plc改造三相异步电动机双向启动反接制动的控制线路原理设计

电力电子 课 程 设 计

设计题目：

专业班级： 2009级电气工程及其自动化

姓 名：

学 号：

指导教师 ： 黄敏

目 录： 1.计算书（ 1 ）份；

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合上QS—按下SB2—KM1线圈得电并自锁 KM1自锁触点闭合

KM1主触点闭合

三相异步电动机正反转控制原理图 KM1互锁触点断开

合上QS—按下SB3—KM2线圈得电并自锁 KM2自锁触点闭合

KM2主触点闭合

KM2互锁断开

三相异步电动机的双向启动反接制动在运用了三相异步电动机正反转的控制线路并加以改进使得电动机能够适应现今社会发展快速的时代得到更多更广泛的使用。

第一章主回路的设计

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主回路是电动机的正反转原理，是在电动机三根电源线中的任意两根对调而使电动机输出转矩反向产生制动。因此电动机双向启动反接制动的主回路图是与电动机正反转图相同。

主回路元器件的选择：

主回路有刀开关、低压断路器、熔断器、交流接触器、热继电器。 以知数据是PN=7.5KW UN=380V COSθ=0.85 η=0.85

IN=PN/（UN* COSθ*η）=7.5*103/（380*0.85*0.85）=27A 元器件要根据元器件的选择原理进行选择。 (1)热继电器：

热继电器的用途是对电动机和其他用电设备进行过载保护。热继电器的结构，它是由热元件、触点、动作机构、复位按钮和整定电装置五部分组成的。

热元件由双金属片及绕在双金属片外面的电阻丝组成，双金属片由两种热膨胀系数不同的金属片复合而成。使用时，将电阻丝直接串联在异步电动机的电路上。热元件有两种结构和三种结构两种。

热继电器的触点有两副，由一个公共动触点、一个常开触点和一个常闭触点组成。 动作机构由导板、补偿双金属片、推杆、杠杆和拉簧等组成。 复位按钮是热继电器动作后进行手动复位的按钮。

整定电流装置由旋钮和偏心轮组成，通过它们来调节整定电流（热继电器长期不动的最大电流）的大小。在整定电流调节旋钮上刻有整定电流的标尺，旋动调节旋钮，使整定电流的值等于电动机额定电流即可。

当电动机过载时，过载电流通过串联在定子电路中的电阻丝，是之发热过量，双金属片受热膨胀，因膨胀系数不同，膨胀系数越大的左边一片的下端向右弯曲；通过导板推动补偿

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双金属片使推杆绕轴转动，带动杠杆使它绕轴转动，将常闭触点断开。常闭触点通常串联在接触器的线圈电路中，当它断开时，接触器的线圈断电，主触点释放，使电动机脱离电源保护。

IFRN=（4~7）IN=（94～189）A

(2)低压断路器的选择：

低压断路器(曾称自动开关)是一种不仅可以接通和分断正常负荷电流和过负荷电流，还可以接通和分断短路电流的开关电器。低压断路器在电路中除起控制作用外，还具有一定的保护功能，如过负荷、短路、欠压和漏电保护等。低压断路器可以手动直接操作和电动操作，也可以远方遥控操作。 发生过载、短路或欠电压等故障是能自动切断电路，它是低压配电线路应用非常广泛的一种保护器。它有触点，灭弧系统和各种脱扣器包括过电源脱扣器、失压脱扣器、热脱扣器、分磁脱扣器和自由脱扣器组成的。开关书靠操作机构手动或电动合闸的触点闭合后，自由脱扣机构将触头锁在合闸位置上装电路发生故障时，通过各自的脱扣器，使自由脱扣机构动作，动条闸实现保护作用。 I≥KIst≥1.7*27=45.5

(3)交流接触器的选择：

交流接触器是广泛用作电力的开断和控制电路。它利用主接点来开闭电路，用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有常开接点，而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点，小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。

交流接触器的接点，由银钨合金制成，具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。

交流接触器主要有四部分组成:(1) 电磁系统,包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯其作用是操纵触点的闭合与分断。；(2)触头系统,包括三副主触头（用于接通和分断电流较大的主电路，体积较大）和两个常开、两个常闭辅助触头,它和动铁芯是连在一起互相联动的；(3)灭弧装置,一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置（交流接触器在分断大电流或高电压时，其动、静触点间气体在强电场作用下产生放电，形成电弧。电弧发光、发热，灼伤触点，并是电路切断时间长，引发事故）,以便迅速切断电弧,免于烧坏主触头；(4)绝缘外壳及附件,各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。

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当线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合,由于触头系统是与动铁芯联动的,因此动铁芯带动三条动触片同时运行,触点闭合,从而接通电源。当线圈断电时,吸力消失, 动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离,使主触头断开,切断电源。 IKMN≥=PMN*1000/KMN=7.5*1000/（1.4*380）=14.098A

(4)刀开关的选择：

铁壳开关又称为封闭式负荷开关，可不频繁的接通和分断负荷电路，也可用作15KW及以下电动机不频繁启动的控制开关。它的铸铁壳内装有由刀片和夹座组成的触点系统、熔断器和速断弹簧，30A以上的还装有灭弧罩。铁壳开关具有操作方便、使用安全、通断性能好的优点。选用时主要根据电源种类、电压等级、所需极数、断流容量等进行选择。操作是，不得面对它拉闸或合闸，一般用左手掌握手柄。若更换容丝，必须在分闸时进行。 QS=（3～3.5）IN=（81～94.5）A

第二章控制回路

正向启动

合上QS—按下SB2—KM1线圈得电并自锁 KM1主触点闭合—M正向启动运行 KM1互锁触点断开—继电器KS-Z的常

闭触点断开，常开触点闭合—为KM2线圈参加反接制动作好准备

正向运行时的制动

按下SB1—KM1线圈断电释放—由于惯性，M仍转动—KS-Z常开触点仍闭合—KM2线圈得电—M定子绕组电源改变相序，M进入正向反接制动状态—当M转速ｎ≈0时，KS-Z的常闭触点和常开触点均复位—KM2线圈断电，正向反接制动结束 反向启动

合上QS—按下SB3—KM2线圈得电并自锁 KM2主触点闭合—M正向启动运行 KM2互锁触点断开—继电器KS-F的常

闭触点断开，常开触点闭合—为KM1线圈参加反接制动作好准备

反向运行时的制动

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