1、电机拖动课程设计 第 1 页 共 8 页 电拖及综合课程设计电拖及综合课程设计 题 目： 三相鼠笼式异步电动机正反转及能耗制动电气控制系统 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电气一班 电机拖动课程设计 第 2 页 共 8 页 三相鼠笼式异步电动机正反转及能耗制动电气控制系统 摘摘 要要 本课题主要是关于用西门子的 PLC 控制机械手来完成一系列预定动作， 其中机械手 由三相鼠笼式异步电动机来控制， 系统的外部信息由五个行程开关及按钮提供， 电动机的制 动方式为能耗制动。本设计主要完成如下任务：1.完成三相鼠笼式异步电动机正反转及能耗 制动系统主电路设计；2.完成 PLC 控制系统硬件电路
2、设计；3.设计中用到的所有元器件的选 型。 1.系统设计方案：系统设计方案： 本实验用 Y100L2-4 型三相鼠笼式异步电动机驱动机械手来完成如下动作： 机械手初始位置时停在左边，位置传感器 SQ1 为 ON。当按下起动按钮 SB1 后，机械 手开始工作，前进到工位 1 时工作 6s，前进到工位 2 时工作 6s，然后返回到初始位置。当 按下停止按钮 SB2 后，机械手停止工作。当机械手运动到左（右）极限位置时，报警指示 并使机械手停止运动。 机械手的正反转以及停车等由三相鼠笼异步电动机及可编程控制器实 现。 位置传感器 SQ1 位置传感器 SQ3 位置传感器 SQ2 前进前进 返回 暂停6
3、s 起动按钮 SB1 停止按钮 SB2 暂停6s 工位1工位2 位置传感器 SQ4 位置传感器 SQ5 左极限位右极限位 左极限报警指示右极限报警指示 图图 1： （机械手运动工作示意图） 电机拖动课程设计 第 3 页 共 8 页 2.电动机主电路设计电动机主电路设计： 电动机的运动状态分为正转，反转，停止三种，制动形式为能耗制动。电机选 用.Y100L2-4 型三相鼠笼式异步电动机.PLC 可编程控制器 图中 QS,FU1，FU2，FR 分别为空气开关，熔断器，用于电机的过载，缺相保护等。 电机的正反转互换由改变输入电路的相序来实现。正转是 KM1 闭合， KM2 断开，反转 时 KM1 断
4、开，KM2 闭合， 输入电路的相序就由 L1-L2-L3 变为 L3-L2-L1， 实现电路的反转。 电机制动时采用能耗制动的方案， 选其中两个端口加入直流电压， 使电机中为恒定磁通， 且电流为额定电流的 4-5 倍。因为电源只有 220V 的交流电，所以需要变压及整流电路，使 输出电压为一定幅值的直流电。 在停止状态时，KM1，KM2，应为断开状态，KM3 应为闭合状态，所以 KM1，KM2 设计为常开，KM3 设计为常闭开关。 图图 2： （电动机主电路图） 电机拖动课程设计 第 4 页 共 8 页 3.PLC 硬件电路设计硬件电路设计 西门子可编程控制器的型号为 6ES 7214-1AD
5、23-0XB0 CPU 224 ， DC/DC/DC 14 输入/10 输出，所以选择原器件的驱动电压都为 24VDC。 I/O 分配如下表： 电路 SB1 SB2 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SQ5 KM1 KM2 KM3 报警器 PLC I0.0 I0.6 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 西门子 PLC 可编程控制器硬件连线图如下： 图图 3:(PLC 硬件电路连线图） 4. 24V 直流提供电路直流提供电路 380VAC-24VDC 整流电路， 先用变压器把 380VAC 交流降为 36VAC,然后再 用二极管桥式整流电路整流
6、， 再用 LM7824 三端稳压器电路降为 24VDC,7824 三 端稳压器的输入电压为 36-72V，输出电压为 24V,且需要两个电容来稳压，输入 端为大电荣为 0.33uf，输出端为小电容为 0.1uf，输出电流最大为 1.5A，因为总 电流需求为 2.675A，所以需要两个电路并联使用才能满足需要。 电机拖动课程设计 第 5 页 共 8 页 图图 4:（24V 直流提供电路） 5.器件表及选型说明：器件表及选型说明： 空气开关空气开关：参数电压 380V,额定电流：6.8A 所以选择型号为： 品牌: Panasonic/松下 型号: BBD3503CP 主要参数：规格: 3P 额定电流: 50A 额定电压：380V 灭弧方式: 磁吹断 路器 个数：1 热继电器热继电器：额定电压为 380v，额定电流大于 6.8A。 所以选择型号为： 品牌: 施耐德 型号: LRD35C 触点形式: 常开型 主要参数：额定电压38
