基于PLC的三相异步电动机能耗制动系统设计(DOC)

1 绪论

1.1课程研究背景

三相异步电动机又称三项感应电动机,它的应用非常广泛，几乎涵盖了农业生产和人类生活的各个领域。随着电气化、自动化技术的发展，三项异步电动机得到了越来越好的控制。

而电气化控制相较其他控制方法而言，更简洁便于操作，所以应用比较广泛。本课题的控制是采用PLC的梯形图编程语言来实现的。梯形图语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能、使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路。

在实际运用中,有些生产机械往往要求电动机快速,准确地停车,而电动机在脱离电源后由于机械惯性的存在,完全停止需要一段时间,但是这往往不能适应某些生产机械工艺的要求，如万能铣床、卧床镗床、电梯等。为提高生产效率及准确停位，要求电动机能迅速停车，这就要求对电动机采取有效措施进行制动。

电动机制动分二大类:机械制动和电气制动。

机械制动是在电动机断电后利用机械装置对其转抽施加相反的作用力矩(制动力矩)来进行制动.电磁抱闸就是常用方法之一,结构上电磁抱闸由制动电磁铁和闸瓦制动器组成.断电制动型电磁抱闸在电磁线圈断电后,利用闸瓦对电动机轴进行制动;电磁铁线圈得电时,松开闸瓦,电动机可以自由转动.这种制动在起重机械上被广泛采用。

电气制动是使电动机停车时产生一个与转子原来的实际旋转方向相反的电磁力矩(制动力矩)来进行制动.常用的电气制动有反接制动和能耗制动等。

机械制动是在电动机断电后利用机械装置对其转抽施加相反的作用力矩(制动力矩)来进行制动.电磁抱闸就是常用方法之一,结构上电磁抱闸由制动电磁铁和闸瓦制动器组成.断电制动型电磁抱闸在电磁线圈断电后,利用闸瓦对电动机轴进行制动;电磁铁线圈得电时,松开闸瓦,电动机可以自由转动.这种制动在起重机械上被广泛采用。

电气制动是使电动机停车时产生一个与转子原来的实际旋转方向相反的电磁力矩(制动力矩)来进行制动.常用的电气制动有反接制动和能耗制动等。

长期以来，能耗制动始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。由于能耗制

动综合了计算机和自动化技术，所以它发展日新月异，大大超出其出现时的技术水平。它不但可以很容易地完成逻辑、顺序、定时、计数、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制[1]

1.2课程研究的价值

超大规模集成电路的迅速发展以及信息、网络时代的到来，扩大了能耗制动的功能，使其具有很强的的联网通讯能力，从而更广泛地应用于众多行业，不管是农业还是工业，都有着举足轻重的作用。

随着科学技术的发展与不断进步，电气工程与自动化技术正以令人瞩目的发展快速的改变着我国的工业基础整体面貌。

与此同时，该技术的不断发展，对社会的生产方式、人们的生活方式和思想观念也产生了重大的影响，并在现代化建设中发挥着越来越重要的作用，它正朝着智能化、网络化和集成化的方向发展。

1.3课程设计的任务

1.3.1设计任务：

在分析三项异步电动机的能耗制动的工作原理和实现方式的基础上，自行选定异步电动机并设计基于PLC的能耗制动控制系统。

1.3.2 设计要求：

（1）掌握交流异步电动机调速的基本原理和基本结构

（2）设计能耗制动系统，合理选择实现能耗制动的电气元件

（3）根据所选电气元件，设计能耗制动的主回路及基于PLC的控制回路，要求三相异步电机停机后能够迅速切除电源

（4）根据设计系统，进行参数及系统调试

（5）设计报告书需参照《徐州工程学院毕业论文（设计）》模板规定的格式撰写。要求内容翔实连贯，数据准确可靠，突出技术细节。

2 三项异步电动机的基本结构和工作原理

2.1三项异步电动机的基本结构

三项异步电动机主要由定子和转子两个部分组成，定子是静止不动的部分，转子是旋转的部分，在定子与转子之间有一定的空隙，如图2.1所示[2]

图2.1 三相异步电动机的结构

1-轴2-弹簧片3-轴承4-端盖5-定子绕组6-机座7-定子铁芯8-转子铁芯9-吊环

10-出线盒11-风扇盒12-风扇13-轴承内盖

2.1.1定子铁心

电机磁路的一部分，并在其上放置定子绕组。定子铁心一般由0.35~0.5毫米厚表面具有绝缘层的硅钢片冲制、叠压而成，在铁心的内圆冲有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组。

定子铁心槽型有以下几种：

半闭口型槽：电动机的效率和功率因数较高，但绕组嵌线和绝缘都较困难。一般用于小型低压电机中。

半开口型槽：可嵌放成型绕组，一般用于大型、中型低压电机。所谓成型绕组即绕组可事先经过绝缘处理后再放入槽内。

开口型槽：用以嵌放成型绕组，绝缘方法方便，主要用在高压电机中。

定子绕组

作用：是电动机的电路部分，通入三相交流电，产生旋转磁场。

构造：由三个在空间互隔120°电角度、对称排列的结构完全相同绕组连接而成，这些绕组的各个线圈按一定规律分别嵌放在定子各槽内。

定子绕组的主要绝缘项目有以下三种：（保证绕组的各导电部分与铁心间的可靠绝缘以及绕组本身间的可靠绝缘）。

⑴对地绝缘：定子绕组整体与定子铁心间的绝缘。

⑵相间绝缘：各相定子绕组间的绝缘。

⑶匝间绝缘：每相定子绕组各线匝间的绝缘。电动机接线盒内的接线：电动机接线盒内都有一块接线板，三相绕组的六个线头排成上下两排，并规定上排三个接线桩自左至右排列的编号为1（U1）、2（V1）、3（W1），下排三个接线桩自左至右排列的编号为6（W2）、4（U2）、5（V2），.将三相绕组接成星形接法或三角形接法。凡制造和维修时均应按这个序号排列。

2.1.2 三相异步电动机的转子

转子由铁芯和绕组组成。

转子铁芯也是电动机磁路的一部分，由硅钢片叠压而成为一个整体装在转轴上。转子铁芯的内圆冲有转子槽，槽中安放线圈如图2.2所示。

异步电动机转子多采用绕线式和鼠笼式两种形式。因此异步电动机按绕组形式的不同分为绕线异步电动机和笼型异步电动机两种。绕线电动机和笼形电动机的转子构造虽然不同，但工作原理是一致的。转子的作用是产生转子电流及产生电磁转矩。

绕线异步电动机转子绕组是由线圈组成，三相绕组对称放入转子铁芯槽内。转子绕组通过轴上的滑环和电刷在转子回路中接入外加电阻，用以改善启动性能与调节转速，如图2.3所示[2]

图2.2 定子与转子的硅钢片图2.3 绕线式转子绕组与外接变阻器的连接

1-定子铁芯硅钢片2-定子绕组1-滑环转子绕组2-轴3-电刷4-变阻器

3-转子铁芯硅钢片4-转子绕组

2.1.3 机座

作用：固定定子铁心与前后端盖以支撑转子，并起防护、散热等作用。

构造：机座通常为铸铁件，大型异步电动机机座一般用钢板焊成，微型电动机的机座采用铸铝件。封闭式电机的机座外面有散热筋以增加散热面积，防护式电机的机座两端端盖开有通风孔，使电动机内外的空气可直接对流，以利于散热。

