基于PLC控制的带能耗制动Y-△启动电路设计

Ｋ ３联 锁 触 头 分 断对 Ｋ Ｍ Ｍ２联 锁 。
△形运行：ＫＴ线 圈得 电，ＫＴ延时定时到 ，ＫＴ常闭触
头 分 断 ，Ｋ ３线 圈 失 电 ，解 除 Ｙ 联接 ，同时 Ｋ ３ 锁 触 头 Ｍ Ｍ 联 闭合 ，Ｋ Ｔ常 开 触 头 闭合 ，Ｋ ２ 圈得 电并 自锁 ，电动 机 Ｍ Ｍ 线
图 ２ 速 度 观测 器
伺服系统控制器 的研 究大 多还停 留在理论研究阶段 。 选择一 个具有 良好适应性 ，并且 能够快速 响应外部扰动 的算法 ，根
据 该 算 法 设 计 实 际 的伺 服 系 统 将 成 为 以后 研 究 的主 要 方 向 。
参 考文 献 ：
路 无法 比拟 的 。
３ ３ Ｐ Ｃ控 制 的 梯 形 图 ． Ｌ
Ｐ Ｃ的用户程序常采用 梯形 图进行编程 ， Ｌ 这种编程方 式 被大多数用户所接受。这里采用三菱的 Ｐ Ｃ 编程软件 Ｇ Ｌ Ｘ
Ｄ ｖ ｌｐｒ ｅｓ ｎ８３ Ｌ版 进 行 设 计 ，根 据 Ｉ 地 址 分 配 表 ， ｅ ｅ ｅ ｒｉ ． ｏ Ｖ ｏ ４ ／ Ｏ 符 合 起 动 、停 止 及 制 动控 制 要 求 的 梯 形 图如 图 ４所 示 。其 中 Ｘ ． ２为 输 入 继 电器 ，Ｙ０Ｙ３为 输 出 继 电 器 ，Ｔ 、Ｔ 和 Ｔ ０Ｘ ． Ｏ Ｉ ２ 为 时 间 继 电器 。 启 动 ：按 下 起 动 按 钮 Ｓ ２ Ｂ ，接 点 Ｘ２ 闭合 ， 出 继 电器 输
３ １ 二 次 控 制 回路 ．
这里要说明的， 由于 Ｐ Ｃ 内部切换 时间很短 ，必须有 Ｌ
Ｐ Ｃ 控 制 电路 主 回路 与 继 电一 触 器 控 制 方 式 主 回路 相 Ｌ 接 同 （ 图 １ ，这 里 重 点对 二 次控 制 回 路 加 以说 明 。 见 ）
肌 一 一 一 一 一
４ 比较与分析
图 ４所示梯形图和图 ２ 控制 回路十分相似 ， 它们都表示
了 输入 和 输 出之 间 的逻 辑 关 系 ， 是 它 们 之 间 的最 大 区 别 在 但
于：在继 电器一 接触器控制 中，输入、输 出信号 问的逻 辑关 系是 由实际的布 线来 实现 的，要 想改变控制顺序 ，必须改变 其 实际布线 ；而在 Ｐ Ｃ 控制方案 中，输入、输 出信号间的 Ｌ 逻 辑关 系则 是由梯形 图 （ 程序的编制 ）来实现的，若需改变 其控制顺序 ，或扩展功能，只需通过软件加 以修改，无需重 新进行布线 ，其 功能应用 的灵活性 是继电器． 接触器控 制 电
２ 传统继 电器一 接触器控制方式
２ １ 主 回路 ．
Ｋ Ｍ１线圈失 电，Ｋ 、Ｋ 、Ｋ Ｍ２ Ｍ３ Ｔ线圈均 失电，Ｋ １自锁 Ｍ
触 头 分 断 解 除对 Ｋ ４联 锁 ，电 动机 Ｍ 暂 失 电。Ｓ Ｍ Ｂ１常开 触
带 能耗制动 Ｙ △降压启动控制主回路如 图 １ － 所示 。 合上 电源开关 Ｑ ，当 Ｋ Ｓ Ｍ３吸合 时，电动机 Ｍ 定子绕组接成 Ｙ 形 ，电源经 Ｋ Ｍ１送至 电动机 Ｍ，并作 Ｙ 形启动；当 Ｋ Ｍ２ 吸合 时，电动机 Ｍ 定子绕组接成 △形 ，电源经 Ｋ 送至 电 Ｍ１ 动机 Ｍ，并作 △形运行；而当 Ｋ Ｍ３吸合时 ，电动机 Ｍ 定 子绕组接成 Ｙ形 ，电源经 Ｋ 、变压器及整 流后直流 电送 Ｍ４ 至电动机 Ｍ 的二相绕组 ，电动机进行 能耗制动 。
