机，也可用于控制其它电力负载，如电热器、照明、电焊机、电容器组等。 接触器按被控电流的种类可分为交流接触器和直流接触器。这里主要介绍常用的交流接触器。交流接触器又可分为电磁式和真空式两种。 1.4.2 型号说明 (1)以上型号为标准型号，近年来，新开发了B系列交流接触器，其型号为BXX。 (2)电磁式交流接触器型号为CJ。真空式交流接触器型号为CZ。 1.4.3 电磁式交流接触器的结构和工作原理 (1)结构： 接触器主要由电磁系统、触点系统、灭弧系统及其它部分组成。 电磁系统：电磁系统包括电磁线圈和铁心，是接触器的重要组成部分，依靠它带动触点的闭合与断开。 触点系统：触点是接触器的执行部分，包括主触点和辅助触点。主触点的作用是接通和分断主回路，控制较大的电流，而辅助触点是在控制回路中，以满足各种控制方式的要求。 灭弧系统：灭弧装置用来保证触点断开电路时，产生的电弧可靠的熄灭，减少电弧对触点的损伤。为了迅速熄灭断开时的电弧，通常接触器都装有灭弧装置，一般采用半封式纵缝陶土灭弧罩，并配有强磁吹弧回路。 其它部分：有绝缘外壳、弹簧、短路环、传动机构等。 (2)工作原理： 当接触器电磁线圈不通电时，弹簧的反作用力和衔铁芯的自重使主触点保持断开位置。当电磁线圈通过控制回路接通控制电压(一般为额定电压)时，电磁力克服弹簧的反作用力将衔铁吸向静铁心，带动主触点闭合，接通电路，辅助接点随之动作。 1.4.4 交流接触器的选用与运行维护 (1)选用： 主回路触点的额定电流应大于或等于被控设备的额定电流，控制电动机的接触器还应考虑电动机的起动电流。为了防止频繁操作的接触器主触点烧蚀，频繁动作的接触器额定电流可降低使用。 接触器的电磁线圈额定电压有36V、110V、220V、380V等，电磁线圈允许在额定电压的80%105%范围内使用。 (2)运行维护：运行中检查项目：1)通过的负荷电流是否在接触器额定值之内； 2)接触器的分合信号指示是否与电路状态相符； 3)运行声音是否正常，有无因接触不良而发出放电声； 4)电磁线圈有无过热现象，电磁铁的短路环有无异常。 5)灭弧罩有无松动和损伤情况； 6)辅助触点有无烧损情况； 7)传动部分有无损伤； 8)周围运行环境有无不利运行的因素，如振动过大、通风不良、尘埃过多等。 维护： 在电气设备进行维护工作时，应一并对接触器进行维护工作。 1)外部维护： a清扫外部灰尘； b检查各紧固件是否松动，特别是导体连接部分，防止接触松动而发热； 2)触点系统维护： a检查动、静触点位置是否对正，三相是否同时闭合，如有问题应调节触点弹簧；b检查触点磨损程度，磨损深度不得超过1mm，触点有烧损，开焊脱落时，须及时更换；轻微烧损时，一般不影响使用。清理触点时不允许使用砂纸，应使用整形锉； c测量相间绝缘电阻，阻值不低于10M； d检查辅助触点动作是否灵活，触点行程应符合规定值，检查触点有无松动脱落，发现问题时，应及时修理或更换。 3)铁芯部分维护： a清扫灰尘，特别是运动部件及铁芯吸合接触面间； b检查铁芯的紧固情况，铁芯松散会引起运行噪音加大； c铁芯短路环有脱落或断裂要及时修复。 4)电磁线圈维护： a测量线圈绝缘电阻；b线圈绝缘物有无变色、老化现象，线圈表面温度不应超过65C； c检查线圈引线连接，如有开焊、烧损应及时修复。5)灭弧罩部分维护： a检查灭弧罩是否破损； b灭弧罩位置有无松脱和位置变化； c清除灭弧罩缝隙内的金属颗粒及杂物。 1.5 熔断器熔断器也被称为保险丝，IEC127标准将它定义为熔断体（fuse-link)。它是一种安装在电路中，保证电路安全运行的电器元件。熔断器其实就是一种短路保护器，广泛用于配电系统和控制系统，主要进行短路保护或严重过载保护。熔断器是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开；运用这种原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。 熔断器是一种过电流保护器。熔断器主要由熔体和熔管以及外加填料等部分组成。使用时，将熔断器串联于被保护电路中，当被保护电路的电流超过规定值，并经过一定时间后，由熔体自身产生的热量熔断熔体，使电路断开，从而起到保护的作用。 