电机正反转调速控制——开关控制

实训课题三PLC实现步进电机正反转和调速控制一、实验目的1、掌握步进电机的工作原理2、掌握带驱动电源的步进电机的控制方法3、掌握DECO指令实现步进电机正反转和调速控制的程序二、实训仪器和设备1、FX-48MR PLC一台2N2、两相四拍带驱动电源的步进电机一套3、正反切换开关、起停开关、增减速开关各一个三、步进电机工作原理步进电机是纯粹的数字控制电动机,它将电脉冲信号转换成角位移,即给一个脉冲信号,步进电机就转动一个角度,图3-1是一个三相反应式步进电机结图;从图中可以看出,它分成转子和定子两部分;定子是由硅钢片叠成,定子上有六个磁极大极,每两个相对的磁极N、S极组成一对;共有3对;每对磁极都绕有同一绕组,也即形成1相,这样三对磁极有3个绕组,形成三相;可以得出,三相步进电机有3对磁极、3相绕组；四相步进电机有4对磁极、四相绕组,依此类推;反应式步进电动机的动力来自于电磁力;在电磁力的作用下,转子被强行推动到最大磁导率或者最小磁阻的位置,如图3-1a所示,定子小齿与转子小齿对齐的位置,并处于平衡状态;对三相异步电动机来说,当某一相的磁极处于最大导磁位置时,另外两相相必处于非最大导磁位置,如图3-1b所示,即定子小齿与转子小齿不对齐的位置;把定子小齿与转子小齿对齐的状态称为对齿,把定子小齿与转子小齿不对齐的状态称为错齿;错齿的存在是步进电机能够旋转的前提条件,所以,在步进电机的结构中必须保证有错齿的存在,也就是说,当某一相处于对齿状态时,其它绕组必须处于错齿状态;本实验的电机采用两相混合式步进电机,其内部上下是两个磁铁,中间是线圈,通了直流电以后,就成了电磁铁,被上下的磁铁吸引后就产生了偏转;因为中间连接的电磁铁的两根线不是直接连接的,是采用在转轴的位置用一根滑动的接触片;这样如果电磁铁转过了头,原先连接电磁铁的两根线刚好就相反了,所以电磁铁的N极S极就和以前相反了;但是电机上下的磁铁是不变的,所以又可以继续吸引中间的电磁铁;当电磁铁继续转,由于惯性又转过了头,所以电极又相反了;重复上述过程就步进电机转了;根据这个原理,如图3-2所示,两相步进电机的转动步骤,以正转为例：由图可见,现相异步电机正转过程分为四个步骤,即A相正方向电流、B相正方向电流、A向反方向电流和B相反方向电流;反转工作的顺序与之相反;A、B两相线圈不是固定的电流方向,这与其它步进电机的控制逻辑有所不同;因此,控制步进电机转动时,必须考虑用换相的思路设计实验线路;可以根据模拟驱动电路的功能和plc必须的逻辑关系进行程序设计;四、采用步进电机驱动器的控制方式利用步进电机驱动器可以通过PLC的高速输出信号控制步进电机的运动方向、运行速度、运行步数等状态;其中：步进电机的方向控制,只需要通过控制U/D端的On和Off就能决定电机的正转或反转；将光耦隔离的脉冲信号输入到CP端就能决定步进电机的速度和步数；控制FREE信号就能使电机处于自由状态;因此PLC的控制程序相当简单,只需通过PLC的输出就能控制步进电机的方向、转速和步数;不必通过PLC控制电机换相的逻辑关系,也不必另外添加驱动电路;实训面板见图3-4,梯形图见图3-5;本程序是利用D0的变化,改变T0的定时间隔,从而改变步进电机的转速;通过两个触点比较指令使得D0只能在10～50之间变化,从而控制步进间隔是1S～5S之间,I/O分配表见表3-1;表3-1 I/O分配表图3-5 梯形图五、采用PLC直接控制步进电机方式对于两相步进电机控制,根据其工作原理,必须考虑其换向的控制方式,因此将其步骤用代号分解,则为：①实现电流方向A+→A-、②实现电流方向B+→B-、③实现电流方向A-→A+、④实现电流方向B-→B+;如果反转则按照④、③、②、①的顺序控制;PLC的I/O分配表按照表3-2,分配图按照图3-6,梯形图见图3-7;表3-2 PLC的I/O分配表步进电机正反转和调速控制的梯形图如图3-7所示,程序中采用积算定时器T246为脉冲发生器,因系统配置的PLC为继电器输出类型,其通断频率过高有可能损坏PLC,故设定范围为K200 ms～1000ms,则步进电机可获得1～10步/秒的变速范围,X0为ON时,正转,X1为ON时；反转;X0为ON时,输出正脉冲列,步进电机正转;当X0为ON时,T246以D0值为预置值开始计时,时间到,T246导通,执行DECO指令,根据D1数值首次为0,指定M10输出,Y0、Y4为ON,步进电机A相通电,且实现电流方向A+→A-；D1加1,然后,T246马上自行复位,重新计时,时间到,T246又导通,再执行DECO指令,根据D1数值此次为1,指定M11输出,Y1、Y5为ON,步进电机B相通电,且实现电流方向B+→B-；D1加1,T246马上又自行复位,重新计数,时间到,T246又导通,再执行DECO指令,根据D1数值此次为2,指定M12输出,Y2、Y6为ON,步进电机A相通电,且实现电流方向A-→A+；D1加1,T246马上又自行复位,重新计时,时间到,T246又导通,再执行DECO命令,根据D1数值此次为3,指定M13输出,Y3、Y7为ON,步进电机B相通电,且实现电流方向B-→B+；当M13为ON,D1复位,重新开始新一轮正脉冲系列的产生;X1为ON时,输出反脉冲列,步进电机正转;当X1为ON时,T246以D0值为预置值开始计时,时间到,T246导通,执行DECO指令,根据D1数值首次为0,指定M10输出,Y3、Y7为ON,步进电机B相通电,且实现电流方向B-→B+；依此类推,完成实现A相反方向电流、B相正方向电流、A相正方向电流三个脉冲列输出；当M13为ON,D1复位,重新开始新一轮正脉冲系列的产生;当X2为ON时,程序由自动转为手动模式,当X0X1为ON时,每点动一次X3,对D1数值首次为0加1,分别指定M10、M11、M12及M13输出,从而完成一轮正反脉冲系列的产生;第73步中,当X4为ON,M8012为ON,M4为ON,且D0当前值<K1000,则D0即加1;第88步中,当X5为ON,M8012为ON,M4为ON,且D0>K200,由D0即减1;六、程序调试及执行调速时按X4或X5按钮,观察D0的变化,当变化值为所需速度时释放;如动作情况与控制要求一致表明程序正确,保存程序;如果发现程序运行与控制要求不符,应仔细分析,找出原因,重新修改,直到程序与控制要求相符为止;七、实训思考练习题如果调速需经常进行,可将D0的内容显示出来,试设想方案,修改程序,并实验;图3-7 步进电机正反转和调速控制程序说明1、步骤0,指定脉冲序列输出顺序移位值；2、当X0为ON,输出正脉冲序列,电机正转；当X1为ON,输出负脉冲序列,电机反转；3、当X2为ON,程序由自动转为手动模式,由X3状态单步触发电机运转；4、当X4为ON,如D0小于1000,每100ms对D0加1,从而延长每脉冲输出的时间间隔,降低电机的转速；5、当X5为ON,如D0大于200,每100ms对D0减1,从而缩短每脉冲输出的时间间隔,加快电机的转速；6、T0为频率调整限制;。

