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1、毕 业 设 计 论 文题 目 电动机智能软起动控制系统的研究与设计PLC 院系 电气与信息工程系 专业 自动化 班级 0101班 学号 0101110106 学生姓名 肖 正 导师姓名 胡俊达(教授) 完成日期 2005年6月15日 湖南工程学院毕业设计论文任务书 设计论文题目： 电动机智能软起动控制系统的研究与设计(PLC)姓名 肖正 系别 电气与信息系 专业 自动化 班级 0101 学号 0106 指导老师 胡俊达 教研室主任 唐勇奇 一、 本任务及要求：针对大中型异步电动机起动时的冲击电流问题及各类降压起动的方式进行分析研究，设计出一种以可编程序控制器PLC为控制核心的软起动和保护系统。
2、该系统除了能完成软起动功能外，还应具有多种保护功能，如断相、短路、过流、漏电闭锁等，并对变频器用于软起动的平安同步切换问题进行探讨。主要设计内容：1系统主电路原理图，元器件计算2系统的软、硬件设计二、 进度安排及完成时间：3月7日-3月26日查阅资料、撰写文献综述、撰写开题报告。 3月27日-4月9日 毕业实习、撰写实习报告。 4月10日-4月22日 主要完成系统硬件构建的初步设计。 4月23日-5月10日 修改系统硬件构建设计。 5月11日-5月20日 完成系统的主电路设计与元器件计算。 5月21日-5月29日 完成系统的软件设计。 5月30日-6月11日 完成系统主电路原理图的绘制，撰写毕
3、业设计说明书论文。 6月12日-6月16日 修改、装订毕业设计说明书、指导教师评阅。 6月17日-6月20日 毕业设计辩论公开、分组辩论。 目 录摘 要 Abstract第1章 异步电动机及其起动方式异步电动机1.1异步电动机概述1异步电动机全压直接起动的危害4异步电动机常用的起动方式6软起动概述7软起动的概念7软起动常用的起动方式9软起动的运行特点9软起动应用场合9几种大中型异步电动机软起动方式在高压电动机软起动应用中的综合比拟9第2章 可编程序控制器及其特殊功能模块可编程序控制器13可编程序控制器的概念及历史13可编程序控制器的主要特点13可编程序控制器最新开展趋势15可编程序控制器的工作
4、原理15可编程序控制器的根本结构17可编程序控制器的I/O滞后现象18可编程序控制器编程语言的国际标准182.2可编程序控制器特殊功能模块20模拟量输入输出模块20第3章 PID控制及其调节规律 PID控制21 PID控制的概念21 PID控制的特点21 PID控制器22233.2.2 数字PID控制器的设计233.3 PLC的PID模块分析研究233.3.1 PID控制器设计及实现2526第4章 系统原理及方案设计4.1 基于PLC的大中型软起动控制系统274.1.1 系统的根本工作原理及结构特点274.1.2系统原理分析284.2磁控式PLC电动机起动控制系统结构的研究与设计284.2.1
5、系统原理及方案设计294.2.2 硬件设计304.2.3 软件编程314.3基于单台软起动器对多台异步电动机的软起动324.3.1主回路图324.3.2软件编制33第5章 大中型异步电动机变频工频同步切换研究5.1变频器的输出切换方法分类355.2硬切换的危害及改良方法365.3同步切换(软切换)385.4锁相控制385.5变频器旁路与软起动器的分析比拟395.6同步切换问题小结40结束语41参考文献42致谢44附录A 基于PLC的磁控式软起动器的主程序45附录B 基于单台软起动器对多台电动机实现软起动的主程序47附录C PID运算主程序54电动机智能软起动控制系统的研究与设计摘 要： 本文阐
6、述了PLC技术在大中型异步电动机软起动自动控制中的应用及其优越性，并给出了具体的实施方法。即采用PLC来对以串联在笼型电机的转子回路中的电压调节式可漏电抗、A/D、D/A转换模块、电力电子装置、PID调节等共同组成的一套起动系统加以控制，大致原理即电机起动时由于串联了可调电抗，起动电流较小。起动过程中通过PLC调节装置调节可调电抗的控制电压，使之电抗逐渐减小至零，电机由起动状态平稳过渡到正常运行状态再将可调电抗旁路后退出运行，电机起动过程完成。此外，本文针对目前在变频器输出切换问题上存在的情况，试图从技术和经济实用的角度出发，对变频器的同步切换问题进行了分析和探讨。关键词： 可编程序控制器PL
7、C； 电动机 ； 软起动； 变频器； 同步切换An electric motor is soft to startthe research and the design of control the systemAbstract: This text introduced an electric motor of big and medium-sized difference soft the concept and the movement principles that start, elaborated the programmable preface controller( PLC)
8、technique in an electric motor of big and medium-sized difference softly start automatic control of application and its superiority, and give concrete implement way.Adopt the PLC namely to turn in an electrical engineering of cage by establish the electric voltage in the sub- back track regulate typ
9、e can the electric leakage, A/ D, the D/ A conversion mold piece, the electric power electronics equip, the PID regulates etc. to constitute together a set of to start the system to carry out the control to carry on soft start, thus attain the purpose of protect the electric motor.Mostly principle n
10、amely the electrical engineering start because of establishing the adjustable electricity, starting the electric current smaller.Start to regulate to equip to regulate the control electric voltage of the adjustable electricity anti- through a PLC in the process, the electricity anti- that make lets
11、up to zeroth gradually, electrical engineering from start the appearance steady transfer the normal movement appearance to retreat the adjustable electricity bypass again a movement, the electrical engineering starts the process to complete.In addition, this text aim at currently existent circumstan
12、ce in changing the frequency machine to output to cut over the problem, try from the technique and economies the practical angle set out, cutting over the problem to carry on the analysis and studies towards changing the frequency machine synchronously.Keyword: The programmable preface controller(PL
13、C) ； Motor； Soft-starting； Changing frequency machine ； Inverter Output switching 第1章 异步电动机及其起动方式异步电动机异步电动机概述一、异步电动机是如何转动起来的异步电动机定子上有三相对称的交流绕组，三相对称交流绕组通入三相对称交流电流时，将在电机气隙空间产生旋转磁场； 转子绕组的导体处于旋转磁场中；转子导体切割磁力线，并产生感应电势，判断感应电势方向。转子导体通过端环自成闭路，并通过感应电流。感应电流与旋转磁场相互作用产生电磁力，判断电磁力的方向。电磁力作用在转子上将产生电磁转矩，并驱动转子旋转。根据以上电磁感应原理，异步电动机也叫感应电动机3。 二、 转差，转差率为什么叫异步电动机？切割磁力线是产生转子感应电流和电磁转矩的必要条件。 转子必须与旋转磁场保持一定的速度差，才可能切割磁力线。 旋转磁场的转速用n1表示，称为同步转速；转子的实际转速用n表示，转差n=n1-n。 转差率： 转差率是异步电动机的一个根本变量，在分析异步电动机运行时有着重要的地位。 起动瞬间，n=0,s=1 理想空载运行时：n=n1,s=0 作为电动机运行时，s的范围在0-
