電力拖動課程設(shè)計--變頻液位自動控制系統(tǒng)-文庫吧
2025-05-14 03:32 本頁面
【正文】 利用 ， 就需要對電機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)， 研究 變頻 液位就是節(jié)能研究的主要內(nèi)容之一。 隨著電力電子技術(shù)以及工業(yè)自動控制技術(shù)的不斷發(fā)展 ,使得變頻液位系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)與居民生活 領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。 由于 PLC 的功能強(qiáng)大、容易使用、高可靠性 。常常被用來作為現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備的控制。 變頻器技術(shù)是一門綜合性的技術(shù)，它與傳統(tǒng)的交流拖動系統(tǒng)相比 ,利用變頻器對交流電動機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，繼而達(dá)到節(jié)能和提高控制精度、自我保護(hù)等特點(diǎn)。 本課題就是根據(jù) PLC 和變頻器，設(shè)計變頻液位自動控制系統(tǒng)。 PLC 的作用是運(yùn)用 PID 算 法對系統(tǒng)進(jìn)行控制，而變頻器的作用則是最電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，最終達(dá)到變頻調(diào)速的目的。 20 世紀(jì) 80 年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個時期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個階段的另一個特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。 20 世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個時期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來 說，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易 。 目前， PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)2 用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、輕紡、交通運(yùn)輸、及文化娛樂等各個行業(yè)，被稱為現(xiàn)代技術(shù)的三大支柱之一 。 1． 課題完成的功能： 設(shè)計變頻液位控制系統(tǒng)的主電路和控制電路以及驅(qū)動電路。并針對驅(qū)動電路進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，使計算機(jī)對水箱有較好的控制，在此基礎(chǔ)上對元件進(jìn)行選取：包括 PLC控制器，電機(jī)，變頻器，液位變送器等。 2．設(shè)計任務(wù)及要求： （ 1）設(shè)計液位變頻控制系統(tǒng)的主電路圖、控制 電路和驅(qū)動電路圖 并且繪制。 （ 2）對各個電路中需要涉及的參數(shù)進(jìn)行計算。 （ 3）結(jié)合實(shí)際對主電路以及驅(qū)動電路各個元件進(jìn)行選取。 （ 4）對驅(qū)動電路中計算機(jī)對水箱的控制建立數(shù)學(xué)模型，以便控制方便，準(zhǔn)確。 3．技術(shù)參數(shù) ： （ 1）電動機(jī)的參數(shù)：額定功率 125Kw 額定電壓 380V 額定電流 220A 額定轉(zhuǎn)速1450rpm 額定效率 。 （ 2）接線方式為△ 短路電抗標(biāo)準(zhǔn)值為 過載能力 倍、電網(wǎng)電壓 380V、50Hz。 3 2 變頻液位系統(tǒng)的基本構(gòu)成與工作原理 圖 21 液位自動控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 水 箱 閥 門 1電 動 機(jī)泵 1閥 門 2P 2泵 2 進(jìn) 水 P I D 調(diào) 節(jié) 器變 頻 器 給 定電 動 機(jī)儲 水 箱 圖 22 液位自動控制系統(tǒng)原理圖 水泵電機(jī)多采用三相異步電動機(jī)，而其轉(zhuǎn)速公式為 ： 60 (1 )fnsp?? （ 21） 液位傳感器 報 警 PLC 變頻器 液位顯示 泵 流量計 4 式中： f 表示電源頻率， p 表示電動機(jī)極對 數(shù)， s 表示轉(zhuǎn)差率。 從上式可知，三相異步電動機(jī)的調(diào)速方法有 ： （ 1） 改變電源頻率 。（ 2） 改變電機(jī)極對數(shù) 。（ 3） 改變轉(zhuǎn)差率 。 改變電機(jī)極對數(shù)調(diào)速的調(diào)控方式控制簡單，投資省，節(jié)能效果顯著，效率高，但需要專門的變極電機(jī)，是有級調(diào)速，而且級差比較大，即變速時轉(zhuǎn)速變化較大，轉(zhuǎn)矩也變化大，因此只適用于特定轉(zhuǎn)速的生產(chǎn)機(jī)器。改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速為了保證其較大的調(diào)速范圍一般采用串級調(diào)速的方式，其最大優(yōu)點(diǎn)是它可以回收轉(zhuǎn)差功率，節(jié)能效果好，且調(diào)速性能也好，但由于線路過于復(fù)雜，增加了中間環(huán)節(jié)的電能損耗 [7]，且成本高而影響它的推廣 價值。 變頻調(diào)速節(jié)能原理分析 1．交流電機(jī)變頻調(diào)速原理 根據(jù)電磁感應(yīng)原理，交流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足下式： p60fn0 ? （同步電動機(jī)
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