西门子PLC 三相异步电动机的制动控制
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
摘要三相异步电动机是一种适用范围广，使用方便的通用电机，其主要动力的来源，应用于生产，生活各个领域。
三相异步电动机的启停会对电网造成较强干扰，尤其在工业领域中的重载启动，有时也可能对设备构成严重威。
所谓电器制动，就是电动机需要制动时，通过电路的转换或改变供电条件使其产生与实际运转方向相反的电磁转矩——制动力矩，迫使电动机迅速停止转动的制动方式，所以随着技术的高速发展，电动机的启停与制动受到越来越多的运用。
关键词：三相异步电动机电气制动重载启动。
目录摘要 (I)1前言 (1)2反接制动控制设计内容 (2)2.1 正反转反接制动控制 (2)单向反接制动控制 (4)采用角-星制动反接制动控制 (6)3电路中的元器件 (8)热继电器 (8)低压断路器 (8)交流接触器 (9)刀开关 (9)组合开关 (10)速度继电器 (10)熔断器 (10)4反接制动控制电路仿真 (11)异步电机反接制动控制仿真 (11)角-星制动反接制动控制仿真 (12)心得体会 (13)参考文献 (14)1前言在现代科技发展快速的时代电动机的运用越来越广泛越来越科学。
反接制动是电动机电气制动方法之一，此种方法有制动力大，制动迅速的优点，多用在停止动作要求准确的机械设备控制电路。
反接制动的实质是改变异步电动机定子绕组中的三相电源相序，产生与转子转动方向相反的转矩，迫使电动机迅速停转。
其控制线路有单向反接制动控制线路和可逆运行反接制动控制线路。
交流电机制动采用改变相序的方法产生反向转矩，原理类似。
反接制动制动力强，制动迅速，控制电路简单，设备投资少，但制动准确性差，制动过程中冲击力强烈，易损坏传动部件。
三相异步电动机双向启动反接制动利用了三相异步电动机的正反转的主回路并且把控制回路增加了继电器进行制动。
反接制动的正反转是利用三相异步电动机的正反转是将电动机三相电源进线中的任意两相对调，就可以达到反转控制的目的。
2反接制动控制设计内容2.1 正反转反接制动控制电路原理见图，图中KMF 为正向接触器，KMR 为反向接触器。
三相异步电动机的制动方式
三相异步电动机的制动方式
1. 电阻制动：在电动机的转子回转速度较高时，将一个电阻器串联在转子线圈中，形成一个阻性回路，使电流通过该回路从而产生制动转矩，使电机停转。
2. 反接制动：在线圈中交换两相电源的连接，使得转子的转向与定子磁通的转向相反，因而电动机产生制动转矩并停转。
3. 回馈制动：将电动机的两端接一段电阻，使电动机在运动中变为一个发电机，其产生的电磁功率由电阻转换成热能，从而产生制动转矩。
4. 机械制动：通过机械装置直接对电动机转子进行制动，例如手摇刹车，手摇轮等。
5. 内嵌制动：在电动机的转子内部设置了制动装置，当电机需要制动时，通过线路控制制动装置的启动，从而实现电动机的制动。
关于三相异步电动机的制动
关于三相异步电动机的制动第一篇：关于三相异步电动机的制动关于三相异步电动机的制动一、三相异步电动机的反转二、三相异步电动机的制动一、三相异步电动机的反转只要改变旋转磁场的旋转方向，可使三相异步电动机的反转。
三相异步电动机的反转的方法：将三相异步电动机两相绕组与交流电源的接线互相对调，则旋转磁场的旋转方向反向，三相异步电动机反转。
二、三相异步电动机的制动制动的概念制动的方法一）制动的概念所谓制动，就是给电动机一个与转动方向相反的转矩使它迅速停转（或限制其转速）。
制动的方法一般有两类：机械制动和电气制动。
二）制动的方法制动的方法一般有两类：机械制动电气制动（一）机械制动利用机械装置使电动机断开电源后迅速停转的方法叫机械制动。
常用的方法：电磁抱闸制动。
1、电磁抱闸的结构2、电磁抱闸制动的特点1、电磁抱闸的结构：主要由两部分组成：制动电磁铁和闸瓦制动器。
制动电磁铁由铁心、衔铁和线圈三部分组成。
闸瓦制动器包括闸轮、闸瓦、杠杆和弹簧等，闸轮与电动机装在同一根转轴上。
断电制动型性能是：当线圈得电时，闸瓦与闸轮分开，无制动作用，当线圈失电是，闸瓦紧紧抱住闸轮制动。
通电制动型的性能是：当线圈得电时，闸瓦紧紧抱住闸轮制动；当线圈失电时，闸瓦与闸轮分开，无制动作用。
2、电磁抱闸制动的特点优点：电磁抱闸制动，制动力强，广泛应用在起重设备上。