用一个按钮就可以控制电机启停，用一个按钮可以控制电机正
反转吗
我们知道，在生产中有时候为了方便，需要采用一个按钮来控制电动机的启动和停止，比如远程操作的时候，就可以省了很多电线，如下图，就是用一个按钮控制电动机启动和停止的线路图。

那么，我们可不可以用一个按钮就可以控制电动机的正反转呢？答案是可以的。

控制线路如下图。

操作演示：
合上电源开关，按下按钮SB，中间继电器KA1得电吸合。

ka1串联于接触器km1线圈回路中的常开触点闭合，使正转交流接触器km1线圈得电吸合并且自锁，电动机正转运行。

接触器km1的常开触点闭合，在km1吸合后松开SB，KA1断电释放。

如果需要电动机停转，第二次按下按钮SB，中间继电器ka2得电吸合，ka2串于中间继电器ka3线圈回路中的长常开触点闭合，匙使中间继电器ka3的线圈得电吸合自锁。

ka3的常闭触点断开，使接触器km1断电释放，电动机停止正转。

松开按钮SB，继电器ka3仍然得电吸合，但是继电器ka2断电释放。

如果需要电动机反转运行，第三次按下按钮SB，中间继电器ka1得电吸合，其常开触点闭合，并且和已经闭合的ka3的常开触点一起接通反转交流接触器km2线圈回路工作电源，接触器km2得电吸合并自锁，电动机反转运行。