2.1.4 其他

轴承：连接转动部分与不动部分。

轴承端盖：保护轴承。

风扇：冷却电动机。

2.2三项异步电动机的工作原理

当向三相定子绕组中通入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。

通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当三项异步电动机的工作原理，基于定子旋转磁场和转子电流（转子绕组内的电流）的相互作用。如图2.4（a）所示。当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。如图2.4（b）所示[2]。

图2.4 三相异步电动机接线图和工作原理图

（a）定子绕组与电源的接线图（b）工作原理图

3 三相异步电动机的能耗制动

3.1能耗制动的原理

异步电动机能耗制动的电路原理图一般如图3.1所示。进行正向能耗制动时，首先将定子绕组从三相交流电源断开（KM1断开），接着立即将一低压直流电源接入定子绕组（KM3闭合）。直流电流通过定子绕组后，在电动机内部建立一个固定不变的磁场，由于转子在运动系统储存的机械能作用下继续旋转，转子导体内就会产生感应电动势和电流，该电流与恒定磁场相互作用产生作用方向与转子实际旋转方向相反的制动转矩。在它的作用下，电动机转速迅速下降，此时运动系统储存的机械能被电动机转换成电能后消耗在转子电路的电阻中。

电动机反向运转时时KM2断开，其他过程类似。

图3.1能耗制动电路原理图

3.2 能耗制动原理图

3.2.1 能耗制动主电路设计

图3.2能耗制动控制电路主体部分KM1为主触点，当KM1常闭触点断开，KM1辅常开触点闭合，KM1主触点闭合，电机正转启动，KM2为反转主触点。

制动时，KM3接通，接入直流电流开始制动，当KT设置时间到时，继电器断开。

由于延时继电器在延时所设置的时间后便自动断开主触点，所以不用担心电机转速为零时依然接入直流电源的问题。

3.2.2 能耗制动控制电路设计

SB2控制正转线圈，SB3控制反转线圈，SB1是总的停止开关。图中KT的瞬时常开触点的作用是为了防止发生时间继电器线圈断线或机械卡住故障时，电动机在按下停止按钮SB1后仍能迅速制动，两项的定子绕组不至于长期接入能耗制动的直流电流。所以，在KT发生故障后，该电路具有手动控制能耗制动的能力，即只要停止按钮处于按下的状态，电动机就能够实现能耗制动[3]

图3.3能耗制动控制电路控制部分

3.2.3电器元件的选择

1.三相异步电动机

2.接触器FR

3.热继电器FU

4.开关SB

5.时间继电器KT

6.滑动变阻器R

7.整流装置

8.变压装置

9.继电器KM

10.二极管

3.3 能耗制动特点[4]

制动作用的强弱与直流电流的大小和电动机转速有关，在同样的转速下电流越大制动作用越强。一般取直流电流为电动机空载电流的3～4倍，过大会使定子过热。电动机能耗制动时，制动转矩随电动机的惯性转速下降而减小，故制动平稳且能量消耗小，但是制动力较弱，特别是低速时尤为突出；另外控制系统需

附加直流电源装置。一般在重型机床中常与电磁抱闸配合使用，先能耗制动，待转速降至一定值时，再令抱闸动作，可有效实现准确、快速停车。能耗制动一般用于制动要求平稳准确、电动机容量大和起制动频繁的场合，如磨床、龙门刨床及组合机床的主轴定位等等。

3.4 能耗制动控制线路

启动控制

按下SB2→KM1线圈得电→KM1常闭触点断开，KM1辅常开触点闭合，KM1主触点闭合→电动机M正转启动。

制动控制：

按下SB1→SB1常闭触点断开，KM1线圈断电，KM1主触点断开，电动机脱离交流电源→SB1常开触点闭合→KM3得电吸合，能耗电路开始工作→速度接近零时，时间继电器断开，制动结束。

电机的反转也和正转相似。

4 PLC基本知识

4.1 PLC的定义

1985年，国际电工委员会(IEC)对PLC作出如下定义：可编程序控制器是一种数字运算操作电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的，模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。

由该定义可知：PLC是一种由“事先存贮的程序”来确定控制功能的工控类计算机。

PLC它是按照成熟而有效的继电器控制概念和设计思想，利用不断发展的新技术、新电子器件，逐步形成了具有特色的各种系列产品，是一种数字运算操作的专用电子计算机。它是将逻辑运算，顺序控制，时序和计数以及算术运算等控制程序，用一串指令的形式存放到存储器中，然后根据存储的控制内容，经过模拟，数字等输入输出部件，对生产设备和生产过程进行控制的装置。

4.2 PLC的工作原理

当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

(一) 输入采样阶段

在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。(二) 用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形

图所规定的特殊功能指令。

即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

(三) 输出刷新阶段

当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。

4.3 PLC工作的优点

1.可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC 以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。

2 .配套齐全，功能完善，适用性强

PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

3.易学易用，深受工程技术人员欢迎

PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机

从事工业控制打开了方便之门。

4.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造

PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。

5.体积小，重量轻，能耗低

以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备[2]

4.4 PLC控制电路相对于继电器控制电路的优点

1、控制方式上看：电器控制硬接线，逻辑一旦确定，要改变逻辑或增加功能很是困难；而PLC软接线，只需改变控制程序就可轻易改变逻辑或增加功能。

2、工作方式上看：电器控制并行工作，而PLC串行工作，不受制约。

3、控制速度上看：电器控制速度慢，触点易抖动；而PLC通过半导体来控制，速度很快，无触点，顾而无抖动一说。

4、定时、记数看：电器控制定时精度不高，容易受环境温度变化影响，且无记数功能；PLC时钟脉冲由晶振产生，精度高，定时范围宽；有记数功能。

5、可靠、维护看：电器控制触点多，会产生机械磨损和电弧烧伤，接线也多，可靠、维护性能差；PLC无触点，寿命长，且有自我诊断功能，对程序执行的监控功能，现场调试和维护方便。

5 基于PLC的三相异步电动机能耗制动系统设计

图5-1三相异步电动机I/O接线图

启动按钮SB1，正转按钮SB2，反转按钮SB3，热继电器FR，输出回路接继电器KM1-KM3。

图5-2 PLC程序截图

本次课程设计要求为：设计一个基于PLC动机能耗制动的主电路和控制电路。

我们利用之前学过电机拖动和PLC知识，并且把他们结合起来，完成了基于PLC的三相异步电动机能耗制动系统设计。

我们设计的是可逆运行能耗制动控制电路，因为在实际运用中,有些生产机械不仅要求电动机快速,准确地制动，还要求能够逆向运转，所以才设计了这种制动系统。

能耗制动我是利用时间原则来进行控制的。由于本次实验的实验器材限制，并没用真实的利用电动机来进行实验，所以将T37时间继电器暂定于10秒，但在实际情况中要根据实际电动机的参数来决定设定的时间。

