基于PLC的三相异步电动机节能研究

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1、摘要交流异步电动机因其结构简单、运行可靠、维修方便、价格便宜等优点而广泛应用于我国各行各业，其被广泛用于驱动机床、水泵、鼓风机、压缩机、起重设备、矿山机械、轻工机械、石油化工机械等工业生产机械中。从异步电动机的设计和制造方面考虑，异步电动机一般在额定负载附近效率和功率因数最高，但在实际生产中，“大马拉小车”的现象非常普遍，大部分异步电动机不是在额定负载下工作，而是长期处于轻载或空载状态下运行，所以造成电动机的运行效率低下，能量损耗增大。据有关资料表明，我国工业用电量占全国用电总量的70％左右，而各种交流异步电动机的用电总量占我国工业用电总

2、量的50％以上。因此如何进一步降低电动机的电能损耗，实现节能、高效运行，在世界能源紧缺，国内电力供应紧张的今天，已成为迫切需要解决的问题。本论文的课题来源于北京工大天工机电技术有限公司，主要研究的是利用控制电动机功率因数的节电原理，实现异步电动机节能运行。论文主要研究了三相交流异步电动机的调压节电方法及其实现。论文首先研究了三相异步电动机的调压特性及其损耗，同时研究了晶闸管三相交流调压电路及其接线方式。论文阐述了功率因数控制法的节电原理，提出了基于可编程控制器(PLC)的三相交流异步电动机PD闭环控制系统的设计方案，进行了系统的硬件和软件

3、设计，制作了电动机的调压控制单元。在现有的设备条件下，搭建了电动机空载和带负载运行的实验平台，进行了相关的实验。通过实验，给出了晶闸管三相调压电路接纯电阻负载时，不同控制角a下的电压斩波波形图。浏得了不同功率因数设定值下的节电率数据，绘制了节电率曲线图，据此提出了最佳的功率因数设定值为0．85。在此设定值下，测得了电动机空载和带负载时，全压和调压两种工况下的用电量数据，绘制了两种工况的用电量趋势曲线比较图。实验结果表明，应用该控制单元，电动机在空载运行时节电率为12．6％，在带负载运行时节电率为8．6％。因此，该控制系统设计方案对于经常工

4、作在轻载或空载的三相异步电动机节能运行，具有～定的参考价值。关键词异步电动机；调压节能；功率因数；PLCABSTRACTB％au秘of砌adv孤诅g瞄勰simplc曲mcnlrc，thc代Uable邝丑Ⅱing'thc“m吼i∞tscrvi∞andc脚嗽血ea毋咀d坩知．oIlsmotoris喇d咖apphed血dn扛ade3缸d∞唧趟伽瞳Itis、l亭。dinallkindofm曲c锄吐∞叫岫_ineto吐p皿1p，∞m】珥鹞噶c瑚e衄dfhmA_∞0rdjngtod岛igning龃dmanu自cmri略ofthc粕”碥h瑚ommoto

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