同时km2的常闭触点断开，切断了ka3的线圈回路，ka3断电释放。

松开按钮SB，ka1断电恢复原来状态。

需要电动机停止反转时，第四次按下SB，中间继电器ka2吸合，ka2串联接触器km2线圈回路中的常闭触点断开，使km2断电释放。

电动机停止反转运行。

松开按钮SB，ka2断电释放。

第五次按下按钮SB重复上述操作。

倒顺开关控制单相电机正反转接法在日常生活和工业生产中，单相电机被广泛应用于各种设备和机械中，其正反转控制是调节电机运行方向的重要功能之一。

倒顺开关是一种简单有效的控制方式，通过适当接线可以实现单相电机的正反转。

下面将介绍倒顺开关控制单相电机正反转的接法和原理。

一、倒顺开关的原理倒顺开关其实是一种双刀双掷开关，也就是两组开关触点可以同时接通或断开电路。

通过操作倒顺开关的不同位置，可以改变电路中的接线方式，从而改变单相电机的运行方向。

二、单相电机正反转接法1.正转接法：当需要使单相电机正转时，可以按照以下接法进行操作。

首先，将电源的火线分别连接到倒顺开关的一个固定触点和一个移动触点上，然后将电机的一个端子连接到另一个移动触点上，最后将电机的另一个端子连接到电源的零线上。

这样电路就形成了单相电机正转的接法。

2.反转接法：如果需要使单相电机反转，可以采用以下接法。

将电源的火线连接到倒顺开关的另一个固定触点和另一个移动触点上，电机的一个端子连接到另一个移动触点上，而电机的另一个端子连接到电源的零线上。

这样电路就实现了单相电机反转的接法。

三、倒顺开关控制单相电机正反转的原理在正转接法下，电路中的电流通过电机的线圈会产生磁场，这个磁场会与电机的固有磁场相互作用，从而使电机正转。

而在反转接法下，电路中的电流流向相反，导致电机的磁场方向改变，因此电机反转。

通过合理地设计倒顺开关的接线方式，可以方便地实现单相电机的正反转控制，满足不同场合的使用需求。

四、总结倒顺开关作为一种简单易用的控制方式，在单相电机正反转中具有重要作用。

正确接线可以实现方便快捷地控制电机的运行方向，提高设备的灵活性和可操作性。

因此，在实际应用中，倒顺开关控制单相电机正反转接法是一种值得推广和应用的技术方法。

正反转控制电路原理正反转控制电路是一种用于控制电动机正、反转运行的电路。

在工业自动化领域中，电动机的正反转控制是非常常见的应用。

正反转控制电路的基本原理是根据输入信号的不同，通过改变电动机的接线方式，实现电动机的正转或反转运行。

正反转控制电路最常见的应用场景是用于控制电动机的正转和反转。

例如，工业中的输送带系统、搅拌设备、电梯等场景，常常需要通过正反转控制电路来控制电动机的运行方向。

正反转控制电路的原理主要包括以下几个方面：1. 电磁继电器：正反转控制电路通常使用电磁继电器来控制电动机的正转和反转。

电磁继电器是一种具有电磁吸合和释放功能的电器元件，可以通过控制电流来实现开关动作。

正反转控制电路中的电磁继电器通常被设计为双刀双掷结构，通过切换继电器的触点，可以使电动机的线圈正转或反转。

2. 开关控制：正反转控制电路通常通过开关来控制电磁继电器的工作状态。

开关可以是手动开关，也可以是自动开关。

手动开关通常由操作员来控制，而自动开关则可以通过控制器或传感器来实现自动控制。

根据控制信号的不同，正反转控制电路可以实现电动机的正转或反转。

3. 电源供电：正反转控制电路需要提供适当的电源供电，以驱动电磁继电器和电动机。

电源供电的电压和电流应根据电动机的要求进行调整，以确保电动机正常运行。

通常，正反转控制电路会通过适当的保护措施来防止电流过大或过载等故障。

4. 保护措施：正反转控制电路还需要考虑电动机的保护问题。

在电动机正反转过程中，如果电动机的负载过大或发生故障，可能会导致电机损坏。

因此，正反转控制电路通常会设置相应的保护措施，如过载保护、短路保护、过热保护等。

正反转控制电路的工作原理如下：首先，根据输入信号的不同，控制电磁继电器的触点状态。

当电磁继电器的触点处于正转状态时，电源的正极会与电动机的正极相连，电源的负极会与电动机的负极相连，这样电动机就会正转运行。

相反，当电磁继电器的触点处于反转状态时，电源的正极会与电动机的负极相连，电源的负极会与电动机的正极相连，这样电动机就会反转运行。

三相异步电动机自动循环控制中文摘要生产机械的电气控制线路都是根据生产工艺过程的控制要求设计的，而生产工艺过程必须伴随着一些物理量的变化，如行程，时间，速度，电流等。