在网上查了资料后发现，能耗制动大概是(1.5-2s)/kw[3]所以只要知道电动机的参数，时间继电器的设定也就能确定了。

通过本次课程设计，充分锻炼了自己理论结合实际的能力，同时对能耗制动和PLC有更深刻的认识和理解，为以后的自身发展又打下了些基础。

课程设计是一门实践性课程，是对所学进行一次应用，是有实际意义的，从中可以检验我们到底学到了什么，有掌握到什么程度。这次的课程设计还是有一定难度的，只能说明自己学的不够好，所以在此次课程设计中遇到了不少困难，还有找资料等，都花了不少时间和精力，不过毕竟也是花了不少工夫去努力完成了，在找资料方面真是花费了不少心思的，上图书馆查资料借书，上网搜索此方面的资料、请教学的比较好的同学等。

这次设计因为时间短，所以也不可能做到很好，很多问题都没处理到很好，这其实只是为了日后能熟悉设计过程做的准备，学多一点将来也不会一点都不懂，一切都是为了自己的将来，设计过程是短暂的，但是留给我们的是设计的经验，每一行都是有前途的，只要做的好都会有好的出路，要不断磨练才会有所成绩，做课程设计的这一周还是很辛苦的，有的时候为了找有关方面的资料要做很多工作，有的甚至夜以继日的工作，为的只是完成一份比较满意的设计。

在这次课程设计中，老师和同学给予了很大的帮助，他们给我提供了正确的方向，我要在此由衷的感谢他们。

参考文献

[1]. 三相异步电动机以及PLC控制[D].吉林:吉林省工程技师学院,2013

[2] 冯清秀,邓星钟等.机电传动控制[M].武汉：华中科技大学出版社，2014.4

[3] 黄永红...电气控制与PLC应用技术, 北京:机械工业出版社,2011.

[4] 杨耕，罗应立.电机与运动控制系统[M].北京：清华大学出版社.2006.3

附录

Y系列电动机是一般用途的全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机。安装尺寸和功率等级符合IEC标准，外壳防护等级为IP44，冷却方法为IC411，连续工作制（S1）。适用于驱动无特殊要求的机械设备，如机床、泵、风机、压缩机、搅拌机、运输机械、农业机械、食品机械等。

Y系列电动机效率高、节能、堵转转矩高、噪音低、振动小、运行安全可靠。Y80~315电动机符合Y系列（IP44）三相异步电动机技术条件JB/T9616-1999。Y 355电动机符合Y系列（IP44）三相异步电动机技术条件JB5274-91。Y80~315电动机采用B级绝缘。Y355电动机采用F级绝缘。额定电压为380V，额定频率为50Hz。功率3kW及以下为Y接法；其它功率均为△接法。电动机运行地点的海拔不超过1000m；环境空气温度随季节变化，但不超过40℃；最低环境空气温度为-15℃；最湿月月平均最高相对湿度为90%；同时该月月平均最低温度不高于25℃。

电动机有一个轴伸，按用户需要，可制成双轴伸，第二轴伸亦能传递额定功率，但只能用联轴器传动。

按用户需要，还可供应其他功率、电压、频率、湿热带型（TH）、防护等级

制动器的设计计算

§3 制动器的设计计算 3.1制动蹄摩擦面的压力分布规律 从前面的分析可知，制动器摩擦材料的摩擦系数及所产生的摩擦力对制动器因数有很大影响。掌握制动蹄摩擦面上的压力分布规律，有助于正确分析制动器因数。在理论上对制动蹄摩擦面的压力分布规律作研究时，通常作如下一些假定： (1)制动鼓、蹄为绝对刚性； (2)在外力作用下，变形仅发生在摩擦衬片上； (3)压力与变形符合虎克定律。 1.对于绕支承销转动的制动蹄 如图29所示，制动蹄在张开力P 作用下绕 支承销O ′点转动张开，设其转角为θΔ，则蹄片 上某任意点A 的位移AB 为 AB =A O ′·θΔ 由于制动鼓刚性对制动蹄运动的限制，则其径向位移分量将受压缩，径向压缩为AC AC =AB COS β 即 AC =A O ′θΔCOS β 从图29中的几何关系可看到 A O ′COS β=D O ′=O O ′Sin ? AC =O O ′Sin ?θΔ? 因为θΔ?′O O 为常量，单位压力和变形成正比，所以蹄片上任意一点压力可写成 q=q 0Sin ? (36) 亦即，制动器蹄片上压力呈正弦分布，其最大压力作用在与O O ′连线呈90°的径向线上。 2.浮式蹄 在一般情况下，若浮式蹄的端部支承在斜支座面 上，如图30所示，则由于蹄片端部将沿支承面作滚动 或滑动，它具有两个自由度运动，而绕支承销转动的 蹄片只有一个自由度的运动，因此，其压力分布状况 和绕支承销转动的情况有所区别。 现分析浮式蹄上任意一点A 的运动情况。今设定蹄片和支座面之间摩擦足够大，制动蹄在张开力作用

下，蹄片将沿斜支座面上作滚动，设Q 为其蹄片端部圆弧面之圆心，则蹄片上任意一点A 的运动可以看成绕Q 作相对转动和跟随Q 作移动。这样A 点位移由两部分合成：相对运动位移和牵连运动位移BC ，它们各自径向位移分量之和为 (见图 30)。 AD =AB COS β+BC COS(?-α) 根据几何关系可得出 AD =(θΔ·OQ +BC Sin α) Sin ?+BC COS αCOS ? 式中θΔ为蹄片端部圆弧面绕其圆心的相对转角。 令 θΔ·OQ +BC Sin ?=C 1 BC COS α=C 2 在一定转角θΔ时，1C 和2C 都是常量。同样，认为A 点的径向变形量AD 和压力成正比。这样，蹄片上任意点A 处的压力可写成 q=q 1Sin ?+q 2COS ? 或 q=q 0Sin(?+?0) 也就是说，浮式蹄支承在任意斜支座面上时，其理论压力分布规律仍为正弦分布，但其最大压力点在何处，难以判断。 上述分析对于新的摩擦衬片是合理的，但制动器在使用过程中摩擦衬片有磨损，摩擦衬片在磨损的状况下，压力分布又应如何呢?按照理论分析，如果知道摩擦衬片的磨损特性，也可确定摩擦衬片磨损后的压力分布规律。根据国外资料，对于摩擦片 磨损具有如下关系式 fqv K W 11= 式中 W 1——磨损量； K 1——磨损常数； f ——摩擦系数； q——单位压力； v ——磨擦衬片与制动鼓之间的相对滑 动速度。 通过分析计算所得压力分布规律如图31所 示。图中表明在第11次制动后形成的单位 面积压力仍为正弦分布αsin 132=q 。如果摩 擦衬片磨损有如下关系： 2222v fq K W = 式中 2K ——磨损常数。 则其磨损后的压力分布规律为αsin C q =(C

三相异步交流电机的设计_毕业设计

学生毕业设计（毕业论文） 系别：机电工程 专业：数控技术 设计（论文）题目：三相异步交流电机

毕业设计（论文）任务书 一、课题名称：三相异步电机的设计 二、主要技术指标： 1.内部由定子和转子构成。 2. 外壳有机座、端盖、轴承盖、接线盒、吊环等组成。 3. 技术要求：采用电压AC380，可以实现正反转。 三、工作内容和要求： 1．设计磁路部分：定子铁心和转子铁心。 2 设计电路部分：定子绕组和转子绕组以及电路图。 3 设计机械部分：机座、端子、轴和轴承等。 4．设计电路的正反转和安全控制部分。 5．按照“毕业设计规格”设计毕业报告。 四、主要参考文献： 1.[1]王世琨.《图解电工入门》[M].中国电力出版社.2008.