防火花的 内部锁定。Ｔ １为 内部锁定时间。当 电机绕组从 Ｙ
Ｐ Ｃ控Ｎ－次回路如 图 ３ Ｌ 所示，Ｐ Ｃ的输入端子 Ｘ 、Ｘ１ Ｌ ０
和Ｘ ２分别 连 接热 继 电器 Ｆ Ｒ、停止 按 钮 Ｓ 和起 动 按钮 Ｓ ２ Ｂ１ Ｂ 的常 开触 点 ，Ｐ Ｃ 公共 端 Ｃ Ｌ ＯＭ 端 （ Ｘ ｎ内部含 有 ２ Ｖ直 流 Ｆ２ ４ 电 ）作 为 ２Ｖ 电源 供 至 输入 开 关 。而 输 出端 子 电源 ， 由相 线 ４ Ｌ １经熔 断 器 Ｆ ２经 公共 端 Ｃ Ｍ １输 入 ，控 制端 Ｙ 、Ｙ１ ｌ Ｕ Ｏ ０ 、 Ｙ ２和 Ｙ ３分别 输 出至 接 触器 Ｋ 、Ｋ １ Ｍ２和 Ｋ ３的控 Ｍ４ Ｍ 、Ｋ Ｍ 制 。其 中 Ｋ １ ＫＭ４进 行 互锁 ，Ｋ Ｍ 与 Ｍ２与 Ｋ Ｍ３进 行互 锁 。
切换到△形时， Ｋ 从 Ｍ３完全截止到 Ｋ Ｍ２接通这段 时间即为 Ｔ１ 值 太 长 过 短 都 不 好 ，具体 应 按 电动 机 负载 情 况 加 以调 ，其
整 ， 在 输 出 线 圈 Ｙ０与 ＹＩ ２与 Ｙ 、Ｙ ３各 自串 联 了对 方 常 闭
接点，使输 出线圈不能同时得 电，达到软互锁 的 目的。
控制定子三相 电枢 电流从而实现 同步电机 的变频调速 。
４ 速 度 （ 置 ）伺 服 系 统 是 目前 的一 位 个 研 究 热 点 ，需要 解 决 的 问题 主 要 包 括 系 统 响应 的快 速 性 和
对参数变化和外部扰动 的鲁棒性 。当前对基于永磁 同步 电机
推广 。 （ 下转 第 ２ ９页 ）
中国西部科技
２１ ０ ２年 ０ ７月第 １ １卷第 ０ ７期总第 ２ ６期 ７
采 用如 图 ２所 示速 度观 测 器 ， 以得到 电机 转速 的估计 值 。 可
根 据 转 子 速 度 计 算 出转 子 两 相 下 的直 轴 电流 的控 制 量 ， 通过 ・ ｒ 的逆 矩 阵计 算 出定 子 三 相 的 电枢 电流 的控 ｋ ｅ 制 量 ，控 制 三 相 逆 变 器 的各 相 导通 时 间产 生 Ｓ ＷＭ 波 形 ， Ｐ
开 发应用
基 于 Ｐ Ｃ 制 的带 能耗 制 动 Ｙ △ 启 动 电路 设计 Ｌ控 一
胡曙敏
（ 浙江工业 大学 ，浙江 杭 州 １ ０４） Ｉ ０１ ３
摘
要 ：三相异步 电动机 带能耗制动 Ｙ△降压启动 电路使 用范 围广泛，本文将三菱公司的 Ｆ ２ － Ｘ Ｎ型 Ｐ Ｃ与继 电接触线路相 Ｌ
分 类 和 汇 总 ， 建 立 Ｉ 地 址 分 配 表 ， 系 统 的 Ｉ 地 址 分 配 表 ／ Ｏ ／ Ｏ 如 表 ｌ 示 ，表 中实 际 地 址 按 Ｆ ２ 所 Ｘ ｎ型 Ｐ Ｃ 填 写 。 Ｌ
表 １ ｌ０地址 分配 表 ／
输入 输 出
制动：按下停止按钮 Ｓ ，常闭接点 Ｘ１ Ｂ１ 断开 ，Ｙ１ ２ 、Ｙ 失电复位 ，Ｋ Ｉ Ｍ２线圈失电，常开接 点 Ｘ１闭合 ，Ｙ Ｍ 、Ｋ ４ 得 电并 自锁 ，Ｋ 、Ｋ Ｍ４ Ｍ３线 圈得 电，电动机 Ｍ 进入接入直
１ 引言
