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1、自动化学院2013 年5月20 日至5 月 31 日可编程控制器课程设计报告书三相异步电动机的Y启动控制学院名称学生姓名 专业名称 班级 时间三相异步电动机的Y启动控制一、设计目的：1了解交流继电器、热继电器在电器控制系统中应用。2. 了解对自锁、互锁功能。3. 了解异步电动机Y降压启动控制的原理、运行情况及操作方法。二、设计要求：1、设计电动机Y的启动控制系统电路；2、装配电动机Y启动控制系统；3、编写s7_300的控制程序；4、软、硬件进行仿真，得出结果。三、设计设备：1三相交流电源（输出电压线）；2继电接触控制、交流接触器、按钮、热继电器、熔断器、PLCS300；3三相鼠笼式电动机。四、
2、设计原理：对于正常运行的定子绕组为三角形接法的鼠笼式异步电动机来说，如果在启 动时将定子绕组接成星形，待起动完毕后再接成三角形，就可以降低启动电流， 减轻它对电网的冲击，这样的起动方式称为星三角减压启动，或简称为星三角 启动（Y-A启动）。星三角起动法适用于正常运行时绕组为三角形联接的的电动 机，电动机的三相绕组的六个出线端都要引出，并接到转换开关上。起动时， 将正常运行时三角形接法的定子绕组改接为星形联接，起动结束后再换为三角形 连接。这种方法只适用于中小型鼠笼式异步电动机.定子绕组星形连接时，定子 电压降为三角形连接的1/V3,由电源提供的起动电流仅为定子绕组三角形连接 时的1/3。就是可
3、以较大的降低启动电流，这是它的优点但是，由于起动转矩与 每相绕组电压的平方成正比，星形接法时的绕组电压降低了1/ M3倍，所以起动转矩将降到三角形接法的1/3这是其缺点。Y-降压启动器仅适用于运行 3 8 0V的三相鼠笼式电动机作空载或轻载启动。三相鼠笼式异步电动机Y降压启动控制线路图，如图1所示。图1原理图的分析：按下空开后，按下SB 1按钮，KM,KMY线圈得点，同时计时器也开 始计时，KM得点，SB1按钮断开，KM触点闭合实现自锁，此时KM、KMY触点闭合， 电动机以Y型启动；当计时器计时时间到，如上电路图KMA线圈得到，KMA常 闭触点断开KMY线圈失电，KMY触点断开，KMA触点闭合
4、进行工作，同时KMA动 合触点闭合实现了互锁电路，此时电动机以A型运行。电动机的Y-A型接线：1、Y型就是3个线圈头（U1 V1 W1）连在一起，或者尾（U2 V2 W2）连在一起，剩 下的三个头引入电源。2、厶接法就是同个线圈不能连在一起，要交叉相连。即（U1 V2）相连接电源 1相，（V1 W2）相连接电源2相，（W1 U2）相连接电源3相。T型襪法占 輸 入 A wwwr djswr coin, cii接触器工作原理:线圈通220v的电，衔铁吸合，主触头接通，电机电源接通即可；注意的是 接触器的主触头接强电，而线圈只能通以弱电。继电器的工作原理与此相似。四、设计步骤1、根据原理图进行编写
5、程序，程序如下：Netvork 1 : Tile：启动停止控制10.0 10. 1H I/HMO.OQO.O-（）IT37個一|S5T#10SNetvork 2 : Ti?le：QO.OT37卜Q0. 1I:Tiile：|星型启动三甫形启动T37Q0.2彳 I0IHetTozri 4 : Title：|电动机输出Q0. 1Q0.3T I0IQ0. 2仿真结果(1) PLC硬件配置，如下图:QP| 5tati口 Edit Insert PLC View Opti口玉 Wind口艸 Help n金詁酬嗽昌血血 li逼梅0 UF：5 lot2 ModuleOrder numberFirmwareMP
6、I addressI address addr.1LI PS 307 5A6ES7 307-1 EA01 -0AA02|附匸FLI 315-Z DPV3.32l DP2D4734J DI16kDC24V6ES7 321-1 E：H02-OAA00.15J D016xDC24V/0.5A6ES7 322-1 E：H01 OAAO4.5I UU III：（2） 10.0为输入信号，QO.O （主接触器），Q0.1 （星型接触器）得电输出，Q0.3（电动机输出，）计时器开始计时10秒，如下图:（3）10秒后，计时器为0, Q0.0 （主接触器），Q0.2 （三角型接触器）得电输出,Q0.3 （电动机
7、输出），如下图:（4）按下I0.1停止按钮，停止输出，如下图:iS7-PLCSIM1Film Edi: view Insert PLC Excu:e TodIs Aindjw Help2、根据分析，进行了硬件连接，接好后按如下步骤操作：(1)、断电的情况下，按图2接线，经指导老师的检查后进行通电实验操作;、开启控制屏电源总开关按启动按钮调节调压器输出使输出线电压为20V；(3) 、按下按钮SB1,交流继电器KM、KMY的线圈通电吸合，电动机在Y接下低电压启动，10S后，KM线圈吸合，电动机变为型开始运转；(4) 、观察电动机的运转情况；(5) 、实验完毕，按控制屏停止按钮，切断三相交流电源。五