以金属导体作为熔体而分断电路的电器，串联于电路中，当过载或短路电流通过熔体时，熔体自身将发热而熔断，从而对电力系统、各种电工设备以及家用电器都起到了一定的保护作用。具有反时延特性，当过载电流小时，熔断时间长；过载电流大时，熔断时间短。因此，在一定过载电流范围内至电流恢复正常，熔断器不会熔断，可以继续使用。熔断器主要由熔体、外壳和支座3 部分组成，其中熔体是控制熔断特性的关键元件。1.5.1熔体额定电流的选择 由于各种电气设备都具有一定的过载能力，允许在一定条件下较长时间运行；而当负载超过允许值时，就要求保护熔体在一定时间内熔断。还有一些设备起动电流很大，但起动时间很短，所以要求这些设备的保护特性要适应设备运行的需要，要求熔断器在电机起动时不熔断，在短路电流作用下和超过允许过负荷电流时，能可靠熔断，起到保护作用。熔体额定电流选择偏大，负载在短路或长期过负荷时不能及时熔断；选择过小，可能在正常负载电流作用下就会熔断，影响正常运行，为保证设备正常运行，必须根据负载性质合理地选择熔体额定电流。 (1)照明电路熔体额定电流被保护电路上所有照明电器工作电流之和。 (2) 电动机： 单台直接起动电动机熔体额定电流(1.52.5)电动机额定电流。 多台直接起动电动机总保护熔体额定电流(1.52.5)各台电动机电流之和。 降压起动电动机熔体额定电流(1.52)电动机额定电流。 绕线式电动机熔体额定电流(1.21.5)电动机额定电流。 (3)配电变压器低压侧熔体额定电流(1.01.5)变压器低压侧额定电流。 (4)并联电容器组熔体额定电流(1.431.55)电容器组额定电流。 (5)电焊机熔体额定电流 (1.52.5)负荷电流。 (6)电子整流元件熔体额定电流1.57整流元件额定电流。 说明：熔体额定电流的数值范围是为了适应熔体的标准件额定值。 1.5.2低压熔断器的使用和维护低压配电系统中熔断器是起安全保护作用的一种电器，熔断器广泛应用于电网保护和用电设备保护，当电网或用电设备发生短路故障或过载时，可自动切断电路，避免电器设备损坏，防止事故蔓延。 熔断器由绝缘底座(或支持件)、触头、熔体等组成，熔体是熔断器的主要工作部分，熔体相当于串联在电路中的一段特殊的导线，当电路发生短路或过载时，电流过大，熔体因过热而熔化，从而切断电路。熔体常做成丝状、栅状或片状。熔体材料具有相对熔点低、特性稳定、易于熔断的特点。一般采用铅锡合金、镀银铜片、锌、银等金属。 在熔体熔断切断电路的过程中会产生电弧，为了安全有效地熄灭电弧，一般均将熔体安装在熔断器壳体内，采取措施，快速熄灭电弧。 熔断器具有结构简单、使用方便、价格低廉等优点，在低压系统中广泛被应用。 1.5.3熔断器分类和特点熔断器的特点 熔体额定电流不等于熔断器额定电流，熔体额定电流按被保护设备的负荷电流选择，熔断器额定电流应大于熔体额定电流，与主电器配合确定。熔断器分类 (1)螺旋式熔断器RL： 在熔断管装有石英砂，熔体埋于其中，熔体熔断时，电弧喷向石英砂及其缝隙，可迅速降温而熄灭。为了便于监视，熔断器一端装有色点，不同的颜色表示不同的熔体电流，熔体熔断时，色点跳出，示意熔体已熔断。螺旋式熔断器额定电流为5200A，主要用于短路电流大的分支电路或有易燃气体的场所。 (2)有填料管式熔断器 RT： 有填料管式熔断器是一种有限流作用的熔断器。由填有石英砂的瓷熔管、触点和镀银铜栅状熔体组成。填料管式熔断器均装在特别的底座上，如带隔离刀闸的底座或以熔断器为隔离刀的底座上，通过手动机构操作。填料管式熔断器额定电流为501000A，主要用于短路电流大的电路或有易燃气体的场所。 (3)无填料管式熔断器RM： 无填料管式熔断器的熔丝管是由纤维物制成。使用的熔体为变截面的锌合金片。熔体熔断时，纤维熔管的部分纤维物因受热而分解，产生高压气体，使电弧很快熄灭。无填料管式熔断器具有结构简单、保护性能好、使用方便等特点，一般均与刀开关组成熔断器刀开关组合使用。 (4)有填料封闭管式快速熔断器RS： 有填料封闭管式快速熔断器是一种快速动作型的熔断器，由熔断管、触点底座、动作指示器和熔体组成。熔体为银质窄截面或网状形式，熔体为一次性使用，不能自行更换。