2.[2]满永奎.《电工学》[M].清华大学出版社.2008. 3.[3]乔长君.《电机绕组接线图册》[M].化学工业出版社.2012. 4.百度文库 学生（签名）年月日 指导教师（签名）年月日 教研室主任（签名）年月日 系主任（签名）年月日

毕业设计（论文）开题报告

摘要

在费拉里斯和特斯拉发明多相交流系统后，19世纪80年代中期，多沃罗沃尔斯基发明了三相异步电机，异步电机无需电刷和换向器三相异步电机(Triple-phase asynchronous motor)是靠同时接入380V三相交流电源（相位差120度）供电的一类电动机，由于三相异步电机的转子与定子旋转磁场以相同的方向、不同的转速成旋转，存在转差率，所以叫三相异步电机。 作电动机运行的三相异步电机。三相异步电动机转子的转速低于旋转磁场的转速，转子绕组因与磁场间存在着相对运动而感生电动势和电流，并与磁场相互作用产生电磁转矩，实现能量变换。与单相异步电动机相比，三相异步电动机运行性能好，并可节省各种材料。按转子结构的不同，三相异步电动机可分为笼式和绕线式两种。笼式转子的异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用。 Reese and Tesla invented in AC system. At the mid of 1880s, 多沃罗沃尔Chomsky invented the three-phase asynchronous motors, asynchronous motors without brushes and commutate. Three-phase asynchronous motors (Triple-phase asynchronous motor) is by simultaneously accessing 380V three-phase AC power supply of a class of motors, three-phase asynchronous motor as the rotor and the stator rotating in the same direction, to rotate at different speeds, there turn slip, so called three-phase asynchronous motors. For three-phase asynchronous motors motor is running. Three-phase asynchronous motor rotor speed is lower than the speed of the rotating magnetic field, the magnetic field due to the rotor windings relative motion exists between the induced electromotive force and current, and the magnetic field generated by the interaction with the electromagnetic torque and achieve energy conversion. Compared with single-phase induction motor, Three- phase asynchronous motor running properties, and save a variety of materials. According to the different structure of the rotor, three-phase cage induction motor and the winding can be divided into two kinds. Cage rotor induction motor, simple structure, reliable operation, light weight, cheap, has been widely used

三相异步电动机的PLC控制(参考模板)

技能训练三相异步电动机的PLC控制 工程实际中的PLC控制系统总是比较复杂的，作为其中的基本环节，三相异步电动机的几种典型控制回路常见于PLC控制系统中。本模块详细讲述了几种三相异步电动机的PLC 控制电路硬件结构及实用程序，并通过三相异步电动机星形－三角形启动实训，让读者进一步掌握简单PLC控制系统的开发运用。 第一部分教学要求 一、目的要求 ①学习PLC在三相异步电动机控制电路中的运用情况 ②通过示例，掌握PLC控制程序编制技巧 ③了解常用PLC编程软件的基本运用，培养简单PLC控制系统的开发能力 二、工具器材 第二部分教学内容 三相异步电动机各种控制电路，是工业控制系统中使用最为普遍的基本环节。本模块对三相异步电动机点动-长动、正转-反转、顺序启动等几种常见PLC控制电路进行讨论，每一种电路均给出了与之对应的继电-接触器控制电路，两种电路中的所有按钮及输出接触器均采用相同的代号，以方便读者对照理解。 一、三相异步电动机点动-长动控制回路 1.点动-长动控制电路接线图 图9-1（a）是三相异步电动机点动-长动PLC控制I/O接线图，图9-1（b）是与之对应

的继电器接触器控制电路。

（a）PLC控制I/O接线图（b）继电器接触器控制电路 图9-1 点动-长动控制电路接线图 2.梯形图及指令表程序 图9-2（a）是三相异步电动机点动-长动PLC控制梯形图程序，图9-2（b）是与之对应的指令表程序 （a）梯形图程序（b）指令表程序 图9-2 三相异步电动机点动-长动PLC控制程序 3.编程元件的地址分配 输入输出继电器地址分配，如表9-1所示。 表9-1 输入输出继电器的地址分配表 编程元件I/O端子电路器件作用 输入继电器X000SB1停止按钮X001SB2点动按钮X002SB3长动按钮 输出继电器Y000KM接触器线圈辅助继电器M0-长动自锁控制其他电器-FR过载保护 4.操作要求 ①在停止状态，按下点动按钮SB2，电机运转，松开SB2，电机停止； ②在停止状态，按下长动按钮SB3，电机运转，松开SB3，电机仍保持运转； ③按停止按钮SB1，电机停转。 5.简要说明

钢筋混凝土框架结构设计计算书

钢 筋 混 凝 土 框 架 结 构 设 计 计 算 书

目录 第一章前言 (5) 第二章方案论述 (6) 2.1 建筑方案论述 (6) 2.2结构设计论述 (7) 第三章结构方案设计 (9) 3.1设计总说明 (9) 3.1.1设计依据 (9) 3.1.2 设计概述 (9) 3.1.3 结构说明 (9) 3.1.4.各部分建筑构造 (9) 3.2结构方案设计 (10) 3.2.2场地条件 (10) 第四章荷载计算 (11) 4.1荷载汇集及截面尺寸的选取 (11) 4.1.1 框架柱： (11) 4.1.2 框架梁： (11) 4.1.3 材料情况： (11) 4.2荷载汇集 (11) 4.3 计算简图及层数划分 (13) 4.4 各层重力荷载代表值计算 (14) 第五章水平地震作用下的框架内力分析 (19) 5.1层间侧移刚度计算 (19) 5.1.1梁线刚度 (19) 5.1.2柱线刚度计算 (20) 5.1.3柱侧移刚度计算 (20) 5.2水平地震作用层间地震剪力和弹性位移的计算 (21) 5.2.2水平地震作用下的层间位移和顶点位移计算 (23) 5.3 水平地震作用下框架柱剪力和弯矩（采用D值法） (23) 5.4水平地震作用下梁端弯矩 (25) 5.5水平地震作用下的梁端剪力和柱轴力 (25) 5.6水平地震作用下的框架内力图 (26) 第六章风荷载作用下框架内力分析 (26) 6.1自然条件 (27) 6.2风荷载计算 (27) 6.3风荷载作用下框架柱剪力和弯矩（采用D值法，取中框架计算） (28) 6.4 风荷载作用下梁端弯矩计算 (29) 6.5风荷载作用下的梁端剪力和柱轴力计算 (30) 6.6风荷载作用下框架内力图 (30) 第七章竖向荷载作用下框架内力分析 (31) 7.1竖向荷载计算 (31) 7.1.2 恒荷载 (31)

制动系统匹配设计计算分解

制动系统匹配设计计算 根据AA车型整车开发计划，AA车型制动系统在参考BB轿车底盘制造平台的基础上进行逆向开发设计，管路重新设计。本计算是以选配C发动机为基础。 AA车型的行车制动系统采用液压制动系统。前、后制动器分别为前通风盘式制动器和实心盘式制动器，制动踏板为吊挂式踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线(X型)布置，采用ABS。驻车制动系统为机械式手动后盘式制动，采用远距离棘轮拉索操纵机构。因AA车型与参考样车BB的整车参数接近，制动系统采用了BB样车制动系统，因此，计算的目的在于校核前/后制动力、最大制动距离、制动踏板力、驻车制动手柄力及驻坡极限倾角。 设计要符合GB 12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》；GB 13594-2003《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》和GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》的要求，其中的踏板力要求≤500N，驻车制动停驻角度为20％（12），驻车制动操纵手柄力≤400N。 制动系统设计的输入条件 整车基本参数见表1，零部件主要参数见表2。 表1 整车基本参数