它安全可靠，不会因突然断电而发生事故。
缺点：电磁抱闸体积较大，制动器磨损严重，快速制动时会产生振动。
(二）电气制动1、能耗制动2、反接制动3、回馈制动4、电容制动1、能耗制动能耗制动的原理能耗制动的特点1）能耗制动的原理：电动机切断交流电源后，转子因惯性仍继续旋转，立即在两相定子绕组中通入直流电，在定子中即产生一个静止磁场。
转子中的导条就切割这个静止磁场而产生感应电流，在静止磁场中受到电磁力的作用。
这个力产生的力矩与转子惯性旋转方向相反，称为制动转矩，它迫使转子转速下降。
当转子转速降至0，转子不再切割磁场，电动机停转，制动结束。
三相异步电动机制动方法
三相异步电动机制动方法一、动态制动（减速制动）：动态制动是利用电动机自身的电磁特性，通过改变电动机的充电状态来实现制动的一种方法。
它通过外部去势的方式，使电动机电源断开，同时将电机的电源接到一个励磁回路中，使电动机以发电机的方式运行。
电动机实际上就像一个发电机，将电能转化为机械能，从而减慢电动机的转速，并实现制动效果。
这种制动方法可以快速而平稳地停止电动机的运动，适用于较大功率的电动机制动。
二、电阻制动：电阻制动是通过外接电阻器将电动机的转子电路改成绕组和电阻器串联的方式实现制动。
在制动过程中，电动机实际上是在电阻器的阻力作用下运行，电动机转子的旋转速度逐渐减慢，直到停止转动。
这种制动方法因为直接将电动机转子的电路改成电阻器，故造成了能量的浪费。
电阻制动适用于小功率的电动机制动。
三、反接制动：反接制动是将电动机的两个相互衔接的定子绕组并联接在一起，形成一个闭合路,通过改变回路的连接方式来实现制动。
在制动过程中，将电动机的接线转换为星型连接并短接两个绕组，实现电动机转子的制动。
这种制动方式简单可靠，适用于小功率的电动机制动。
四、反接充电制动：反接充电制动是通过将电动机接电源的两个相在一段时间内反过来接，使电动机变成发电机而实现制动。
在制动过程中，电动机的旋转能量被转换为电能，通过充电电阻器将电能回馈到电网中，从而实现制动效果。
这种制动方法适用于运行时间较短且制动次数较少的情况，可以减少能量的浪费。
五、电抱闸制动：电抱闸制动是通过外接电磁或气动抱闸装置将电动机的转子固定住，使电动机转子无法转动而实现制动。
电动机在制动过程中，当电抱闸装置加电时，抱闸器固定住电动机转子，阻止转子转动。
这种制动方法简单可靠，制动效果好，适用于较大功率的电动机制动。
综上所述，三相异步电动机的制动方法有动态制动、电阻制动、反接制动、反接充电制动和电抱闸制动。
根据具体的运行要求和电动机的功率，选择合适的制动方法可以实现电动机的安全、高效地制动。
电气控制与PLC技术-三相异步电动机的制动运行控制
任务7：三相异步电动机的制动运行控制
一、课前网上学习
1、网上资源学习 2、网上随堂测试 3、网上答疑讨论 4、教材知识点微课、动画二维码扫描学习
任务7：三相异步电动机的制动运行控制
二、三相异步电动机反接制动运行的继电器-接触器控制
（一）课上问题
1、简述三相异步电动机反接制动运行继电器-接触器控制电路的工作原理。
（一）课上问题
将三相异步电动机反接制动运行的继电器-接触器控制电路改造为用PLC控制，其输 入/输出是如何分配的？画出控制电路的I/O接线图，编写实现控制的PLC程序。
任务7：三相异步电动机的制动运行控制
三、三相异步电动机反接制动运行的PLC控制（续）
（二）课上讲解
1、将三相异步电动机反接制动运行的继电器-接触器控制电路改造为用PLC控制，其 输入/输出是如何分配的？
制动可分为机械制动和电气制动，机械制动一般为电磁铁操纵抱闸制动；电气 制动是电动机产生一个和转子转动方向相反的电磁转矩。常用电气制动有反接制动 和能耗制动。
反接制动是改变三相异步电动机定子绕组中三相电源的相序，使定子绕组产生 相反方向的旋转磁场，从而产生制动转矩的一种制动方法。
反接制动时，在电动机的定子电路中应串入反接制动电阻。需要在电动机转速 接近于零时，及时切断反相序电源。
（二）课上讲解（续）
3、将三相异步电动机反接制动运行的继电器-接触器控制电路改造为用PLC控制，编 写实现控制的PLC程序。
电气 符号 SB1
SB2
KS FR
输入 输入 端子 X000
X001
X002 X003
功能
