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1、目录题目： 三相异步电动机转速和转角控制系统设计 0 摘 要 本文介绍三相异步电动机基于西门子S7-200系列PLC的变频调速与转角控制方法。 PLC在三相异步电动机控制中的应用，与传统的继电器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、灵活性强、功能完善等优点，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。它能够为自动化控制应用提供安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求。 目前,电力拖动是各行业生产机械的主要拖动形式;因此,三相异步电动机已经被广泛应用在各行各业和日常生活等领域。随着生产机械的不断更新和发展,对电动机的调速性能与转角问题要求越来越高。三相异步电动机由于三
2、相异步电动机因其成本低,结构简单,可靠性高和维护少等优点在各种工业领域中得到广泛的应用,但其调速性能和转角性能都不如直流电动机,因此如何改进异步电动机的调速性能和转角问题,以提高调速性能和转角问题,就显得特别重要。本篇文章通过对鼠笼式三相异步电动机工作过程的分析,着重讨论了三相异步电动机的调速和转角性能,尝试简单，有效的调速和调角度方法。 关键词：PLC；三相异步电动机；转速；转角00目录ABSTRACTThis article describes the three-phase asynchronous motor based on Siemens S7-200 series PLC fre
3、quency control and angle control methods.PLC in the three-phase asynchronous motor control applications, with traditional relay control, compared with a control speed, high reliability, flexibility, functional, etc., for a variety of automated control equipment provides a very reliable control appli
4、cations.It is able to provide safe and reliable automation and control applications and more complete solution for the current demand for automation of industrial enterprises.Currently, the electric drive is the industrys main drag production machinery forms; therefore, three-phase asynchronous moto
5、r has been widely used in all walks of life and daily life and other fields.With constantly updated production machinery and development of the motor rotation speed performance issues with increasingly high demand.Three-phase asynchronous motor three-phase asynchronous motors because of its low cost
6、, simple structure, high reliability and low maintenance, etc. in various industrial areas has been widely used, but its speed performance and rotation properties are not as DC motors, so how to improve the performance of asynchronous motor speed and rotation issues in order to improve the speed per
7、formance and the corner problem, it is especially important.This article through the squirrel-cage induction motor work process analysis, focusing on the three-phase asynchronous motor speed and angle performance, try a simple and effective method for speed and angle adjustment.Keywords： PLC， Three-
8、phase asynchronous motor， speed， turn angle目录目 录 第一章 绪论11.1 三相异步电动机11.1.1三相异步电动机的结构与工作原理11.2 PLC技术71.2.1PLC的发展历史71.2.2PLC的基本结构8 1.2.3西门子S7-200系列PLC91.3 变频器101.3.1变频器基本原理111.3.2变频器调速基本原理121.4人机交互界面与西门子Smartline131.4.1人机交互界面131.4.2西门子Smartline14第二章 PLC编程软件与HMI组态软件152.1 STEP7-Micro/WIN152.1.1软件介绍152.1.
9、2程序组织 152.1.3程序编辑要点152.1.4PLC监控152.2 wincc flexible组态软件16 2.2.1 wincc flexible简介16 2.2.2 wincc flexible的组件17第三章 电动机转速控制183.1系统设计的总体思路183.2变频器参数设置183.3转速控制外部硬件连接图193.4 PLC程序设计19 3.4.1 PID算法19 3.4.2内存变量分配表20 3.4.3速度反馈设计213.5调试与数据分析21 3.5.1 PID参数整定21 3.5.2运行结果22第四章 电机转角控制254.1系统设计的总体思路254.2变频器参数设置254.3
10、硬件连接图254.4 PLC程序设计26 4.4.1电机角度控制设计思路26 4.4.2程序地址分配274.5运行结果27第五章 wincc flexible 人机界面设计285.1人机界面设计要求285.2人机界面设计及变量设置285.3运行结果29第六章 总结.30 参考文献.31致谢.32附录.32322013届本科毕业设计论文第一章 绪论1.1三相异步电动机 实现电能与机械能相互转换的电工设备总称为电机。电机是利用电磁感应原理实现电能与机械能的相互转换。把机械能转换成电能的设备称为发电机，而把电能转换成机械能的设备叫做电动机。在生产上主要用的是交流电动机，特别三相异步电动机，因为它具有
11、结构简单、坚固耐用、运行可靠、价格低廉、维护方便等优点。它被广泛地用来驱动各种金属切削机床、起重机、锻压机、传送带、铸造机械、功率不大的通风机及水泵等。1.1.1三相异步电动机的结构与工作原理 1三相异步电动机的构造三相异步电动机的两个基本组成部分为定子（固定部分）和转子（旋转部分）。此外还有端盖、风扇等附属部分，如图1.1所示。图 1.1 三相电动机的结构示意图（1）定子 三相异步电动机的定子由三部分组成：定子定子铁心由厚度为0.5mm的，相互绝缘的硅钢片叠成，硅钢片内圆上有均匀分布的槽，其作用是嵌放定子三相绕组AX、BY、CZ。定子绕组三组用漆包线绕制好的，对称地嵌入定子铁心槽内的相同的线
12、圈。这三相绕组可接成星形或三角形。机座机座用铸铁或铸钢制成，其作用是固定铁心和绕组表1.1 定子组成（2）转子三相异步电动机的转子由三部分组成：转子转子铁心由厚度为0.5mm的，相互绝缘的硅钢片叠成，硅钢片外圆上有均匀分布的槽，其作用是嵌放转子三相绕组。转子绕组转子绕组有两种形式： 鼠笼式 - 鼠笼式异步电动机。 绕线式 - 绕线式异步电动机。转轴转轴上加机械负载表1.2 转子组成鼠笼式电动机由于构造简单，价格低廉，工作可靠，使用方便，成为了生产上应用得最广泛的一种电动机。为了保证转子能够自由旋转，在定子与转子之间必须留有一定的空气隙，中小型电动机的空气隙约在0.21.0mm之间。2三相异步电
13、动机的转动原理（1）基本原理图 1.2 三相异步电动机工作原理 如图1.2所示，当磁铁旋转时，磁铁与闭合的导体发生相对运动，鼠笼式导体切割磁力线而在其内部产生感应电动势和感应电流。感应电流又使导体受到一个电磁力的作用，于是导体就沿磁铁的旋转方向转动起来，这就是异步电动机的基本原理。转子转动的方向和磁极旋转的方向相同。（2）旋转磁场 产生图1.3表示最简单的三相定子绕组AX、BY、CZ，它们在空间按互差1200的规律对称排列。并接成星形与三相电源U、V、W相联。则三相定子绕组便通过三相对称电流：随着电流在定子绕组中通过，在三相定子绕组中就会产生旋转磁场(图1.4)。 （1.1） 图1.3 三相异步电动机定子接线当wt=00时，AX绕组中无电流；为负，BY绕组中的电流从Y流入B1流出；为正，CZ绕组中的电流从C流入Z流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图1.4（a）所示。当wt=1200时，BY绕组中无电流；为正，AX绕组中的电流从A流入X流出；为负，CZ绕组中的电流从Z流入C流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图1.4（b）所示。当wt=2400时，CZ绕组中无电流；为负，AX绕组中的电流从X流入A流出；为正，BY绕组中的电流从B流入Y流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图1.4（c）所示。可见，当定子绕组中的电流变化一个周期时，合成磁场也按电
