傳統的鼠籠式異步電動(dòng)機起、制動(dòng)控制方式一般有四種,即定子回路串電阻起動(dòng),Y/△起動(dòng),自耦變壓器起動(dòng)和延邊三角形起動(dòng);制動(dòng)方式有三種,反接制動(dòng),能耗制動(dòng)和電容制動(dòng),其中任何一種起、制動(dòng)控制方式的實(shí)現通常由繼電器-接觸器控制系統來(lái)完成。下面就以定子回路串電阻降壓起動(dòng)和反接制動(dòng)為例,分析由繼電器-接觸器實(shí)現的鼠籠式異步電動(dòng)機的起、制動(dòng)控制。
此控制電路含三個(gè)接觸器和一個(gè)中間繼電器線(xiàn)圈,12個(gè)觸點(diǎn)。起動(dòng)時(shí),KM2、KM3線(xiàn)圈均處于斷開(kāi)狀態(tài),按下起動(dòng)按鈕SB1,KM1線(xiàn)圈通電并自鎖,電動(dòng)機串電阻減壓起動(dòng)。當電動(dòng)機轉速上升到某一定值時(shí),速度繼電器KS1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉和,中間繼電器KA通電并自鎖,KA的常開(kāi)觸點(diǎn)接通接觸器線(xiàn)圈KM3,KM3的主觸點(diǎn)在主電路中短接定子電阻R,電動(dòng)機轉速上升至給定值時(shí)投入穩定運行。
制動(dòng)時(shí),按下停機按鈕SB2,KM1線(xiàn)圈斷電,其主觸點(diǎn)斷開(kāi)三相電源;控制電路中常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi),KM3失電,限流電阻串入;常閉觸點(diǎn)閉合,接通反接制動(dòng)接觸器KM2,對調兩相電源相序,電動(dòng)機處于反接制動(dòng)狀態(tài)。當轉速下降至某一定值時(shí),KS1常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)KA,繼而斷開(kāi)KM2,電動(dòng)機失電,迅速停機。電容測試儀采用新型勵磁線(xiàn)圈進(jìn)行真空度的不拆卸測量,具有使用方便,不拆卸測量和測試精度高等優(yōu)點(diǎn),是一種實(shí)用的檢測儀器,適用于電力,鋼鐵,石化,紡織,煤炭,鐵路等部門(mén).
這種傳統的繼電器接觸器控制方式控制邏輯清晰,采用機電合一的組合方式便于普通機類(lèi)或電類(lèi)技術(shù)人員維修,但由于使用的電氣元件體積大、觸點(diǎn)多、故障率大,因此,運行的可靠性較低。隨著(zhù)PLC技術(shù)的發(fā)展,使用PLC進(jìn)行電機的運行控制已成為必然趨勢。
備注:
PLC與繼電器接觸器控制系統的比較
通過(guò)對鼠籠式異步電動(dòng)機起制動(dòng)的傳統控制方法和PLC控制方法的比較,從某種意義上看,PLC控制是從繼電器接觸器控制發(fā)展而來(lái)的。兩者既有相似性又有很多不同處。
1、二種方案的不同點(diǎn)
(1)PLC內部大部分采用“軟”邏輯
繼電器接觸器控制全部用硬器件、硬觸點(diǎn)和“硬”線(xiàn)連接,為全硬件控制;PLC內部大部分采用“軟”電器、“軟”接點(diǎn)和“軟”線(xiàn)連接,為軟件控制;
(2)PLC控制系統結構緊湊
繼電器接觸器控制系統使用電器多,體積大且故障率大;PLC控制系統結構緊湊,使用電器少,體積小;
(3)PLC內部全為“軟接點(diǎn)”動(dòng)作快
電器接觸器控制全為機械式觸點(diǎn),動(dòng)作慢,弧光放電嚴重;PLC內部全為“軟接點(diǎn)”動(dòng)作快;
(4)PLC控制功能改變極其方便
繼電器接觸器控制功能改變,需拆線(xiàn)接線(xiàn)乃至更換元器件,比較麻煩;PLC控制功能改變,一般只需修改程序便可,極其方便;
(5)PLC控制系統制造周期短
PLC控制系統由于結構簡(jiǎn)單緊湊,基本為軟件控制,因此設計、施工與調試比繼電器接觸器控制系統周期短。
此外,由于PLC技術(shù)是計算機控制的基礎上發(fā)展而來(lái),因此,它的軟硬件設置上有著(zhù)傳統的繼電器接觸器控制*的優(yōu)勢,工作可靠性*。
2、PLC方案的設計要點(diǎn)
(1)設置濾波
在PLC中一般都在輸入輸出接口處設置π形濾波器,它不僅可濾除來(lái)自外界的高頻干擾,而且還可減少內部模塊之間信號的相互干擾;
(2)設有隔離
在PLC系統中CPU和各I/O回路(主要指數字口)幾乎都設有光耦合器作隔離,以防止干擾或可能損壞CPU等;
(3)設置屏蔽
屏蔽有兩類(lèi):一類(lèi)是對變壓器采取磁場(chǎng)和電場(chǎng)的雙重屏蔽,這時(shí)要用既導磁又導電的材料作為屏蔽層;另一類(lèi)是對CPU和編程器等模塊僅作電磁場(chǎng)的屏蔽,此時(shí)可用導電的金屬材料作屏蔽層;
(4)采用模塊式結構
PLC通常采用積木式結構,這便于用戶(hù)檢修和更換模板,同時(shí)在各模板上都設有故障檢測電路,并用相應的指示器標志它的狀態(tài),使用戶(hù)能迅速確定故障的位置;
(5)設有聯(lián)鎖功能
PLC中個(gè)各輸出通道之間設有聯(lián)鎖功能。以防止各被控對象之間誤動(dòng)作可能造成的事故;
(6)設置環(huán)境檢測和診斷電路
這部分電路負責對PLC的運行環(huán)境(例如電網(wǎng)電壓、工作溫度、環(huán)境的濕度等)進(jìn)行檢測,同時(shí)也完成對PLC中各模塊工作狀態(tài)的監測。這部分電路往往是與軟件相配合工作的,以實(shí)現故障自動(dòng)診斷和預報;
(7)設置Watchdog電路
PLC中的這種電路是專(zhuān)門(mén)監視PLC運行進(jìn)程是否按預定的順序進(jìn)行,如果PLC中發(fā)生故障或用戶(hù)程序區受損,則因CPU不能按預定順序(預定時(shí)間間隔)工作而報警;
(8)PLC的輸入、輸出控制簡(jiǎn)單
PLC是以?huà)呙璺绞竭M(jìn)行工作的,即PLC對信號的輸入、數據的處理和控制信號的輸出,分別在一個(gè)掃描周期內的不同時(shí)間間隔里,以批處理方式進(jìn)行,這不僅使用戶(hù)編程簡(jiǎn)單、不易出錯,而且也使PLC的工作不易受到外界干擾的影響;同時(shí)PLC所處理的數據比較穩定,從而減少了處理中的錯誤;另外,PLC的輸入、輸出的控制較簡(jiǎn)單,不容易產(chǎn)生由于時(shí)序不合適而造成的問(wèn)題。
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