制动 按钮 起动 按钮 速度 继电器
保护
电气 符号 KM1
KM2
三台电动机顺序启停PLC控制编程
三台电动机顺序启停PLC控制编程摘要：电工技能鉴定分为五级考核，职业院校高职学生的应届生考核三级（高级工），电工鉴定分为理论考试和技能考试。
其中技能考试主要考核对继电接触器控制系统、PLC控制系统、电子电路、变频器控制等的安装、调试、故障排除为主，其中PLC控制系统安装与调试题目中三台电动机的顺序启停PLC控制为高频题目。
关键词：电工鉴定；技能考核；电机顺序启停；PLC控制；编程本文将以西门子S7-200PLC机为例讲解三台电动机的顺序启停PLC控制的编程方法。
控制要求如下：某一生产线的末端有一台三级皮带传送机，分别由M1、M2、M3三台电动机拖动，启动时要求10s的时间间隔，并按M1、M2、M3的顺序启动；停止时按15s的时间间隔，并按M3、M2、M1的顺序停止，皮带传送机的启动和停止分别由启动按钮和停止按钮来控制，三级皮带传送机如下图所示。
要求：1.工作方式设置：手动时要求按下手动启动按钮，做一次上述过程，自动时按下自动启动按钮，能够重复循环上述过程。
2.有必要的电气保护和互锁。
PLC设计步骤如下：一、输入/输出分析：该控制要求中有3个被控设备MM1、KM2、KM3，分别用于控制电动机M1、M2和M3，也就是输出设备；而输入设备有三个，分别是手动启动按钮SB1、手动停止按钮SB2、自动启动按钮SB3三个。
二、I/O地址分配三、PLC外部接线图1.主电路：主电路组成：三相电分别通过熔断器FU1之后分三路又分别经过主控交流接触器KM1、KM2和KM3的主触点并分别经过热继电器FR1、FR2、FR3的热元件来分别控制传送机使用的三台电动机M1、M2和M3，其中KM1、KM2、KM3的主触点分别用于控制三台电动机的通电与断电；三支熔断器FU1用作主电路的短路保护，热继电器FR1、FR2、FR3分别用作三台电动机M1、M2、M3的过载保护。
同时其中的一相和零线给S7-200PLC主机供电，FU2用作控制电路的短路保护。
三相异步电动机的制动控制
制动平稳、准确，且能量消耗较小，常用于10KW以下小容量电动机， 且对制动要求不高的场合。
第六章 工作机械的基本电气控制电路
§6-6 三相异步电动机的制动控制
机械制动 通过机械摩擦力来迫使电动机迅速停转。
电气制动
通过给电动机加上一个与原来旋转方向 相反的电磁转矩（制动转矩），迫使电动机 转速迅速下降。
第六章 工作机械的基本电气控制电路
一、速度继电器和时间继电器 速度继电器
反映转速和转向的继电器，与接触器配合，实现对电动 机的反接制动控制，故又称为反接制动继电器。
当转子转速减小到低于速度继电器的复位转速（一般 在100r/min以下）时，其触点复位，将被控接触器的线圈 断电，实现了对电动机反接制动的控制。
第六章 工作机械的基本电气控制电路
时间继电器
线圈通电或断电后，其触点在经过预先设定好的时间 之后才闭合或断开的一种控制电器。
外形
第六章 工作机械的基本电气控制电路
第六章 工作机械的基本电气控制电路
能耗制动控制电路
二极管V的作 用：为电路 提供直流电 。R的作用： 调节制动电 流的大小。 时间继电器 KT：保证电 动机完全停 转后，切断 直流电源
能耗制动控制电路
第六章 工作机械的基本电气控制电路
动作原理
合上电源开关QS。 启动运转 按下启动按钮SB1，KM1线圈得电，KM1联锁触点断开、自 锁触点和主触点闭合，电动机M接通交流电源启动运转。 能耗制动 按下停止按钮SB2，KM1线圈失电，其主触点断开，使电动 机脱离三相交流电源，KM2和时间继电器KT的线圈得电并自锁，KM2 主触点闭合，将直流电源通入电动机，电动机进入能耗制动状态，当 电动机的转速接近零时，KT的延时动断触点动作，断开KM2线圈回路， 制动结束。
三相异步电动机制动方式
三相异步电动机制动方式
三相异步电动机的制动方式主要有以下几种：
1. 直接制动：即电动机的定子绕组通电，但转子不转动。
这种制动方式适用于制动时需要较大的制动力矩的情况，如电梯制动等。
2. 动态制动：将电动机的定子绕组接通外部电阻或电抗，使电动机减速至停止。
动态制动又分为旁路制动和串联制动两种方式。
旁路制动是将外部电阻或电抗与电动机的定子绕组并联，串联制动则是将外部电阻或电抗与电动机的定子绕组串联。
