路瑞英唐山勝富建設(shè)集團(tuán)有限公司

基于PLC控制下的三相異步電動(dòng)機(jī)的相關(guān)探討

路瑞英
唐山勝富建設(shè)集團(tuán)有限公司

三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)，目前在我國(guó)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面以及人們的生活中，運(yùn)用越來(lái)越廣泛。對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)，一旦在不好的環(huán)境下運(yùn)行,會(huì)出現(xiàn)過(guò)流、短路、斷相、絕故、緣絕老化等情況，而高壓電動(dòng)機(jī)，往往用在大型工業(yè)場(chǎng)合中,對(duì)于大功率電動(dòng)機(jī)，一旦出現(xiàn)事故，將帶來(lái)巨大損失。因此，本文對(duì)基于在PLC自動(dòng)化控制下的三相異步電動(dòng)機(jī)的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討。

三相異步電動(dòng)機(jī)；PLC控制；探討

隨著當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，在一定程度上，推動(dòng)了PLC技術(shù)的大力發(fā)展，現(xiàn)在PLC已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，應(yīng)用面幾乎覆蓋了所有工業(yè)和企業(yè)當(dāng)中。這項(xiàng)技術(shù)能夠容易實(shí)現(xiàn)多種功能，包括：邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)、數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理等，在輸入、輸出的接口上，與每一類(lèi)生產(chǎn)、機(jī)械的數(shù)字量、模擬量建立了聯(lián)系，使得生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化地控制。隨著集成電路的發(fā)展，使得PLC的功能得以發(fā)揮，使它形成強(qiáng)的聯(lián)網(wǎng)通訊的能力，使其運(yùn)用在科學(xué)研究和其它產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域[1]。

一、三相異步電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)組成，包括：靜止的定子、旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子等，在定子與轉(zhuǎn)子之間，通過(guò)氣隙而分開(kāi)。而定子包括幾個(gè)部分，即定子鐵心、定子繞組、機(jī)座和端蓋等。而用鑄鐵制成機(jī)座，其機(jī)械強(qiáng)度、剛度很強(qiáng)，主要是為了支撐電機(jī)，定子鐵心用0.5 mm厚的硅鋼片疊成，有許多槽位于鐵心內(nèi)圓周上，在槽內(nèi)嵌放了定子繞組。而轉(zhuǎn)子鐵心、轉(zhuǎn)子繞組、轉(zhuǎn)軸和風(fēng)扇等組成了轉(zhuǎn)子。對(duì)于轉(zhuǎn)子鐵心、定子鐵心，其材料一樣，它的形狀為圓柱形，把其壓裝在轉(zhuǎn)軸上。而其外圍表面，即凹槽，往往安放轉(zhuǎn)子繞組。依據(jù)轉(zhuǎn)子繞組的形式，把其劃分為繞線(xiàn)式、鼠籠式。

二、三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理

三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理如下：其中，采取一對(duì)磁極進(jìn)行分析的。在三相定子繞組中，接入交流電之后，在空間形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這時(shí)轉(zhuǎn)子作一定運(yùn)動(dòng)，即切割磁力線(xiàn)，同時(shí)，在其兩測(cè)形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)右手螺旋法則，把感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向判斷出來(lái)，對(duì)于轉(zhuǎn)子本身，屬于一個(gè)閉合的電路，而感應(yīng)電流就是轉(zhuǎn)子電流，其方向與電動(dòng)勢(shì)的方向統(tǒng)一，從上面出而下面進(jìn)[2]。

依據(jù)左手定則，對(duì)轉(zhuǎn)子電流進(jìn)行判斷電磁力的作用方向，即在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中，對(duì)于上面的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，往往受到向右的作用力，而下面的轉(zhuǎn)子導(dǎo)條，受到向左的作用力。而電磁轉(zhuǎn)矩，通過(guò)電磁力給轉(zhuǎn)子帶來(lái)作用。隨著它的作用，轉(zhuǎn)子以順時(shí)針為方向完成轉(zhuǎn)動(dòng)，其與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向統(tǒng)一。