表2 零部件主要参数制动系统设计计算 1.地面对前、后车轮的法向反作用力 地面对前、后车轮的法向反作用力如图1所示。 图1 制动工况受力简图由图1，对后轮接地点取力矩得:

式中：FZ1（N）：地面对前轮的法向反作用力；G（N）：汽车重力；b（m）：汽车质心至后轴中心线的水平距离；m（kg）：汽车质量；hg（m）：汽车质心高度；L（m）：轴距；（m/s2）：汽车减速度。 对前轮接地点取力矩，得： 式中：FZ2（N）：地面对后轮的法向反作用力；a（m）：汽车质心至前轴中心线的距离。 2.理想前后制动力分配 在附着系数为ψ的路面上，前、后车轮同步抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于汽车的地面附着力；并且前、后轮制动器制动力Fm1、Fm2分别等于各自的附着力，即：

Y2-160M1-2三相异步电动机电磁设计解读

目录 摘要 ..................................................................... I Abstract................................................................. II 第一章绪论........................................................ - 4 - 1.1 工程背景...................................................... - 4 - 1.2 该课题设计的主要内容.......................................... - 4 - 第二章三相异步电动机................................................ - 6 - 2.1 三相异步电动机结构............................................ - 6 - 2.1.1 异步电动机的定子结构..................................... - 7 - 2.1.2 异步电动机的转子结构..................................... - 8 - 2.1.3 三相异步电动机接线图..................................... - 8 - 2.2 三相异步电动机工作原理........................................ - 9 - 2.3 三相异步电动机的机械特性和工作特性........................... - 12 - 第三章三相异步电机电磁设计......................................... - 14 - 3.1 主要尺寸和空气隙的确定....................................... - 14 - 3.2 定子绕组与铁芯设计........................................... - 14 - 3.2.1 定子绕组型式和节距的选择................................ - 15 - 3.2.2 定子冲片的设计.......................................... - 16 - 3.3 额定数据及主要尺寸........................................... - 17 - 3.4 磁路计算..................................................... - 19 - 3.5 性能计算..................................................... - 22 - 3.5.1 工作性能计算............................................ - 22 - 3.5.2 起动性能计算............................................ - 26 - 第四章电机转动轴的工艺分析......................................... - 28 - 4.1 转动轴的加工工艺分析......................................... - 28 - 4.2 选择设备和加工工序........................................... - 30 - 4.3 成品的最后工序............................................... - 31 - 小结与致谢........................................................... - 32 - 参考文献............................................................. - 33 -

PLC控制三相异步电动机启动

PLC 控制三相异步电动机启动 一、实训目的 1、了解PLC 控制三相异步电动机启动的硬件电路。 2、熟悉PLC 编程的原理及方法。 3、熟悉STEP7-Micro/WIN32编程软件。 4、掌握简单梯形图程序的编制方法。 二、实训内容 1、三相异步电动机启动控制动力主回路参考原理图如图2.1.1 (a)所示。 2、三相异步电动机启动PLC 控制回路参考原理图如图2.1.1 (b)所示。 FU KM FR L N （a ）动力主回路原理图 （b ）PLC 控制回路原理图 图2.1.1 PLC 控制三相异步电动机启动控制电路参考原理图 3、理解实验的原理及控制要求，列出PLC 资源配置表（参考表2.1.1）。

表2.1.1 4、在计算机上安装好STEP7-Micro/WIN32编程软件，编制梯形图程序，并下载到PLC。 三、实训器材 三相异步电动机1台，交流接触器1个，按钮开关2个，指示灯2个，热保护继电器1个，熔断器3个，小型三相断路器1个，小型两相断路器1个，西门子S7-200系列可编程序控制器CPU224XP一台，PPI电缆一根，安装有STEP7-Micro/WIN32编程软件PC机一台(选配或自备)，连接导线及相关工具若干。 四、工作原理 可编程序控制器的编程原理基本上同继电－接触式系统的电气原理图设计，其编程最终目的是控制输出对象，输出对象的问题解决了，基本的编程任务就完成了。 本实训主要是通过开启控制按钮SB_1所给PLC开启信号，在未按下停止控制按钮SB_2以及热继电器常闭触点FR未断开时，PLC输出控制接触器KM线圈带电，其主触头吸合使电机启动。 五、注意事项 1、接线时合理安排布线，保持走线美观，接线要求牢靠，整齐、清楚、安全可靠。尤其注意PLC及其输入输出端电源部分的接线，具体请参考西门子S7-200手册。 2、操作时要胆大、心细、谨慎，不许用手触及各电器元件的导电部分及电动机的转动部分，以免触电及意外损伤。 3、要观察电器动作情况时，必须在断电的情况下小心地打开柜门面板，然后再接通电源进行操作和观察。 六、实训步骤 认识各电器的结构、图形符号、接线方法；抄录电动机及各电器铭牌数据；并用万用电表欧姆档检查各电器线圈、触头是否完好。 实验主回路电源接三路小型断路器输出端L1、L2、L3，供电线电压为380V，PLC控制回路电源接二路小型断路器L、N，供电电压为220V。 参考图2.1.1所示线路进行接线，接线时，先接动力主回路，它是从380V三相交流电源小型断路器QS1的输出端L1、L2、L3开始，经熔断器、交流接触器KM的主触头，热继电器FR的热元件到电动机M的三个线端U、V、W的电路，用导线按顺序串联起来。主电路连接完整无误后，再连接PLC控制回路，它是从220V单相交流电源小型断路器QS2输出端L、N供给PLC电源，同时L亦作为PLC输出公共端。常开按钮SB_1、SB_2以及热继电器的常闭辅助触点均连至PLC的输入端。PLC输出端直接和接触器线圈KM、开启指示灯HL1、停止指示灯HL2相连。 接好线路，经指导教师检查后，方可进行通电操作。 （1）开启控制屏电源总开关，合上小型断路器QS1、QS2，按柜体电源启动按钮，启动电源。

框架结构设计计算书(巨详细的步骤)

框架结构设计 第一部分：框架结构设计资料 一工程概况： 本工程为某市科技局拟建的办公楼，其功能为该局提供日常办公活动、举办各类小型学术报告的场所。结构形式为整体五层框架结构,局部六层,第六层为砖结构。建筑面积为5238m2，层高3.6m，总高为21.900m，室内外高差0.450m。框架平面柱网布置如图1所示。