动态制动的优点是可以调整制动力矩，适用于制动时需要提供可调制动力矩的情况。
3. 动态制动加感应制动：将动态制动的电阻或电抗与电动机的定子绕组并联，同时通过感应制动装置将电动机的定子绕组接入外部电抗，从而实现制动。
这种制动方式不仅可以提供较大的制动力矩，还可以实现能量回收，提高能量利用率。
综上所述，三相异步电动机的制动方式多种多样，可以根据具体要求选择合适的制动方式。
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项目三：能耗制动控制
1、按时间原则控制的单向能耗制动电气制原理图 I/O分配表
输入
输入继电 器
I0.0
I0.1
输出
作用
启动按 钮
停止按 钮
输入 元件SB3S源自2输出继电 器Q0.0
Q0.1
输出 元件
KM1
KM2
作用
电机运转交流接 触器
电机制动交流接 触器
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项目三 ：能耗制动控制
输出
作用
正启动 按钮 反启 动 按钮 停止按 钮 速度继 电器
输入 元件
SB1 SB2 SB3 KS
输出继电 器
Q0.0 Q0.1 Q0.2
输出 元件
KM1 KM2 KM3
作用
电机正运转交流 接触器 电机反运转交流 接触器 电机制动交流接 触器
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项目三：能耗制动控制
按速度原则控制的可逆运行能耗制动
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项目三：能耗制动控制
按时间原则控制的可逆运行能耗制动
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项目三：能耗制动控制
4、按速度原则控制的可逆运行能耗制动电气制原理图
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项目三：能耗制动控制
按速度原则控制的可逆运行能耗制动
I/O分配表
输入
输入继电 器
I0.0 I0.1 I0.2 I0.3
I0.0
I0.1
输出
作用
正启动 按钮
反启 动 按钮 急停按 钮
输入 元件
SB1
SB2
输出继电 器
Q0.0
Q0.1
输出 元件
KM1
KM2
作用
电机正运转交流 接触器
电机反运转交流 接触器 电机全压运行交 流接触器
I0.2
SB3
Q0.2
KM3
I0.3
KS
速度继 电器
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项目二：可逆运行反接制动控制线路
SB1 i0.0 SB2 i0.1 KS n i0.2 FU 220V COM COM Q0.0 KM2 Q0.1 KM1 FR
24V
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项目二
单向反接制动控制
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项目二 可逆运行反接制动控制线路
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项目二 可逆运行反接制动控制线路
输入
输入继电 器
模块5 三相异步电动机的制动控制
项目一 项目二
机械抱闸制动控制 反接制动控制
1.单向反接制动控制 2.可逆运行反接制动控制
项目三
能耗制动控制
1、按时间原则控制的单向能耗制动控制 2、按速度原则控制的单向能耗制动控制
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项目一
机械抱闸制动控制
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项目二
单向反接制动控制
SB1 i0.0 SB2 i0.1 SB3 i0.2 KS n 24V i0.3 COM FU 220V COM Q0.2 Q0.0 KM2 Q0.1 KM3 KM1 FR