三、三相異步電動(dòng)機(jī)的PLC控制

（1）三相異步電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制

在實(shí)際應(yīng)運(yùn)中，如起重機(jī)吊鉤的上升與下降，往往需要電動(dòng)機(jī)能夠朝正反兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)原理分析電動(dòng)機(jī)，其中，有三相電源進(jìn)線(xiàn)，把其中任何兩相進(jìn)行對(duì)調(diào)，就把電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向改變了。為了不引起電源相間出現(xiàn)短路事故，往往在這方向相反的單向運(yùn)行的電路中，加設(shè)一定的互鎖。依據(jù)電動(dòng)機(jī)的可逆運(yùn)行，其操作順序不同，形成了“正-停-反”、“正-反-?！钡葍煞N控制電路[3]。如圖1-1和1-2所示：所示：

圖1-1　I/O接線(xiàn)圖

圖1-2　梯形圖

（2）兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序起動(dòng)聯(lián)鎖控制

多臺(tái)電動(dòng)機(jī)裝在生產(chǎn)線(xiàn)上，在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，必須依據(jù)一定的順序來(lái)開(kāi)啟電動(dòng)機(jī)，從而達(dá)到工作的需要。例如，對(duì)于一些設(shè)備，提出按照順序來(lái)起動(dòng)電動(dòng)機(jī)，而其停止運(yùn)行也依據(jù)一定的順序”。對(duì)于這種要求，通過(guò)下面的控制線(xiàn)路來(lái)完成。

圖2-1　順序啟動(dòng)繼電器控制圖

圖2-2　I/O接線(xiàn)圖

圖2-3　梯形圖

PLC控制的工作過(guò)程的分析：

首先，把M1啟動(dòng)按鈕按下，接著，輸入繼電器0000動(dòng)合觸點(diǎn)，完成閉合操作，當(dāng)輸出繼電器0500線(xiàn)圈接通后，同時(shí)，完成自動(dòng)鎖定，當(dāng)接觸器KM1被電吸合之后，開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)M1，同時(shí)，在0501線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)電路中，即0500動(dòng)合觸點(diǎn)，通過(guò)鏈接完成閉合，進(jìn)而為電動(dòng)機(jī)M2的啟動(dòng)給與準(zhǔn)備，由此，先電動(dòng)機(jī)M1起動(dòng)，再電動(dòng)機(jī)M2起動(dòng)。而此時(shí)，若把M2起動(dòng)按鈕按下，閉合0002動(dòng)合觸點(diǎn)，而0501線(xiàn)圈被接通，完成自動(dòng)上鎖。而接觸器KM2，通過(guò)電力完成吸合，使得電動(dòng)機(jī)M2被起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。

（3）三相異步電動(dòng)機(jī)使用PLC控制優(yōu)點(diǎn)

在本文，闡述了三相異步電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制，以及按照順序起動(dòng)，而PLC控制三相異步電動(dòng)機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)很多，即價(jià)格低、設(shè)備單一，合理的結(jié)構(gòu)，利于控制等。對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)，在定子中，有三個(gè)繞組在空間方位上相差120度，與相電源與相之間相差的度數(shù)是一樣的，當(dāng)我們將三相電源通入定子繞組時(shí)，對(duì)于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，往往產(chǎn)生在定子繞組中。在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中數(shù)據(jù)參數(shù)，包括：空間旋轉(zhuǎn)的周數(shù)、電流變化的周期，而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速，依據(jù)公式計(jì)算，即n=60t/p，f代表電源效率，P代表磁場(chǎng)的磁極對(duì)數(shù)，n代表每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，依據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、磁極數(shù)、使用的電源頻率，控制好三相異步電動(dòng)機(jī)的方向和特性，延長(zhǎng)電動(dòng)機(jī)的使用時(shí)間。

[1]赫永霞.船用三相異步電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障的檢查及維修[J].船電技術(shù).2014(02)

[2]丁良龍.三相異步電動(dòng)機(jī)維修與保養(yǎng)[J].科技傳播.2013(24)

[3]胡金萍.淺談三相異步電動(dòng)機(jī)的故障分析與處理[J].青少年日記(教育教學(xué)研究).2014(02)