由于其具有快速动作性，一般作为半导体整流元件保护用。 熔断器的特点 熔体额定电流不等于熔断器额定电流，熔体额定电流按被保护设备的负荷电流选择，熔断器额定电流应大于熔体额定电流，与主电器配合确定。 16热继电器热继电器是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使接触器失电，主电路断开，实现电动机的过载保护。继电器作为电动机的过载保护元件，以其体积小，结构简单、成本低等优点在生产中得到了广泛应用。热继电器的主要技术参数额定电压：热继电器能够正常工作的最高的电压值，一般为交流220V，380V，600V。额定电流：热继电器的额定电流主要是指通过热继电器的电流 额定频率：一般而言，其额定频率按照4562HZ设计。整定电流范围：整定电流的范围有本身的特性来决定。它描述的是在一定的电流条件下热继电器的动作时间和电流的平方成正比。 如何选用热继电器？热继电器主要用于保护电动机的过载，因此选用时必须了解电动机的情况，如工作环境、启动电流、负载性质、工作制、允许过载能力等。1、原则上应使热继电器的安秒特性尽可能接近甚至重合电动机的过载特性，或者在电动机的过载特性之下，同时在电动机短时过载和启动的瞬间，热继电器应不受影响(不动作)。2、当热继电器用于保护长期工作制或间断长期工作制的电动机时，一般按电动机的额定电流来选用。例如，热继电器的整定值可等于0.951.05倍的电动机的额定电流，或者取热继电器整定电流的中值等于电动机的额定电流，然后进行调整。3、当热继电器用于保护反复短时工作制的电动机时，热继电器仅有一定范围的适应性。如果短时间内操作次数很多，就要选用带速饱和电流互感器的热继电器。4、对于正反转和通断频繁的特殊工作制电动机，不宜采用热继电器作为过载保护装置，而应使用埋人电动机绕组的温度继电器或热敏电阻来保护。1.7中间继电器 中间继电器(intermediate relay)：用于继电保护与自动控制系统中，以增加触点的数量及容量。 它用于在控制电路中传递中间信号。中间继电器的结构和原理与交流接触器基本相同，与接触器的主要区别在于：接触器的主触头可以通过大电流，而中间继电器的触头只能通过小电流。所以，它只能用于控制电路中。 它一般是没有主触点的，因为过载能力比较小。所以它用的全部都是辅助触头，数量比较多。新国标对中间继电器的定义是K，老国标是KA。一般是直流电源供电。少数使用交流供电。 结构及原理1. DZ系列继电器为阀型电磁式继电器。线圈装在U形导磁体上，导磁体上面有一个活动的衔铁，导磁体两侧装有两排触点弹开。在非动作状态下触点弹片将衔铁向上托起，使衔铁与导磁体之间保持一定间隙。当气隙间的电磁力矩超过反作用力矩时，衔铁被吸向导磁体，同时衔铁压动触点弹片，使常闭触点断开常开触点闭合，完成继电器工作。当电磁力矩减小到一定值时，由于触点弹片的反作用力矩，而使触点与衔铁返回到初始位置，准备下次工作。2. 本继电器的U形导磁体采用双铁心结构，即在两个边柱上均可装设线圈。对于DZY、DZL和DZJ型只装一个线圈，而对于DZB，DZS，DZK型可根据需要在另一个铁心上装以保持线圈或延时用阻尼片等。从而使线圈类型大不相同的继电器都通用一个导磁体。 二、三相异步电动机2.1.三相异步电动机图2.1三相异步电动机原理当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。 通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机三相异步电动机的结构（一）定子（静止部分）1、定子铁心作用：电机磁路的一部分，增加电路磁场构造：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，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：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，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。