这就需要某些电器能准确的测量和反映这些物理量的变化，并根据这些量的变化对电动机实现自动控制。

电动机控制的一般原则有行程控制原则，时间控制原则，速度控制原则和电流控制原则。

自动过程的进行需要有条件来触发，根据触发条件的不同，自动控制电路常用的有按时间控制和按行程控制两种形式，本实验了解时间控制原则，利用时间继电器来实现电动机的自动循环控制。

简述自动循环电路的设计原理，使用的实验器材以及如何安全规范的操作。

关键词：时间继电器；实验器材；原理设计图；安全操作腹有诗书气自华腹有诗书气自华目录目录 (3)前言 (1)第1章实验目的 (2)1.1 实验目的 (2)第2章实验环境及设备 (2)2.1 实验环境 (2)2.2 实验设备 (2)第3章正反转控制线路的设计 (2)3.1方案选择 (2)3.2 原理讲解 (3)3.2.1 控制电路 (3)3.2.2 主电路 (3)3.2.3线路动作过程 (4)第4章实际操作的特点及注意 (4)4.1 注意事项 (4)4.2 应用场合 (5)第5章实验设计总结 (5)参考文献 (6)腹有诗书气自华前言本实验要求设计一套控制线路，能够实现对三相异步电动机的正反转控制，要求有足够的保护，能够在正反之间直接切换。

根据电动机型号及电气原理图选用电器元件及部分电工器材；按电气原理图装接控制线路，并通电空运转效验成功。

三相异步电动机的正反转启动控制常用于升降控制，进给控制等。

本项目实施需要了解三相异步电动机的控制电路的接触器互锁等常用知识，了解三相电动机正反控制线路的设计方法和实际安装接线方法，从而进一步训练学生对电动机控制电路的安装、接线、与调试等技能。

腹有诗书气自华第1章实验目的1.1 实验目的1. 了解并掌握维修电工课程所学的基础知识。

《变频技术》实验指导书湖州师范学院工学院2014年10月目录实验一变频器PU面板操作实验实验二变频器PU面板控制模式实验实验三变频器外部控制模式实验实验四变频器组合控制1模式实验实验五变频器组合控制2模式实验实验一 变频器PU 面板操作实验一、实验目的任务1、熟悉几种操作模式的相互转换方法2、熟悉几种监视模式的相互转换方法3、熟悉面板操作模式与外部操作模式的相互转换方法4、熟悉模式参数设定方法方法5、熟悉PU/EXT 模式运行频率设定方法6、熟悉参数的全部清除操作方法二、实验主要仪器设备 1、《变频控制技术实验板》 20套 2、万用表 20只 3、常用电气接线安装工具 若干三、实验接线图QS电源开关M ３～M三相电机U V WR S T L1L2L3380V～FR-A540三菱变频器四、实验内容注：模式参数Pr.79=0（默认）时的练习 1、几种操作模式的相互转换练习◆ 频率监视模式 ◆ 频率设定模式 ◆ 参数设定模式 ◆ 面板操作模式 ◆ 帮助模式0.00PU HZ MON 频率监视模式按MODE钮30.0Pr. ..PU 按MODE钮频率设定模式PU HZ参数设定模式PUPU面板操作模式按MODE钮HELPPU帮助模式按MODE钮按MODE钮注：◆ Pr.79为模式参数，默认为0（PU/EXT ），即PU 面板/外部操作状态 ◆ 频率监视模式是变频器的默认起始状态（模式）(通电重启时） 2、几种监视模式的相互转换练习 ◆ 频率监视模式◆ 电流监视模式 ◆ 电压监视模式监视模式-频率监视模式-电流监视模式-电压按SET钮3、面板操作模式与外部操作模式的相互转换练习◆ 面板操作模式 ◆面板点动操作模式 ◆外部操作模式面板操作-点动模式外部操作模式面板操作模式按钮注：◆ 起始状态（频率监视模式）—按MODE 键，到达“面板操作模式” ◆ 若Pr79≠0、1，则“外部操作模式”无法出现。

◆ 要返回起始状态（频率监视模式）则按MODE 键。