二设计依据： 2-1. 气象条件: 2-1.1雪荷载：基本雪压力为S0=0.45kN/m2(水平投影)； 2-1.2 风荷载:全年主导风向为东南风，基本风压力为W0=0.60kN/m2; 2-1.3常年气温差值：年最高温度390C，最低气温-40C； 2-1.4 最大降雨程度65.2㎜/h,降雨强度145㎜/h。. 2-2. 建筑耐久等级、防火等级为Ⅱ级。 2-3. 工程地质条件： 2-3.1 该场地地形平坦，地貌类型属浑河冲积阶地。根据建筑对基地的勘察结果，地质情况见表1： 表1建筑地层情况表（标准值） 序号岩土分类（m）土层深度（m）厚度范围（m）地基承载力 f ak(kPa) 1 耕植土0-1. 2 1.2 2 粘土 1.2-4.6 3.4 220 3 砾砂 4.6-5.5 0.9 320 4 圆砾 5.5-12.0 6. 5 360 ②表中给定土层深度自然地坪算起. 2-3.2建筑场地冰冻深度:-1.2M； 2-3.3建筑场地类别：Ⅱ类场地，拟建场地不存在软土震陷、砂（粉）土液化的可能性，为建筑场地有利地段。 2-3.4地震设防烈度：7度，设计地震基本加速度为0.1g，设计地震分组为第一组。 2-3.5活荷载：走廊2.0KN/㎡,楼梯间2.0KN/㎡,厕所2.0KN/㎡, 办公室2.0KN/㎡,门厅2.0KN/㎡,库房6.0KN/㎡,上人屋面2.0KN/㎡, 不上人屋面0.5KN/㎡. 2-4 主要参考资料: 2-4.1各专业课教材 2-4.2 国家标准和行业标准 《建筑设计资料集》 《建筑制图标准》 GB/T50104—2001 《砌体结构设计规范》GB50003－2001 《建筑抗震设计规范》 GB50011－2001 《建筑结构制图标准》GB/T50105—2001

框架结构设计计算书

第一章建筑设计 一、建筑概况 1、设计题目：++++++++++++ 2、建筑面积：6500㎡ 3、建筑总高度：19.650ｍ（室外地坪算起） 4、建筑层数：六层 5、结构类型：框架结构 二、工程概况： 该旅馆为五层钢筋框架结构体系，建筑面积约6500m2，建筑物平面为V字形。走廊宽度2.4m,标准层高3.6m，室内外高差0.45m，其它轴网尺寸等详见平面简图。 三、设计资料 1、气象条件 本地区基本风压 0.40kN/㎡，基本雪压0.35kN/㎡(按你设计的城市查荷载规范) 2、抗震烈度：7度第一组，设计基本地震加速度值0.01g(按你设计的城市查抗震规范) 3、工程地质条件 建筑地点冰冻深度0.7M；(按你设计的城市查地基设计规范) 建筑场地类别：Ⅱ类场地土；（任务书如无，可按此） 场地土层一览表（标准值）（可按此选用）

注：1）地下稳定水位居地坪-6m以下； 2）表中给定土层深度由自然地坪算起。 4、屋面做法： 防水层：二毡三油或三毡四油 结合层：冷底子油热马蹄脂二道 保温层：水泥石保温层（200mm厚） 找平层：20mm厚1：3水泥砂浆 结构层：100mm厚钢筋砼屋面板 板底抹灰：粉底15mm厚 5、楼面做法：水磨石地面：或铺地砖 120㎜厚现浇砼板（或按你设计的楼板厚度） 粉底（或吊顶）15mm厚 6、材料 梁、柱、板统一采用混凝土强度等级为C30，纵筋采用HPB335，箍筋采用HPB235，板筋采用HPB235级钢筋 四、建筑要求 建筑等级:耐火等级为Ⅱ级 抗震等级为3级 设计使用年限50年 五、采光、通风、防火设计 1、采光、通风设计 在设计中选择合适的门窗位置，从而形成“穿堂风”，取得良好的效果以便于通风。 2、防火设计 本工程耐火等级为Ⅱ级，建筑的内部装修、陈设均应做到难燃化，以减少火灾的发生及降低蔓延速度，公共安全出口设有三个（按设计），可以方便人员疏散。因该为旅馆的总高度超过21m属多层建筑，因而根据《高层民用建筑设计防火规范》（2001版GB50045-95）规定，楼梯间应采用封闭式，防止烟火侵袭。在疏散门处应设有明显的标志。各层均应设有手动、自动报警器及高压灭火水枪。 六、建筑细部设计 1、建筑热工设计应做到因地制宜，保证室内基本的热环境要求，发挥投资的经济效益。 2、建筑体型设计应有利于减少空调与采暖的冷热负荷，做好建筑围护结构的保温和隔热，以利节能。

制动系统计算说明书

制动器的计算分析 整车参数 2、制动器的计算分析 2.1前制动器制动力 前制动器规格为?310×100mm，铸造底板，采用无石棉摩擦片，制动调整臂臂长，气室有效面积。当工作压力为P=6×105Pa时，前制动器产生的制动力： F1=2*A c*L/a*BF*?*R/R e*P 桥厂提供数据在P=6×105Pa时，单个制动器最大制动力为F1=3255kgf

以上各式中：A c—气室有效面积 L—调整臂长度 a—凸轮基圆直径 BF—制动器效能因数 R—制动鼓半径 R e—车轮滚动半径 ?—制动系效率 P—工作压力 2.2后制动器制动力 后制动器规格为?310×100mm，铸造底板，采用无石棉摩擦片，制动调整臂臂长，气室有效面积。当工作压力为P=6×105Pa时，前制动器产生的制动力： F2=2*A c*L/a*BF*?*R/R e*P 桥厂提供数据在P=6×105Pa时，单个制动器最大制动力为 F2 =3467kgf

2.3满载制动时的地面附着力 满载制动时的地面附着力是地面能够提供给车轮的最大制动力，正常情况下制动气制动力大于地面附着力是判断整车制动力是否足够的一个标准。地面附着力除了与整车参数有关之外，还与地面的附着系数有关，在正常的沥青路面上制动时，附着系数?值一般在0.5~0.8之间，我们现在按照路面附着系数为0.7来计算前后地面附着力：F?前=G满1×?+G×? 2 =2200×0.7+6000×× =2002kgf F?后=G满2×?-G×? 2 3800×0.7-6000×× = =1487kgf

因为前面计算的前后制动器最大制动力分别为 F1=3255kgf F2=3467kgf 3、制动器热容量、比摩擦力的计算分析 3.1单个制动器的比能量耗散率的计算分析 前制动器的衬片面积A1=2×πR1××L1= 式中（L1=100mm摩擦片的宽度 w1=110°） 后制动器的衬片面积A2=2×πR2××L2= 式中（L2=100m m 摩擦片的宽度w2=） 比能量耗散率 e1=β= e2=β= 上式中：G—满载汽车总质量 V1—制动初速度，计算时取V1=18m/s β—满载制动力分配系数 t—制动时间，计算时取t=3.06s 鼓式制动器的比能量耗散率以不大于1.8W/mm2为宜，故该制动器的比能量耗散率满足要求。 3.2单个制动器的比摩擦力计算分析 计算时取制动减速度j=0.6g