三相交流异步 电动机因其结构简单， 价格低廉等优点被 广泛应用 ，但启动 电流较大，所 以大容量 电动机必须采取一 定 的方式启动 ， ． Ｙ △降压启动就是三 相异 步电动机最常用的
一
常开触头闭合 自锁 ，Ｋ 、Ｋ Ｍ１ Ｍ３ 圈均得 电，电动机 Ｍ 成 线 Ｙ联接 ，开始起动 。同时 Ｋ １ 闭触头分断对 Ｋ Ｍ 常 Ｍ４联锁 ，
种 启 动 方 式 。继 电器 ． 触 器 控 制 的 Ｙ △ 降压 启 动 由于 其 接 ．
线路复杂存在可靠性低等缺点 ，而 Ｐ Ｃ 具有可靠性高 、控 Ｌ 制功 能强 、组成灵活等优点 ，用 Ｐ Ｃ进行 Ｙ △降压启动等 Ｌ ＿ 电机控制具有其更大 的优越性 。
接成△全压运行 。
能 耗 制 动 ：按 下 停 止 按 钮 Ｓ ， Ｓ 常 闭 触 头 先 分 断 Ｂ１ Ｂ１
定时器 Ｔ Ｏ开 始 计 时 ，５ Ｓ时 间到 ，常 闭接 点 Ｔ Ｏ断开 ，输 出 继 电器 Ｙ３失 电 ，解 除 Ｙ 联 结 ， 常 开 接 点 Ｔ Ｏ闭 合 ， 定 时器 Ｔ ｌ开 始 计 时 ，０１ 时 间 到 ，输 出继 电器 Ｙ 得 电 ， 此 时 ， ．Ｓ ２
相 异步 电动机 的 Ｙ△ 降压起动 、 ＿ 能耗制动 中的应用，不但功 能得到了加 强，而且系统更加稳定可靠 。随着 Ｐ Ｃ 技术大 Ｌ 量推广 ，Ｐ Ｃ 在继 电． Ｌ 接触控制线路中的应用将得 到普及与
Ｙ 形 启 动 ： 按 下起 动 按钮 Ｓ ２ ４Ｖ１线 圈得 电 ，Ｋ １ Ｂ ，Ｉ ｌ Ｊ ． Ｍ
中国西部科技
２１ ０ ２年 Ｏ ７月第 １ 卷第 ０ １ ７期总第 ２ ６期 ７
ＫＭ Ｉ 、ＫＭ２线 圈得 电 ， 电动 机 成 △ 运 行 。
３ １
能耗制动 Ｐ Ｃ控制 电路设计思路及工作原理。 Ｌ
Ｋ Ｍ３
的可靠性较低 。
３ Ｌ 控制方式 ＰＣ
图 １ 带 能耗 制动 Ｙ △降压 启 动控制 主 回路 一
Ｐ Ｃ 是 在传 统 的 继 电器 控 制 基 础 上 引 入 计 算 机 技 术 而 Ｌ
形成 的一代新型工业控制产 品，目的是用来替代传统继 电器
２ ２ 二 次 控 制 回 路 ．
Ｌ１ Ｌ ２ Ｌ３
头后 闭合，Ｋ Ｍ４线圈得电，Ｋ Ｍ４常开触头 闭合使 Ｋ Ｍ３得 电，电动机 Ｍ 接入直流 电能耗制动 ，迅速停机 。
’ Ｅ Ｋ ４ Ｍ
图 ２ 带能耗 制动 Ｙ △ 降 压启 动二 次控 制回路 一
传统 的继 电器． 接触器控制方式 控制逻辑清晰 ，采用机 电合一 的组合方式便于普通机类或 电类技术人员维修，但 由 于使用 的电气元件体积大、触点多、故 障率大 ，因此 ，运行
结合 ，用于三相异步 电动机 Ｙ△启动制动 ，与传统的能耗 制动线路相 比，其适用范 围广，工作可 靠性 高，控制 简单 易行 ， ．
具有较好的 实用价值 。 关键词 ：Ｐ Ｃ 一 Ｌ ；Ｙ △降压起动 ；能耗制动
Ｄ ：１ ． ９ ９ ｊ ｓ ｎ １ ７ — ３ ６ ２ １ ． ７ ０ ３ ０Ｉ ０ ３ ６ ／ ．ｉ ｓ ． ６ １ ６ ９ ． ０ ２ ０ ． １
输 出地址
Ｙ１
Ｙ ２ Ｙ ３ Ｙ ４
名 称
热 继常 开触 点
停止 按钮 启动 按钮
符 号
Ｆ Ｒ
Ｓ Ｂ１ Ｓ Ｂ２
输入 地址