【正文】 Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qvz849Gx^Gj qv^$U*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89AmYWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。ksv*3t nGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)橋式起重機(jī)制造廠和 使用部門(mén)在設(shè)計(jì)、制造工藝、設(shè)備使用維修、管理方面，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，不斷改造，推動(dòng)了橋式起重機(jī)的技術(shù)進(jìn)步。 傳統(tǒng)的起重機(jī)驅(qū)動(dòng)方案一般采用 :(1)直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī) 。(5)可控硅串級(jí)調(diào)速 。常在額定速度下進(jìn)行機(jī)械制動(dòng)，對(duì)起重機(jī)的機(jī)構(gòu)沖擊大，制動(dòng)閘瓦磨損嚴(yán)重 。機(jī) 構(gòu)主要指主起升機(jī)構(gòu)、副起升機(jī)構(gòu)、小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)、大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)。 ，機(jī)械特性軟，負(fù)載變化時(shí)轉(zhuǎn)速也變化，調(diào)速不理想。變頻調(diào)速以其可靠性好，高品質(zhì)的調(diào)速性能、節(jié)能效益顯著的特性在起重運(yùn)輸機(jī)械行業(yè)中具有廣泛的發(fā)展前景。 f — 定子的電源頻率，單位為 Hz。 在電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)，一個(gè)重要的因素時(shí)希望保持每極磁通量 m? 為額定值不變。 三相異步電動(dòng)機(jī)每相電動(dòng)勢(shì)的有效值是 : mNg kNfE ?? （ ） 式中 : gE — 氣隙磁通在定子每相中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值，單位為 V。 m? — 美極氣隙磁通量，單位為 Wb。低頻時(shí)， U1和 gE 讀數(shù)較小，定子阻抗壓降所占的份量都比較顯著，不能在忽略。 把基頻以下和基頻以上兩種情況合起來(lái)，可得到異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速控制特性，如圖 。變頻器具備對(duì)電機(jī)和變頻器本身的完善保護(hù)功能 ,如過(guò)熱、過(guò)載、過(guò)流、過(guò)壓、缺相、接地等 ,從而避免備在不正常狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行 ,保護(hù)設(shè)備不至于損壞。在器件結(jié)構(gòu)上，從分立器件發(fā)展到由分立器件組合成功率變換 電路的初級(jí)模塊，繼而將功率變換電路與觸發(fā)控制電路、緩沖電路、檢測(cè)電路等組合在一起的復(fù)雜模塊。 逆變電路 逆變電路是利用六個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件組成的三相橋式逆變電路，有規(guī)律的控制逆變器中的主開(kāi)關(guān)元器件的通與斷，得到任意頻率的三相交流電輸出?？刂齐娐返膬?yōu)劣決定了變頻器性能的優(yōu)劣。其通常 是采用調(diào)制的方法，即把正弦波作為調(diào)制信號(hào)，把接受調(diào)制的信號(hào)作為載被，通過(guò)對(duì)載波的調(diào)制即可得到SAM 波形。正弦調(diào)制波的頻率 fr,即是逆變器的輸出頻率 f1改變 fr,便可改變 f1三角載波的幅值為恒定，因而改變正弦調(diào)制彼的幅值就改變了矩形脈沖的面積，由此實(shí)現(xiàn)輸出電壓幅值的改變。又令 M繞組的軸線與三相合成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向平行，則 iM相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流分量 iT，相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流分量，調(diào)節(jié) iM 的大小可以在磁場(chǎng)一定時(shí)改變轉(zhuǎn)矩。 β T C ω 1 F ω 1 F ω 1 F Bi ?i Ti Ci Ai A ?i α Mi M B (a)三相交流繞組 (b)兩相交流繞組 (c)旋轉(zhuǎn)的直流繞組 圖 9 通過(guò)控制 iM 、 iT大小也就是電流。 在實(shí)際的等效變換中，先將異步電動(dòng)機(jī)在三相靜止坐標(biāo)系下的定子電流 iA、iB、 ic 通過(guò)三相 /兩相變換，等效變換，等效為兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流 iα、 iβ再通過(guò)磁場(chǎng)定向的旋轉(zhuǎn)變換，等效為同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流 iM 、 iT。 由電動(dòng)機(jī)原理可 知，異步電動(dòng)機(jī)三相定子繞組電流在空間產(chǎn)生一個(gè)角速度為ω 1的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。三角載波的頻率 fc,和正弦調(diào)制波的頻率 fr,之比即 fc / fr =Nc稱(chēng)為8 載波比。 隨著電力半導(dǎo)體器件和微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，促進(jìn)了電力變頻技術(shù)新的突破性發(fā)展， 70 年代后期發(fā)展起來(lái)的脈寬調(diào)制 (Pulse Width Modulation, PWM)技術(shù)成了現(xiàn)在最常用的變頻器功率開(kāi)關(guān)器件的控制策略。逆變電路的輸出就是變頻器的輸出，它被用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制。它的主要作用是對(duì)工頻的外部電源進(jìn)行整流，并給逆變電路和控制電路提供所需要的直流電源。從晶閘管發(fā)展到 PID, PIC 通過(guò)門(mén)極或柵極控制脈沖可實(shí)現(xiàn)器件導(dǎo)通與關(guān)斷的全控器件。在基頻以下，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”的調(diào)速，而在基頻以上基本上屬于“恒功率調(diào)速”。帶定子壓降補(bǔ)償?shù)暮愎β时瓤刂铺匦詾?b 線 (1fEb g? )，無(wú)補(bǔ)償?shù)臑?a 線(11fUa?)。 1． 基頻以下調(diào)速 即采用恒定的電動(dòng)勢(shì) 。 1N — 定子每線繞組串聯(lián)匝數(shù) 。對(duì)于直流電機(jī)來(lái)說(shuō)，勵(lì)磁系統(tǒng)是獨(dú)立的，所以只要對(duì)電樞反應(yīng)的補(bǔ)償合適，保持 m? 不變是很容易做到的。 p — 電機(jī)的極對(duì)數(shù)。 本課題橋式起重機(jī)基本參數(shù) : 該機(jī)的起重量為 20/5 噸，其跨度 (L)為 15m/min，大車(chē)起升速度為 ，大車(chē)運(yùn)行速度為 75m/min。 