三相异步电动机的设计说明书

三相异步电动机的设 计说明书 一．三相异步电动机的基本结构 三相异步电动机由两个基本部分构成：固定部分—定子和转子，转子 按其结构可分为鼠笼型和绕线型两种。 1-1.定子的结构组成 定子由定子铁心、机座、定子绕组等部分组成，定子铁心是异步电动机磁路的一部分，一般由0.5毫米厚的硅钢片叠压而成，用压圈及扣片固紧，各片之间相互绝缘，以减少涡流损耗。 定子绕组是由带有绝缘的铝导线或铜导线绕制而成的，小型电机采用散下线圈或称软绕组，大中型电机采用成型线圈，又称为硬绕组。 1-2.转子的结构组成 转子由转子铁心、转子绕组、转子支架、转轴和风扇等部分组成，转子铁心和定子铁心一样，也是由0.5毫米硅钢片叠压而成。鼠笼型转子的绕组是由安放在转子铁心槽的裸导条和两端的环形端环连接而成，如果去掉转子铁心，绕组的形状象一个笼子；绕线型转子的绕组与定子绕组相似，做成三相绕组，在部星型或三角型。 1-3.工作原理 当定子绕组接至三相对称电源时，流入定子绕组的三相对称电流，在气隙产生一个以同步转速n 1 旋转的定子旋转磁场，设旋转磁场的转向为逆 时针，当旋转磁场的磁力线切割转子导体时，将在导体产生感应电动势e 2 ，电动势的方向根据右手定则确定。N极下的电动势方向用?表示，S极下的 电动势用Θ表示，转子电流的有功分量i 2a 与e 2 同相位，所以Θ ?和既表示 电动势的方向，又表示电流有功分量的方向。转子电流有功分量与气隙旋转磁场相互作用产生电磁力f em ,根据左手定则，在N极下的所有电流方向为

?的导体和在S极下所有电流流向为Θ的导体均产生沿着逆时针方向的切 向电磁力f em ,在该电磁力作用下，使转子受到了逆时针方向的电磁转矩M em 的驱动作用，转子将沿着旋转磁场相同的方向转动。驱动转子的电磁转矩与转子轴端拖动的生产机械的制动转矩相平衡，转子将以恒速n拖动生产机械稳定运行，从而实现了电能与机械能之间的能量转换，这就是异步电动机的基本工作原理。 二．异步电动机存在的缺点 2-1.笼型感应电动机存在下列三个主要缺点。 （1）起动转矩不大，难以满足带负载起动的需要。当前社会上解决该问题的多数办法是提高电动机的功率容量（即增容）来提高其起动转矩，这就造成严重的“大马拉小车”，既增加购买设备的投资，又在长期的应用中因处于低负荷运行而浪费大量电量，很不经济。第二种办法是增购液力偶合器，先让电动机空载起动，在由液力偶合器驱动负载。这种办法同样要增加添购设备的投资，并因液力偶合器的效率低于97%，因此至少浪费3%的电能，因而整个驱动装置的效率很低，同样浪费电量，更何况添加液力偶合器之后，机组的运行可靠性大大下降，显著增加维护困难，因此不是一个好办法。 （2）大转矩不大，用于驱动经常出现短时过负荷的负载，如矿山所用破碎机等时，往往停转而烧坏电动机。以致只能在轻载状况下运行，既降低了产量又浪费电能。 （3）起动电流很大，增加了所需供电变压器的容量，从而增加大量投资。另一办法是采用降压起动来降低起动电流，同样要增加添购降压装置的投资，并且使本来就不好的起动特性进一步恶化。 2-2.绕线型感应电动机 绕线性感应电动机正常运行时，三相绕组通过集电环短路。起动时，为减小起动电流，转子中可以串入起动电阻，转子串入适当的电阻，不仅可以减小起动电流，而且由于转子功率因数和转子电流有功分量增大，起动转矩也可增大。这种电动机还可通过改变外串电阻调速。绕线型电动机

框架结构设计计算书

第一章绪论 第一节工程概况 一、工程设计总概况: 1.规模:本工程是一栋四层钢筋混凝土框架结构教学楼,使用年限为50年, 抗震设防烈度为8度; 建筑面积约3000㎡, 建筑平面的横轴轴距为6.5m 和2.5m,纵轴轴距为4.5m ;框架梁、柱、板为现浇;内、外墙体材料为混凝土空心砌块, 外墙装修使用乳白色涂料仿石材外墙涂料, 内墙装修喷涂乳胶漆, 教室内地面房间采用水磨石地面, 教室房间墙面主要采用石棉吸音板, 门窗采用塑钢窗和装饰木门。全楼设楼梯两部。 2.结构形式:钢筋混凝土四层框架结构。 1.气象、水文、地质资料: 1气象资料 A.基本风压值:0.35kN/㎡, A.基本雪压值:0.25kN/㎡。 B.冻土深度:最大冻土深度为1.2m; C.室外气温:年平均气温最底-10℃,年平均气温最高40℃; 2水文地质条件 A.土层分布见图1-1,地表下黄土分布约15m ,垂直水平分布较均匀,可塑 状态,中等压缩性,弱湿陷性,属Ⅰ级非自重湿陷性黄土地基。地基承载力特征 值fak=120kN/㎡。

B.抗震设防等级8度,设计基本地震加速度值为0.20g ,地震设计分组为第 一组,场地类别为Ⅱ类。 C.常年地下水位位于地表下8m ,地质对水泥具有硫酸盐侵蚀性。 D.采用独立基础, 考虑到经济方面的因素, 在地质条件允许的条件下, 独立基础的挖土方量是最为经济的,而且基础本身的用钢量及人工费用也是最低的, 整体性好, 抗不均匀沉降的能力强。因此独立基础在很多中低层的建筑中应用较多。 二、设计参数: (一根据《建筑结构设计统一标准》本工程为一般的建筑物,破坏后果严 重,故建筑结构的安全等级为二级。 (二建筑结构设计使用年限为50年, 耐久等级二级(年,耐火等级二级, 屋面防水Ⅱ级。 (三建筑抗震烈度为8度,应进行必要的抗震措施。 (四设防类别丙类。 (五本工程高度为15.3m ,框架抗震等级根据GB50223-2008《建筑工程 抗震设防分类标准》,幼儿园、小学、中学教学楼建筑结构高度不超过24m 的混 凝土框架的抗震等级为二级。 (六地基基础采用柱下独立基础。 图1-1 土层分布 第二章结构选型和结构布置 第一节结构设计

三相异步电动机的Y--△起动PLC控制上交的作业

——仅供参考 网络教育学院 《可编程控制器》大作业 题 目：三相异步电动机的Y--△起动PLC 控制 学习中心： 新疆阜康奥鹏学习中心 层 次： 高中起点专科 一 PLC 1、 PLC 2、PLC 用来3、PLC PLC 4、PLC 的特点简述 编程方法简单易学；功能强，性能价格比高；硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强；可靠性强，抗干扰能力强；系统的设计、安装、调试工作量少；维修工作量小，维修方便；体积小，能耗低。 5、PLC 的应用领域简述 PLC 已经广泛应用在很多工业部门，随着其性能价格比的不断提高，PLC 的应用范围不断扩大，主要有以下几个方面：数字量逻辑控制；运动控制；闭环过程控制；数据处理；通信联网。 二 选用西门子S7－200 系列PLC ，设计出能对三相异步电动机机进行Y--△起动的主电路和继电器控制电路图；