鼠笼转子分为：阻抗型转子、单鼠笼型转子、双鼠笼型转子、深槽式转子几种，起动转矩等特性各有不同。 （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、风扇：冷却电动机。编辑本段三相异步电动机型号字母表示的含义J异步电动机； O封闭； L铝线缠组； W户外； Z冶金起重； Q高起动转轮； D多速； B防爆； R一绕线式； S双鼠笼； K一高速； H高转差率。 三相异步电动机的七种调速方式一、变极对数调速方法 这种调速方法是用改变定子绕组的接红方式来改变笼型电动机定子极对数达到调速目 的，特点如下： 1、具有较硬的机械特性，稳定性良好； 2、无转差损耗，效率高； 3、接线简单、控制方便、价格低； 4、有级调速，级差较大，不能获得平滑调速； 5、可以与调压调速、电磁转差离合器配合使用，获得较高效率的平滑调速特性。 本方法适用于不需要无级调速的生产机械，如金属切削机床、升降机、起重设备、风机、水泵等转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。2.2电机的启保停控制电路三相异步电动机具有结构简单，运行可靠，坚固耐用，价格便宜，维修方便等一系列优点。与同容量的直流电动机相比，异步电动机还具有体积小，重量轻，转动惯量小的特点。因此，在工矿企业中异步电动机得到了广泛的应用。三相异步电动机的控制线路大多由接触器、继电器、闸刀开关、按钮等有触点电器组合而成。三相异步电动机分为鼠笼式异步电动机和绕线式异步电动机，二者的构造不同，启动方法也不同，其启动控制线路差别很大。 一、鼠笼式异步电动机全压启动控制线路 在许多工矿企业中，鼠笼式异步电动机的数量占电力拖动设备总数的85%左右。在变压器容量允许的情况下，鼠笼式异步电动机应该尽可能采用全电压直接起动，既可以提高控制线路的可靠性，又可以减少电器的维修工作量。 电动机单向起动控制线路常用于只需要单方向运转的小功率电动机的控制。例如小型通风机、水泵以及皮带运输机等机械设备。图1是电动机单向起动控制线路的电气原理图。这是一种最常用、最简单的控制线路，能实现对电动机的起动、停止的自动控制、远距离控制、频繁操作等。 图2.2在图2.2中，主电路由隔离开关QS、熔断器FU、接触器KM的常开主触点，热继电器FR的热元件和电动机M组成。控制电路由起动按钮SB2、停止按钮SB1、接触器KM线圈和常开辅助触点、热继电器FR的常闭触头构成。 控制线路工作原理为： 1、起动电动机 合上三相隔离开关QS，按起动按钮SB2，按触 器KM的吸引线圈得电，3对常开主触点闭合，将电动机M接入电源，电动机开始起动。同时，与SB2并联的KM的常开辅助触点闭合，即使松手断开SB2，吸引线圈KM通过其辅助触点可以继续保持通电，维持吸合状态。凡是接触器（或继电器）利用自己的辅助触点来保持其线圈带电的，称之为自锁（自保）。这个触点称为自锁（自保）触点。由于KM的自锁作用，当松开SB2后，电动机M仍能继续起动，最后达到稳定运转。 2、停止电动机 按停止按钮SB1，接触器KM的线圈失电，其主触点和辅助触点均断开，电动机脱离电源，停止运转。这时，即使松开停止按钮，由于自锁触点断开，接触器KM线圈不会再通电，电动机不会自行起动。只有再次按下起动按钮SB2时，电动机方能再次起动运转。2.3三相异步电动机正反转控制电路 图2.3 正反转控制电路图1、线路的运用场合： 正反转控制运用生产机械要求运动部件能向正反两个方向运动的场合。如机床工作台电机的前进与后退控制；万能铣床主轴的正反转控制；电梯、起重机的上升与下降控制等场所。 2、控制原理分析 （1）、控制功能分析： A、怎样才能实现正反转控制？ B、为什么要实现联锁？ 这两个问题是本控制线路的核心所在，务必要透彻地理解，否则只会接线安装，那只是知其然而不知其所以然。另外，问题的提出，一方面自己学会去思考，另一方面也培养自己发现问题、分析问题的能力。学习中，计划先让自己温书预习（5分钟）、寻找答案，再听老师讲解。先自己思考、充分发挥，最后再总结归纳，解答所提出的问题，进一步统一全班思路。