基于PLC的三相电机试验系统的设计.docx

摘要

三相电机出厂都需要进行在不同环境、工况下的动作特性测试,动作特性测试是测试电机是否满足标准技术规范,也是评价电机性能高低的一个重要指标;设计用于研究三相电机在不同环境、工况下的动作特性（如：启动特性（电流、时间）、过载特性、高、低温特性、运动平顺性（顺载、逆载）、角向间隙、惯性滑移、寿命等）。

通过PLC控制伺服作为负载端和三相电机同轴进行动作特性测试，检测三相电机电流、电压、输出扭矩、角速度等。从而计算三相电机的参数。完成对三相电机的分析。

关键词：三相电机；伺服；动作特性；

目录

TOC\o1-3\h\z\u第一章引言 3

1.1目的与背景 3

第二章测试要求及性能分析 4

2.1测试要求 4

2.2电机特性 4

2.2.1电机启动特性 4

2.2.2电机过载特性 4

2.2.3电机高低温特性 4

2.2.4电机运动平顺特性 5

2.2.5电机角向间隙 5

2.2.6电机惯性滑移 5

2.2.7电机寿命试验 5

2.2.8电机传动效率 5

2.2.9电机额定电流 6

第三章系统架构设计 7

3.1系统架构设计 7

3.2系统设计 7

3.3PC画面软件 8

第四章硬件选型及原理图 9

4.1硬件选型 9

4.1.1硬件选型清单 9

4.2PLC选型 9

4.3伺服选型 10

4.4断路器选型 11

4.5编码器选型 12

4.6扭矩传感器选型 13

4.7原理图 14

4.7.1伺服原理图 14

4.7.2PLC原理图 15

4.7.3PLC输入输出表 17

第五章系统软件程序设计 20

5.1PLC程序 20

5.1.1程序分类 20

5.2测试流程控制 20

5.2.1伺服控制 20

5.2.2工程量转换 21

5.2.3OPC建立标签 22

5.2.4测试流程 23

5.3测试控制 23

第六章试验系统总结与分析 26

6.1试验系统总结 26

参考文献 27

第一章引言

1.1目的与背景

为提高三相电机的出厂品质,在电机出厂前要对三相电机实行性能检测。三相电机均须完成在各种环境、工况条件下的动作特性试验,其动作特性试验既是检测电动机能否符合标准或技术规范,也是评判电机性能高低的一项关键技术指标;出厂测试则是对电动机的所有性能经过检测的重要测试,用以确认电机能否符合规定规范。

目前国内外主要电气公司人工作业对电机测试分析试验,由于目前的电气检测智能化水平还不高,因此电机出厂前检验时仍然采用了多次接线的方式,在测试过程中采取开机壳的方式取出绕组检查,结果造成了定子效能降低,电流输出与传动比得到了干扰。目前在市场上已经有了各种电机参数测量设备,不过各种设备功能比较单一,无法集成自动化测试。需要由人工读取并测试数据,然后再对所读出的数值进行运算与数据分析,并采用自动绘图方法比较发电机的特性。这样存在的一些问题，人力读取数据并不具有实时性,也存在着误差,影响了判断分析三相电机的特性。

人工采集、计算耗费时间长,物力多。不能正确分析出电机的实际特性。根据这些情况,本文作者使用了西门子1200PLC集成控制,以博图为平台,控制安川伺服开发了三相电机检测控制系统。它采用工业以太网实现PLC和PC的通信。西门子1200PLC通过采集转矩传感器、转速传感器、温度控制环境箱等设备,在PLC中进行参数计算和运动控制。开发的HMI能够对电压、电流、转速、转矩、功率、功率因数等数据进行显示和报表生成。同时,系统还具有查询历史报警、用户查询、、波形图显示等各项功能。该系统可以降低人力成本,降低测量误差,提升公司的产品效益。

第二章测试要求及性能分析

2.1测试要求

系统硬件设计按照GB755—2000旋转电机定额及性能中规定,每台出厂前的电机都要进行测试,主要包括:超压试验(130%额定电压)、堵转试验(25%额定电压)、空载试验(100%、75%、50%额定电压)、电机绕组直流检测和绕组对地绝缘检测等[[]王彦文．《基于LABVIEW

[]王彦文．《基于LABVIEW的三相异步电动机智能测试分析系统研究》．《冶金电气》，2013，32卷8(期)：28

2.2电机特性

2.2.1电机启动特性

研究交流三相电机在不同环境、工况下的动作特性(如:启动特性(电流、时间)、过载特性、高、低温特性、运动平顺性(顺载、逆载)、角向间隙、惯性滑移、寿命等)。

电机的起动过程是一种电流电压动态变化的过程,通过