继电、交流接触器三相异步电动机“Y--△”起动控制电路图如图1，图2所示。 其动作过程如下，(1) 合上空气开关QF引入三相电源。（2）按下SB2，交流电流流过SB2、交流接触器KMI线圈回路通电吸合，KM1主触头和辅助常开触头闭合，其主触头接通电动机三相电源，时间继电器KT线圈也通电吸合开始计时，同时交流接触器KM3线圈通过时间继电器的延时断开接点通电吸合，KM3主触头闭合，将电动机的尾端连接，电动机按“Y”接法起动。（3）当时间继电器KT整定时间到时后（10秒钟），其延时常开触点打开，KM3联锁触头分断，KTO线圈通电，经过整定时间（10秒钟），KTO常闭延时10秒钟断开，KM3线圈断电，KM3联锁触头闭合，KTO KM2线圈Array通电， Y”接法起动。和KM3 主触头 三 图4梯形图是 、Y003 按下KM1、KM3 开，使得 电器T1 下SB1 四 的原理 单阐述。 在三相 平有限，时间紧促，对其中的原理和实际操作方法不是很娴熟，以后还得有待努力研究，所以在此次作业完成过程中参考了《可编程控制器》、《PLC编程及应用》等众多文献，此次作业有不对或 者欠缺的地方敬请老师指导纠正。 ——仅供参考

框架结构课程设计计算书

2 .计算书 某大学7层学生宿舍楼，采用钢筋混凝土框架结构，没有抗震设防要求，设计年限为50年，试设计该结构(限于篇幅，本例仅介绍 轴框架结构的设计)。 2.1设计资料 7层钢筋混凝土框架结构学生宿舍，设计使用年限为50年，其建筑平面图和剖面图分别如图1-1、图1-2所示，L 1=6m ，H 1=4.5m 。 (1)设计标高：室内设计标高土0.000相当于绝对标高4.400m ，室内外高差600mm 。 (2)墙身做法：墙体采用灰砂砖，重度γ=18kN/m 3 ，外墙贴瓷砖，墙面重0.5kN/㎡，内 墙面采用水泥粉刷，墙面重0.36kN/㎡。 (3)楼面做法：楼面构造层的恒载标准值为1.56kN/㎡；楼面活荷载标准值为2.5kN/㎡。 (4)屋面做法：屋面采用柔性防水，屋面构造层的恒载标准值为3.24 kN/㎡；屋面为上人屋面，活荷载标准值为2.0kN/㎡。 (5)门窗做法：木框玻璃窗重0.3kN/㎡,木门重0.2kN/㎡。 (6)地质资料：位于某城市的郊区，底层为食堂，层高4.5m ,2~7层位学生宿舍。 (7)基本风压：4.00=ω 2 m kN 。 (8)材料选择：混凝土强度等级C35，钢筋级别HRB400和HPB300。 图1-1 建筑平面图 2.2 结构布置及结构计算简图的确定

结构平面布置如图2-1所示。各梁柱截面尺寸确定如下： 图2-1 结构平面布置图 边跨(AB 、CD 跨)梁： mm l l h )1000~7.666(8000121 )121~81(=?==， 取mm h 1000=；h b ) 3 1 ~21(=，取 mm b 400=。 边柱和中柱(A 轴、B 轴、C 轴)连系梁：取mm mm h b 500250?=?；中柱截面均为mm mm h b 600500?=?，边柱截面均为mm mm h b 500450?=?现浇楼板厚mm 120。 结构计算简图如图3-59所示根 据地质资料，确定基础顶面标高为mm 1500-，由此求得底层层高为 mm 5.6。 各梁柱构件的线刚度经计算后列于图2-2。其中在求梁截面惯性矩时考虑到现浇楼板的作用，取02I I =（0I 为考虑楼板翼缘作用的梁截面 惯性矩）。 图 2-2 结构计算简图：单位；×10-3E （m 3）

基于plc实现三相异步电动机七段速调速实验..

基于PLC实现的三相异步电动机七段速调速实验 学院： 专业： 学号： 姓名：

引言 三相异步电动机的应用非常广泛，具有机构简单，效率高，控制方便，运行可靠，易于维修成本低的有点，几乎涵盖了工农业生产和人类生活的各个领域,在这些应用领域中,三相异步电动机运行的环 境不同，所以造成其故障的发生也很频繁，所以要正确合理的利用它。要合理的控制它。 这个系统的控制是采用PLC的编程语言----梯形图,梯形语言是在可编程控制器中的应用最广的语言，因为它在继电器的基础上加进了许多功能，使用灵活的指令，使逻辑关系清晰直观，编程容易，可读性强，所实现的功能也大大超过传统的继电器控制电路，可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，它是专为在恶劣工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术等操作的指令，并采用数字式，模拟式的输入和输出，控制各种的机械或生产过程。长期以来，PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化设备提供了非常可靠的控制应用，它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业，企业对自动化的需要。进入20世纪80年代，由于计算机技术和微电子技术的迅猛发展，极大地推动了PLC的发展，使得PLC的功能日益增强，目前，在先进国家中，PLC 已成为工业控制的标准设备，应用面几乎覆盖了所有工业，企业。由于PLC综合了计算机和自动化技术，所以它发展日新月异，大大超过其出现时的技术水平，它不但可以很容易的完成逻辑，顺序，定时，计数，数字运算，数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立与各类生产机械数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动化控制。特别是超大规模集成电路的迅速发展以及信息，网络时代的到来，扩展了PLC的功能，使它具有很强的联网通讯能力，从而更广泛的运用于众多行业。

浅埋式闭合框架结构设计计算书

浅埋式闭合框架结构设计 结构计算书

一，截面尺寸 设S为600mm,则有h1=S+h=600+600=1200(mm),可得 h+S/3=800≤h1=1200, 如右图所示。 二，内力计算 1计算弯矩M 1.1.结构的计算简图和基本结构如下 图。 1.2典型方程 弹性地基梁上的平面框架的内力计算可以采用结构力学中的力法，只是需要将下侧（底板）按弹性地基梁考虑。 由图-1的基本结构可知，此结构是对称的，所以就只有X1和X2，即可以得出典型方程为： 图-1截面图

系数是指在多余力x i 的作用下，沿着x i 方向的位移，△iP 是指在外荷载的作用下沿x i 的方向的位移，按下式计算： δij =δ‘ij +b ij △ij =△’iP +b ip δ’ij =ds i ∑? EJ Mj M δij ---框架基本结构在单位力的作用下产生的位移（不包括地板）。 b ij ---底板按弹性地基梁在单位力的作用下算出的切口处x i 方向的位移； △ ’iP---框架基本结构在外荷载的作用下产生的位移； b ip ---底板按弹性地基梁在外荷载的作用下算出的切口处x i 方向的位移。 1.2求δ‘ij 和△’iP ； X 1δ11+X 2δ12+△1P =0 X 1δ21+X 2δ22+△2P =0 图-3 M 1 图-4 M 2

M 1=1×L y =3.4(kNm) M 2=1(kNm) M P 上=1/2×q 1×(L X /2)=66.15(kNm) M P 下=1/2×q 1×(L X /2)+1/2×q 2×L y 2=193.31(kNm) M1 Q 10 M2 Q 20 M P 上 M P 下 M P 下-M P 上 -3.4 0 -1 0 66.15 193.31 127.16 以上摘自excel 文件； 根据结构力学的力法的相关知识可以得到： δ’11= EI y 2 1L 2/3M =4.85235E-05 δ’12=δ’21=EI L M y 1=2.14074E-05 δ’22= EI L L 2x y +?=2.03704E-05 图-5 M q