要從根本上解決這些問(wèn)題，只有徹底改變傳統(tǒng)的控制方式。 本課題設(shè)計(jì)的意義 、 主要內(nèi)容 及基本參數(shù) 傳統(tǒng)橋式起重機(jī)的控制系統(tǒng)主要采用交流繞線轉(zhuǎn)子串電阻的方法進(jìn)行啟動(dòng)和調(diào)速，繼電一接觸器控制，這種控制系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)有 : 2 ，工作任務(wù)重，電動(dòng)機(jī)以及所串電阻燒損和斷裂故障時(shí)有發(fā)生。目前串級(jí)調(diào)速產(chǎn)品的控制技術(shù)仍停留在模擬階段，尚未實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)具有很好的調(diào)速性能和起制動(dòng)性能，很好的保護(hù)功能及系統(tǒng)監(jiān)控功能，所以有時(shí)采用直流電動(dòng)機(jī)，而直流電動(dòng)機(jī)制造工藝復(fù)雜，使用維護(hù)要求高，故障率高。前四種方案均屬有級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍小，無(wú)法高速運(yùn)行，只能在額定速 度以下調(diào)速 。(3)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 。究其原因是頻繁的超負(fù)荷作業(yè)及過(guò)大的機(jī)械振動(dòng)沖擊所引起的機(jī)械疲勞。3Q3vdWe3YXvbJr 目 錄 摘 要 .............................................................. I 第一章 緒 論 ........................................................ 1 橋式起重機(jī)簡(jiǎn)介 ............................................... 1 本課題設(shè)計(jì)的意義、主要內(nèi)容及基本參數(shù) ........................ 1 第二章 矢量控制變頻調(diào)速 ............................................. 4 變頻調(diào)速的基本原理 .......................................... 4 變頻器的基本結(jié)構(gòu)和功能 ....................................... 6 變頻器的主電路 ......................................... 6 變頻器的控制電路構(gòu)成 ................................... 7 變頻調(diào)速的控制方式 — 矢量控制方式 ............................. 8 矢量控制的基本思想 ..................................... 8 矢量變換規(guī)律 ........................................... 9 矢量變換下異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型 ........................ 12 矢量變換控制方程 ............................................ 13 第三章 橋式起 重機(jī)變頻控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) ............................ 15 總體設(shè)計(jì)方法 ................................................ 15 PLC 技術(shù)簡(jiǎn)介 ................................................ 16 PLC 概述 .............................................. 16 Siemens S7200結(jié)構(gòu)及工作原理 ......................... 17 部件的選擇 .................................................. 18 電機(jī)的選用 ............................................ 18 變頻器的選用 .......................................... 20 PLC 的選用 ............................................ 23 常用輔件的選擇 ........................................ 24 起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì) ...................................... 26 系統(tǒng)控制的要求 ........................................ 26 控制系統(tǒng)的 1/O 點(diǎn)及地址分配 ............................ 26 第四章 橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) .............................. 30 S7200PLC 網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議 .................................... 30 S7200PLC 網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議的種類(lèi) ........................ 30 本系統(tǒng)通信協(xié)議的選擇 .................................. 31 PLC 程序設(shè)計(jì) ................................................ 32 PLC 編程軟件概述 ...................................... 32 程序設(shè)計(jì) .............................................. 33 系統(tǒng)抗干擾措施 .............................................. 39 第五章 結(jié)束語(yǔ) ...................................................... 41 致 謝 ............................................................. 42 參考文獻(xiàn) ........................................................... 43 1 第一章 緒 論 橋式起重機(jī)簡(jiǎn)介 橋式起重機(jī)在冶金企業(yè)及其它行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用 ,其作用主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)物體的升降和轉(zhuǎn)運(yùn) ,橋式起重機(jī)工作環(huán)境惡劣 ,工作任務(wù)重。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqvt nGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9amp。qYpEh5pDx2zVkum