三相异步电动机多段速度运行自动控制装置

王树杰

一、变频器

1.变频器的选用：

变频器技术是一门综合性的技术，它建立在控制技术、电子电力技术、微电子技术和计算机技术的基础上。与传统的调速系统相比，利用变频器对电动机进行调速控制，有如下优点：节约电能、容易实现对电动机的调速控制；可实现大范围内的高效连续调速控制和精确调速控制；可以实现对电动机的正反转切换，也可实现对电动机的高速驱动；还可以进行电气制动，使得电动机可以进行高额度的起停运转。

当电动机带动较大负载启动时，会产生较大的冲击电流，如采用变频器，就可以实现软启动，减小冲击电流，解决大负载的启动问题。

在本课题中我选用的是深圳市微能科技有限公司的WIN-9系列变频器。WIN-9系列变频器是新一代SVPWM变频器，它的低速额定转矩输出，超静音稳定运行，内置PID功能可以方便地实现PID闭环控制，控制方式多样，多种参数在线监视及在线调整，操作灵活，还具有双LED显示，能最大限度的满足用户的多种需求。

2.输入、输出端子的选用：

R、S、T ：交流电源输入端子，接三相交流电源或单相交流电

U、V、W ：变频器输出端子，接三相交流电机

G ：接地端子，接大地 COM：+24V公共端

FOR：正转，与COM闭合时有效 X1：反转端子

X3：多段速度控制一，接可编程控制器

X4：多段速度控制二，接可编程控制器

X5：多段速度控制三，接可编程控制器

TA1、TB1、TC1：故障接点输出1端子TA和TC之间闭合时故障，端子TB和TC之间断开时故障（可编程）

FM：频率表输出 0～10V/100%频率；多功能模拟量监视

CM：电流表输出 0～5V/100%电流；多功能模拟量监视

+24V、COM ：24V辅助电源

备注：+24V电源仅用作端子控制时的电源用，不能用作外部传感器的其它电源。

3.功能参数的设置：

（1）运行控制方式的设定：

F003：运行控制方式

0：键盘控制 1：端子控制 2：RS-485控制

将运行控制方式F003设置为F003=1（端子控制）

（2）频率给定方式的设定：

F004：频率给定方式选择

0：键盘数字给定 1：模拟输入

2：PID调节运行 3：程序运行

4：摆频运行 5：端子输入控制多段速度

6：端子控制上/下运行 7：RS-485输入

将频率给定方式F004设置为F004=5（端子输入控制多段速度）

（3）电机停止方式的设定：

F036：电机停止方式

0：减速停止 1：自由停止

将电机停止方式F036设置为F036=0（减速停止）

（4）多功能输入端子的设定：

F060：可编程端子X1输入功能选择 0：反转端子

F062：可编程端子X3输入功能选择 2：多段速度控制1

F063：可编程端子X4输入功能选择 3：多段速度控制2

F064：可编程端子X5输入功能选择 4：多段速度控制3

将F060设置为F060=0（反转端子

将F062设置为F062=2（多段速度控制1）

将F063设置为F063=3（多段速度控制2）

将F064设置为F064=4（多段速度控制3）

（6）一、二、七段速度频率的设定：

将F134一段速度设定2设置为10.00Hz

将F136二段速度设定4设置为30.00Hz

将F139七段速度设定7设置为50.00Hz

（7）一、二、七段加、减速时间的设定：

将F147一段加速时间at2设置为10s

将F148一段减速时间dt2设置为10s

将F151二段加速时间at4设置为10s

将F152二段减速时间dt4设置为10s

将F157七段加速时间at7设置为10s

将F158七段减速时间dt7设置为10s

（8）其余所需参数的设定：

将F033点动减速时间设置为10s

将F200电机额定功率设置为1.5KW

将F201电机额定电压设置为380V

将F202电机额定电流设置为4.3A

将F203电机额定频率设置为50Hz

二、PLC可编程控制器

1.PLC的选用及主要参数：

在本设计中我选用的是由德国Siemens公司生产的S7-200系列的可编程序控制器，SIMATIC S7-200 PLC可编程序控制器具有极高的可靠性、极丰富的指令集、操作便捷、内置丰富的集成功能、实时特性，强劲的通迅能力和丰富的扩展模块。介于S7-200可编程序控制器的强大功能使其无论是在独立运行中，或是相连成网络的情况下都能够实现复杂的控制功能，因此它具有极高的性价比。

三、PLC控制的三相异步电动机多段速度自动控制系统操作说明

先将断路器QS闭合使得I0.2处于闭合状态，由于控制系统为往返运行控制，所以系统运行分为前、后两个半段。按下启动按钮I0.0，寄存器Q0.0与时间继电器T37同时得电，此时，主电路中接触器闭合，变频器得电使得TB1端子输出信号，I0.5闭合，与此同时Q0.0的常开点闭合形成自锁，时间继电器开始记时，当延时5s后，进入系统前半段运行过程，T37的常开点闭合，使得寄存器Q0.1和存储器M1.1线圈得电，相应点闭合，电机正转。定时器T38——T42与Q0。3——Q0。5配合完成加，减速。延时10s后，FOR端子断电，正转停车；再延时10S，反转X1端子得电，电机反转，进入定时器T38——T42与Q0。3——Q0。5配合完成加、减速控制，电机减速停车，复位Q0。0完成一个循环控制。本系统设有紧急停车、故障停车和报警功能，可以随时停止正在运行的控制程序。

四、结束语

本课题只能够简单的体现利用可编程控制器和变频器对电动机进行变频调速的过程，如要应用该设计方案对电动机进行实际工业生产的变频调速，存在着许多实际应用的不足，只能在作为教学实验。