答案如下： A、电机要实现正反转控制：将其电源的相序中任意两相对调即可（简称换相），通常是V相不变，将U相与W相对调。 B、由于将两相相序对调，故须确保2个KM线圈不能同时得电，否则会发生严重的相间短路故障，因此必须采取联锁。为安全起见，常采用按钮联锁和接触器联锁的双重联锁正反转控制线路（如原理图所示） （2）、工作原理分析 C、停止控制： 按下SB3，整个控制电路失电，接触器各触头复位，电机M失电停转 （3）双重联锁正反转控制线路的优点： 接触器联锁正反转控制线路虽工作安全可靠但操作不方便；而按钮联锁正反转控制线路虽操作方便但容易产生电源两相短路故障。双重联锁正反转控制线路则兼有两种联锁控制线路的优点，操作方便，工作安全可靠。 3、怎样正确使用控制按钮？ 控制按钮按用途和触头的结构不同分停止（常闭按钮）、起动按钮（常开按钮）和复合按钮（常开和常闭组合按钮）。按钮的颜色有红、绿、黑等，一般红色表示“停止”，绿色表示“起动”。接线时红色按钮作停止用，绿色或黑色表示起动或通电。 2.4三相异步电动机星三角电路图2.4 星三角减压启动控制图三相异步电动机Y转换启动的控制原理大致如下：（1） 动按钮SB2后，电源通过热继电器FR的动断接点、停止按钮SB1的动断接点、形连接交流接触器KM2常闭辅助触头，接通时间继电器KT的线圈使其动作并延时开始。此时时间继电器KT虽已动作，接点应断开，但其延时接点是瞬间闭合延时断开的（延时结束后断开），同时通过此KT延时接点去接通Y形连接的交流接触器KM3的线圈回路，则交流接触器KM3带电动作，其主触头去接通三相绕组，使电动机处于形接的运行状态；KM3辅助常开触头闭合去接通主交流接触器KM1的线圈。（2）主交流接触器KM1带电启动后，其辅助触头进行自保持功能（自锁功能）；而KM1的主触头闭合去接通三相交流电源，此时电动机启动过程开始。（3）当时间继电器KT延时断开接点（动断接点）KT的时间达到（或延时到）电动机启动过程结束时间后，时间继电器KT接点随即断开。（4)时间继电器KT接点断开后，则交流接触器KM3失电。KM3主触头切断电动机绕组的Y形连接回路；同时接触器KM3的常闭辅助触头闭合，去接通形连接交流接触器KM2的线圈电源。(5)当交流接触器KM2动作后，其主触头闭合，使电动机正常运行于形连接状态；而KM2的常闭辅助触头断开使时间继电器KT线圈失电，并对交流接触器KM3联锁。电动机处于正常运行状态。(6)启动过程结束后，电动机按形连接正常运行。三、plc在三相异步电动机中的应用可编程序控制器，英文称Programmable Controller，简称PC。但由于PC易和个人计算机（Personal Computer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程序控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。3.1西门子plc简介西门子plc产品众多，这里主要介绍s7-200系列s7-200概述- S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。S7-200系列出色表现在以下几个方面： 极高的可靠性 、 极丰富的指令集 、易于掌握 、便捷的操作 、 丰富的内置集成功能 、 实时特性 、强劲的通讯能力 、 丰富的扩展模块 。S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供您使用。 CPU单元设计 集成的24V负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU 221，222具有180mA输出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分别输出280，400mA。可用作负载电源。 不同的设备类型 CPU 221226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。 