8、、设计结果结果描述:在plc程序中设定时间为10S，接通开关，当按下按钮SB1，电动机开始运 转，此时交流继电器KM、KMY的线圈通电吸合，达到了自锁功能，此时电动机为 Y型运行。10秒后，KMY的线圈失电断开，KM线圈通电吸合，电动机变为型 开始运转。交流继电器KM1断开，交流继电器KM2闭合。在转变的那一瞬间，电 动机的转速明显加快并且声音也变了。-EECivS300CPUml01 ii5.0O0Mi亡F - -：fV- l411DV-S2QVN1-Ciq-：wJ4nIr0 i 3o.IJ1 D.Q实际布线图实物图如下:六、实验遇到的问题及解决方法：1、刚开始编程的时候仿真结果与实验要求不
9、符合，通过修改程序得以解决;2、用Auto cad绘制图的时候，对该软件的不熟悉导致不会画出图形，经过慢慢 研究以及学习最终可以熟练掌握应用软件；3、在调试电动机之间的转换时，先老是烧保险丝，后来经过老师的指导，是因 为由于人工切换时，速度太慢，造成主路上的电压太大导致的，在单个试验 成功过，进行了控制电路的连接；4、最后在下载程序过程中，由于线路的一个常闭触点的影响，导致无法控制电 路，在细心地检查后解决此问题。七、实验心得：#：我们这次课程设计做的是Y-电动机启动的实验，起初拿到时感觉很迷茫， 不知道怎样去着手，接着就去查各种资料，然后知道了 Y-电动机启动是通过 一个自锁来实现的，用Y-
10、降压启动的三相异步电机功率都比较大，由于启动 电流是额定电流的5-6倍，启动电流会对供电系统造成瞬时电压下降采用Y-降 压启动，使原来电动机绕组三角接法运行，启动时采用星型接法，星型接法电动 机每绕组的工作电压是220V，而三角接法电动机每绕组的工作电压是380V,由于 工作电压下降，电动机的工作电流也下降，二者都是根号3的关系，所以星型接 法是三角接法启动电流的1/3，这样就达到了低电压启动的效果。老师让用CAD画原理图，在画图的过程中，也回忆了以前的工程制图的知 识，同时通过对实验中程序的研究，也更深刻的理解了课本上的理论知识，在实 习的过程中对课本的知识也得到了巩固。为后面的进一步学习坚
11、定了更好的基 础。#：在课设的整个过程中，一开始我查找了电动机星型三角形启动的控制资料， 了解继电器，接触器等的工作原理。在此后，编写了基于S300的PLC程序，并 且进行了仿真调试，完成了程序控制部分。在老师的要求，利用Autocad软件与 同学一起绘制了原理图。最后，我们一起完成了硬件的连接与调试，最终完成课 设。在此，深有感触的是还是觉得自己的动手能力太次，对电路分析处于迷糊状 态，但是从我同学那里学到了不少关于检查分析电路的方法。在连接电路时，由 于之前没有对继电器的原理理解清楚，导致电路连线时不会接线，在我们一起努 力下，分析了继电器的接线原理，很快完成了电路连接。总之，这次实习很成
12、功， 也学到了不少。#：从实验一开始我们查找了电动机星型三角形启动的控制资料，了解继电器， 接触器等的工作原理。知道了 Y-电动机启动是通过一个自锁来实现的，用Y- 降压启动的三相异步电机功率都比较大，由于启动电流是额定电流的5-6倍等 基本的原理之后，在老师的要求，利用Auto cad软件与同学一起绘制了原理图。 最后，我们一起完成了硬件的连接与调试，最终完成课设。在这次实验中，我们 又更深刻地了解到了 PLC编程需要注意的地方，同时锻炼了我们的动手能力。通 过对实验中程序的研究，也更深刻的理解了课本上的理论知识，在实习的过程中 对课本的知识也得到了巩固。#:在课设的整个过程中，一开始我查找
13、了电动机星型三角形启动的控制资料，了 解继电器，接触器等的工作原理。在此后，编写了基于S300的PLC程序，并且 进行了仿真调试，完成了程序控制部分。在老师的要求，利用Autocad软件与同 学一起绘制了原理图。最后，我们一起完成了硬件的连接与调试，最终完成课设。 通过对实验中程序的研究，也更深刻的理解了课本上的理论知识，在实习的过程 中对课本的知识也得到了巩固。以前所学的电机基础和 AutoCAD 知识在此深深 体现出来了。#：我们这次的课设题是电动机的星三角启动的实验，电动机的启动原理在大二时 的电机拖动基础中学过，接着就去查各种资料，然后知道了 Y-电动机启动是 通过一个自锁来实现的，用
14、Y-降压启动的三相异步电机功率都比较大，由于 启动电流是额定电流的 5-6 倍，启动电流会对供电系统造成瞬时电压下降 采用Y-降压启动，使原来电动机绕组三角接法运行，启动时采用星型接法， 星型接法电动机每绕组的工作电压是220V，而三角接法电动机每绕组的工作电 压是380V,由于工作电压下降，电动机的工作电流也下降，二者都是根号3的 关系，所以星型接法是三角接法启动电流的 1/3，这样就达到了低电压启动的效 果。后来老师让用CAD画原理图，在画图的过程中，也回忆了以前的工程制图 的知识，同时通过对实验中程序的研究，也更深刻的理解了课本上的理论知识， 在实习的过程中对课本的知识也得到了巩固。以前所学的电机基础和 AutoCAD 知识在此深深体现出来了。