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项目三：能耗制动控制
按速度原则控制的可逆运行能耗制动
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项目三：能耗制动控制
2、按速度原则控制的单向能耗制动电气制原理图
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项目三：能耗制动控制
3、按时间原则控制的可逆运行能耗制动电气制原理图
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项目三：能耗制动控制
按时间原则控制的可逆运行能耗制动 I/O分配表 输入
输入继电 器
I0.0 I0.1 I0.2
输出
作用
正启动 按钮 反启 动 按钮 停止按 钮
输入 元件
SB1 SB2 SB3
输出继电 器
Q0.0 Q0.1 Q0.2
输出 元件
KM1 KM2 KM3
作用
电机正运转交流 接触器 电机反运转交流 接触器 电机制动交流接 触器
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项目三：能耗制动控制
按时间原则控制的可逆运行能耗制动
SB1 i0.0 SB2 i0.1 SB3 i0.2 FU 220V COM 24V COM Q0.2 Q0.0 KM2 Q0.1 KM3 KM1 FR
2、按速度原则控制的单向能耗制动电气制原理图
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项目三：能耗制动控制
2、按速度原则控制的单向能耗制动电气制原理图
I/O分配表 输入
输入继电 器
I0.0 I0.1 I0.2
输出
作用
启动按 钮 停止按 钮 速度继 电器
输入 元件
SB3 SB2 KS
输出继电 器
Q0.0 Q0.1
输出 元件
PLC接线图
SB1 i0.0 SB2 i0.1 SB3 i0.2 KS n 24V i0.3 COM FU 220V COM Q0.2 Q0.0 KM2 Q0.1 KM3 KM1 FR
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项目二：可逆运行反接制动控制线路
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项目三
能耗制动控制
1、按时间原则控制的单向能耗制动电气制原理图
1、按时间原则控制的单向能耗制动电气制原理图
PLC接线图
SB1 i0.0 SB2 i0.1 Q0.0 KM2 Q0.1 KM1 FR
i0.2 FU 220V COM 24V COM
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项目三：能耗制动控制
1、按时间原则控制的单向能耗制动电气制原理图
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项目三
能耗制动控制
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项目二
I/O分配表
单向反接制动控制
输入
输入继 电器
I0.0
I0.1 I0.2
输出
作用
启动按钮
停止按钮 速度继电器
输入 元件
SB1
SB2 KS
输出继 电器
Q0.0
Q0.1
输出 元件
KM1
KM2
作用
电机运转交流接 触器
电机制动交流接 触器
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项目二
PLC接线图
单向反接制动控制
KM1 KM2
作用
电机运转交流接 触器 电机制动交流接 触器
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项目三：能耗制动控制
2、按速度原则控制的单向能耗制动电气制原理图
SB1 i0.0 SB2 i0.1 KS n i0.3 i0.2 FU 220V COM 24V COM Q0.0 KM2 Q0.1 KM1 FR
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