本机数字量输入/输出点 CPU 221具有6个输入点和4个输出点，CPU 222具有8个输入点和6个输出点，CPU 224具有14个输入点和10个输出点，CPU 224XP具有14个输入点和10个输出点，CPU 226具有24个输入点和16个输出点。 本机模拟最输入/输出点 CPU 224XP具有2个输入点，1个输出点。 中断输入 允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。 高速计数器 CPU 221/222 4个高速计数器（30KHz），可编程并具有复位输入，2个独立的输入端可同时作加、减计数，可连接两个相位差为90的A/B相增量编码器 CPU224/224XP/226 6个高速计数器（30KHz），具有CPU221/222相同的功能。 CPU 222/224/224XP/226 可方便地用数字量和模拟量扩展模块进行扩展。可使用仿真器（选件）对本机输入信号进行仿真，用于调试用户程序。 模拟电位器 CPU221/222 1个 CPU224/224XP/226 2个 CPU221/222/224/224XP/226还具有 脉冲输出 2路高频率脉冲输出（最大20KHz），用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。 实时时钟 例如为信息加注时间标记，记录机器运行时间或对过程进行时间控制。 EEPROM存储器模块（选件） 可作为修改与拷贝程序的快速工具（无需编程器），并可进行辅助软件归档工作。 电池模块用于长时间数据后备。用户数据（如标志位状态，数据块，定时器，计数器）可通过内部的超级电容存贮大约5天。选用电池模块能延长存贮时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。 编程：CPU 221/222/224/224XP/226 STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件可以对所有的CPU 221/222/224/224XP/226功能进行编程。同时也可以使用STEP 7-Micro/WIN16 V2.1软件包，但是它只支持对S7-21x同样具有的功能进行编程。STEP 7-Micro/DOS不能对CPU 221/222/224/224XP/226编程。如果使用PG/PC的串口编程，则需要使用PC/PPI电缆。如果使用STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件，则也可以通过SIMATIC CP 5511或CP 5611编程。在这种情况下，通讯速率可高达187.5kbit/s。可以利用PC/PPI 电缆和自由口通讯功能把 S7-200 CPU 连接到许多和RS-232标准兼容的设备。 有两种不同型号的 PC/PPI 电缆： 带有RS-232口的隔离型 PC/PPI 电缆，用5个DIP开关设置波特率和其它配置项 （见下图）。带有RS-232口的非隔离型 PC/PPI 电缆，用4个DIP开关设置波特率。 有关非隔离型PC/PPI电缆的技术规范，请参阅S7-200 可编程控制器系统手册。3.2 plc的工作原理和编程PLC的工作原理是什么? PLC的工作原理 PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。 PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。 PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。 PLC是采用软件编制程序来实现控制要求的。编程时要使用到各种编程元件，它们可提供无数个动合和动断触点。编程元件是指输入寄存器、输出寄存器、位存储器、定时器、计数器、通用寄存器、数据寄存器及特殊功能存储器等。PLC内部这些存储器的作用和继电接触控制系统中使用的继电器十分相似，也有“线圈”与“触点”，但它们不是“硬”继电器，而是PLC存储器的存储单元。当写入该单元的逻辑状态为“1”时，则表示相应继电器线圈得电，其动合触点闭合，动断触点断开。所以，内部的这些继电器称之为“软”继电器。