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1、文档供参考，可复制、编制，期待您的好评与关注！ PLC对三相异步电动机降压起动控制的应用 田健菠 魏国建 武宁 义煤集团汝阳天泽金鼎煤业有限公司，河南省汝阳县柏树乡 471201 【摘要】 三相异步电动机在启动时，启动转矩并不大，但转子绕组中的电流很大，可造成电动机的起动转矩不够、绕组发热、过流跳闸、以及供电电压波动等现象，采用PLC对三相异步电动机降压起动的方法能改善以上现象的不足。【关键词】 PLC、三相异步电动机、星角降压起动、串电阻降压起动、串自藕变压器降压起动。【序言】1. 自60年代后期美国研制出第一台可编程序控制器（以下简称PLC）以后，经过几十年应用，在硬件、软件结构以及功能上
2、都有了很大的发展和完善，PLC的以下特点使也其快速在煤炭工业中的矿山监控、掘进、回采、运输、提升、选煤、排水、通风、供电等得到广泛应用。1.1可靠性高。PLC的平均无故障时间可达几十万小时1.2 编程方便。对一般电气控制线路，可采用梯形图编程1.3 对环境要求低。PLC可在较大的温度、湿度变化范围内正常工作，抗震动抗冲击的性能好，对电源电压的稳定性要求低，特别是抗干扰能力强。1.4 与其他装置配置连接方便，PLC与其他装置配置的连接基本都是直接的。2. 电动机的起动过程是指三相异步电动机以接入电网开始转动起，到达额定转速为止这一段过程。 三相异步电动机在启动时，启动转矩并不大，但转子绕组中的电
3、流很大，通常可达额定电流的47倍，从而使得定子绕组中的电流相应增大为额定电流的47倍。这么大的起动电流将带来下述不良后果。2.1 起动电流过大使电压损失过大，起动转矩不够使电动机根本无法起动。2.2 使电动机绕组发热，绝缘老化，从而缩短了电动机的使用寿命。2.3 造成过流保护装置误动作，跳闸。2.4 使电网电压产生波动，进而形成影响连接在电网上的其他设备的正常运行。3. 因此，电动机起动时，在保证一定大小的起动转矩的前提下，还要求限制起动电流在允许的范围，从而保证电动机的经济运行。下面介绍我矿用PLC对三相异步电动机降压起动控制的几种电路应用：3.1 三相异步电动机星角降压起动控制星角降压起动
4、：适用于定子绕组星角接法的电动机，设备简单，可以频繁起动，应用较广泛。三相异步电动机星角降压起动控制电路原理图如图（1）所示。 图（1）3.2 控制原理 在上图中，按下电动机M的启动按钮SB2，接触器KM3闭合，接触器KM1线圈通电闭合并自锁，电动机M接成星形接法降压起动运转。同时时间继电器KT线圈通电开始计时。经过预定的时间后，时间继电器KT动作，使接触器KM3失电，接触器KM2得电，电动机M绕组接成角形全压运行。3.3 控制要求：按以上控制原理用PLC编程控制电动机M的星角降压起动。3.4 PLC编程采用三菱FX2N系列PLC编程3.4.1 三相异步电动机星角降压电路三菱FX2N系列PLC
5、控制I /O口分配见表(1)。 输 入 信 号输 出 信 号名 称代号输入点编号名 称代号输出点编号停止按钮SB1X1电动机电源接通接触器KM1Y1起动按钮SB2X2定子绕组角形接法接触器KM2Y2热继电器FRX3定子绕组星形接法接触器KM3Y3 表(1)3.4.2三相异步电动机星角降压电路三菱FX2n系列PLC接线图如图(2)所示。3.4.3三相异步电动机星角降压电路三菱FX2n系列PLC控制梯形图如图(3)所示。 图(3）4. 绕线式转子三相异步电动机串电阻降压起动控制 起动过程中把电阻短接，电阻损耗大。绕线式转子三相异步电动机串电阻降压起动控制电路原理图如图4所示。4.1 控制原理 在图