SIEMENS S7-200系列CPU224、CPU226部分编程元件的编号范围与功能说明如下表所示 元件名称符号编号范围功 能 说 明输入寄存器II0.0I1.5共14点接受外部输入设备的信号输出寄存器QQ0.0Q1.1共10点输出程序执行结果并驱动外部设备位存储器MM0.0M31.7在程序内部使用，不能提供外部输出定时器256(T0t255)T0,T64保持型通电延时1msT1T4,T65T68保持型通电延时10msT5T31,T69T95保持型通电延时100msT32,T96ON/OFF延时,1msT33T36,T97T100ON/OFF延时,10msT37T63,T101T255ON/OFF延时,100ms计数器CC0C255加法计数器，触点在程序内部使用高速计数器HCHC0HC5用来累计比CPU扫描速率更快的事件顺控继电器SS0.0S31.7提供控制程序的逻辑分段变量存储器VVB0.0VB5119.7数据处理用的数值存储元件局部存储器LLB0.0LB63.7使用临时的寄存器，作为暂时存储器特殊存储器SMSM0.0SM549.7CPU与用户之间交换信息3.3 plc在星三角控制中的应用 星三角降压启动的继电器电路图与控制图：根据星三角启动电路图画出流程框架图如下PLC软元件地址分配如下: 体次实训中为防止plc出事故，I,Q区待改用24V直流电源供电。交流接触器改用中间继电器。plc控制原理图改动如下控制要求（1） 动按钮SB2后，电源通过热继电器FR的动断接点、停止按钮SB1的动断接点、形连接交流接触器KM2常闭辅助触头，接通时间继电器KT的线圈使其动作并延时开始。此时时间继电器KT虽已动作，接点应断开，但其延时接点是瞬间闭合延时断开的（延时结束后断开），同时通过此KT延时接点去接通Y形连接的交流接触器KM3的线圈回路，则交流接触器KM3带电动作，其主触头去接通三相绕组，使电动机处于形接的运行状态；KM3辅助常开触头闭合去接通主交流接触器KM1的线圈。（2）主交流接触器KM1带电启动后，其辅助触头进行自保持功能（自锁功能）；而KM1的主触头闭合去接通三相交流电源，此时电动机启动过程开始。（3）当定时器T37延时断开接点（动断接点）KT的时间达到（或延时到）电动机启动过程结束时间后，时间继电器KT接点随即断开。（4)定时器T37接点断开后，则交流接触器KM3失电。KM3主触头切断电动机绕组的Y形连接回路；同时接触器KM3的常闭辅助触头闭合，去接通形连接交流接触器KM2的线圈电源。结 论 很快五周的实训就这样结束了。通过几个星期的电工实习，使我对电气自动化控制有一定的感性和理性认识，打好了日后学习电气技术课的入门基础。经过实习进一步掌握三相异步电机的组成与工作原理，了解三相异步电机控制中元器件的组装并且掌握判别元器件的好坏。掌握常见故障的处理方案与维修的基本技巧。实习使我获得了三相异步电机的实际操作知识和装配技能，培养了我理论联系实际的能力，提高了我分析问题和解决问题的能力，增强了独立工作的能力。培养了我与其他同学的团队合作、共同探讨、共同前进的精神。致 谢本综合实训项目是在老师的悉心指导下完成的，她们对本次实训工作倾注了大量的心血。五周来，各位老师深厚的专业背景、严谨的治学态度、平易宽厚的人格作风使我受益匪浅。感谢您们对我的悉心教诲，使我顺利地完成了实训任务，在实训任务完成之际，衷心感谢各位老师对我的关心和培养！感谢我同组同学及同班同学的帮助和关心！最后向审阅技术报告的老师致以深深的谢意！参考文献1、杨玉娟主编。机床电气控制。北京：机械工业出版社，19862、周庆贵主编。电气控制技术。北京：机械工业出版社，19943、方承远主编。工厂电气控制技术。北京：机械工业出版社，19914、赵清主编。电工识图。北京电子工业出版社，19985、何焕山主编。工厂电气控制设备。北京：高等教育出版社，19996、何利明主编。电气制图与读图。北京：机械工业出版社，19927、电气控制综合实训学生学习手册。8、西门子s7-200系统手册。9、三菱Q系列和FX系列PLC编程手册。10、最新电气简用图、电气设备用图形符号与电气制图国家标准。11、南京工业职业技术学院综合实训项目资源积累与学习分享系统。