6、4中，合上电源总开关QS，按下起动按钮SB2，接触器KM闭合并自锁，绕线式转子三相异步电动机M串电阻R1、R2、R3起动运转，经过时间T1，接触器KM1闭合，切除电阻R1，电动机转速加快; 经过时间T2，接触器KM2闭合，切除电阻R2，电动机转速进一步加快; 经过时间T3，接触器KM3闭合，切除所有电阻，电动机按额定转速运转，完成串电阻起动过程。 图(4)4.2控制要求 按以上控制原理用PLC编程控制绕线式转子三相异步电动机串电阻降压起动。4.3 PLC编程采用三菱FX2N系列PLC编程4.3.1绕线式转子三相异步电动机串电阻降压电路三菱FX2N系列PLC控制I/O口分配见表(2) 表(2)4
7、.3.2绕线式转子三相异步电动机串电阻降压电路三菱FX2N系列PLC接线图如图（5）所示。4.3.3绕线式转子三相异步电动机串电阻降压电路三菱FX2N系列PLC梯形图如图（6）所示。 图（5） 图（6） 5. 三相异步电动机串自藕变压器降压起动控制自藕变压器降压起动：定子回路接入变压器起动，起动后切除变压器，不宜频繁起动，但起动较平稳，设备较简单，应用较为广泛，原理图如图（7）。 图(7)5.1 控制原理 在图7中合上电源开关QS，按下现场起动按钮SB3或异地按钮SB4，接触器KM1吸合，时间继电器KT线圈得电，KM1自锁触头闭合，接触器KM1主触头，电动机M接入自偶变压器TM降压起动。降压起
8、动10S后，电动机M上升到一定值，时间继电器KT通电延时触头闭合，中间继电器KA线圈得电，KA自锁触头闭合，与接触器KM1串联的KA线圈得电，KA自锁触头闭合，与接触器KM1串联的KA线圈常闭触头分断，接触器KM1失电，接触器KM1辅助触头全部复位，KM1主触头分断，自偶变压器TM切除，降压起动过程结束。同时与接触器KM2串联的KA常开触头闭合，接触器KM2线圈得电，KM2两对常闭辅助触头分断，自偶变压器TM三相线圈的星形连接被解除，KM2主触头闭合，电动机M全压运行。指示电路中中间继电器KA常闭触头分断，指示灯HL1、HL2均处于熄灭状态；接触器KM2常开辅助触头闭合，指示灯HL3亮，表示电
9、动机处于正常工作状态。5.2 控制要求 按以上控制原理用PLC编程控制三相异步电动机串自藕变压器降压起动5.3 PLC编程采用三菱FX2N系列PLC编程5.3.1三相异步电动机串自藕变压器降压电路三菱FX2N系列PLC控制I /O口分配见表（3） 表（3） 5.2.3三相异步电动机串自藕变压器降压电路三菱FX2n系列PLC接线图如图（8）所示。5.2.4三相异步电动机串自藕变压器降压电路三菱FX2n系列PLC控制梯形图如图（9）所示。 图（8） 图（9） 【结束语】 以上设计在我矿绞车提升、皮带运输、通风、排水等电机拖动机械处使用，运行经济，行能稳定可靠。 参考文献：宋伯生，PLC编程理论算法及技巧，北京：机械工业出版社，；皮壮行，宫振鸣，李雪华，等，可编程序控制器的系统设计与应用实例，北京：机械工业出版社，；胡昌寿，可靠性工程设计、试验、分析、管理，北京：宇航出版社，；熊幸明，提高控制系统可靠性的探讨，机床电器，（）；赵中敏，张秋云，杨广才，等，控制系统设计，机床电器，（）；肖峰，贺哲荣等，编程例，中国电力出版社田健菠，男，70年2月出生，河南封丘，07年毕业于河南科技大学机械电子工程专业，本科，经济师，注册安全工程师，助理工程师，现从事与煤矿机电技术管理工作。电话：13592053136 /
