【正文】 e that the current series of solar energy equipment for the utilization of solar energy is not high. In order to keep the energy exchange part to plumb up the solar beam,it must track the movement of solar. In this paper, the solar tracking system of the mechanical part and control system part are designed.Mechanical structure mainly includes the main spindle, stepping motors, gears and gear ring, and so on. When the sun39。例如：生活用品、工業(yè)生產(chǎn)、汽車(chē)、飛機(jī)、船舶、機(jī)床、制冷等等，所以他的運(yùn)用范圍極其的廣泛。但隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各種新型控制器件和先進(jìn)控制方法在電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用，是交流電機(jī)的控制精度得到極大的提高。就目前而言，電能是人類(lèi)運(yùn)用最多的能源之一，同時(shí)也是浪費(fèi)最多的能源之一，為解決能源問(wèn)題，必須從電能問(wèn)題著手。并且使用中的還是中小型異步電機(jī)，加之設(shè)備陳舊，管理、控制技術(shù)跟不上，所以造成了很多電能的浪費(fèi)。目前交流電機(jī)變頻調(diào)速控制已經(jīng)成為一門(mén)集電機(jī)、電力電子、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)控制和數(shù)字仿真為一體的新興學(xué)科。80年代相繼出現(xiàn)絕緣柵雙極型晶體管IGBT和絕緣柵雙極型門(mén)控晶閘管IGBT。GTR是電流驅(qū)動(dòng)器件，通態(tài)壓降低，容量沒(méi)有GTO大，但功耗大，調(diào)制頻率不高，噪聲大。第一階段V/F控制早期變頻系統(tǒng)都是采用開(kāi)環(huán)恒壓比（V/F=常數(shù)）的控制方式，其優(yōu)點(diǎn)是控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低、缺點(diǎn)是系統(tǒng)性能不高。然而，當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械對(duì)調(diào)速系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能提出更高的要求時(shí)，上述系統(tǒng)性能還是不及直流調(diào)速系統(tǒng)。這種理論的出發(fā)點(diǎn)是：考慮到交流電機(jī)的非線性、多變量、強(qiáng)耦合的時(shí)變系統(tǒng)，通過(guò)坐標(biāo)變換重建電動(dòng)機(jī)模型即可等效為一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)。直接轉(zhuǎn)矩控制與矢量控制不同，DTC摒棄了解耦的思想，取消了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，簡(jiǎn)單的通過(guò)檢測(cè)電機(jī)定子電壓和電流，借助瞬時(shí)空間矢量理論計(jì)算電機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)與給定值比較所得的差值，實(shí)現(xiàn)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的直接控制。直接轉(zhuǎn)矩的缺點(diǎn)在于：由于直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)是直接進(jìn)行轉(zhuǎn)矩的控制，避開(kāi)了旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，控制定子磁鏈而不是轉(zhuǎn)子磁鏈，不可避免的產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，降低調(diào)速性能，因此只能用于在對(duì)調(diào)速要求不高的場(chǎng)合。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器，人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，成為真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。近年來(lái)不斷開(kāi)發(fā)出許多功能模塊，如高速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。它采用一可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。，使用方便。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。 PLC的工作原理 PLC的控制功能就是通過(guò)運(yùn)行用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PLC在運(yùn)行程序時(shí)，所需的輸入信號(hào)不是現(xiàn)時(shí)取輸入端子上的信息，而是取輸入映像寄存器中的信息。但這個(gè)結(jié)果在全部程序未被執(zhí)行完畢之前不會(huì)送到輸出端子上。設(shè)磁場(chǎng)一同步轉(zhuǎn)速n1順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，于是轉(zhuǎn)子導(dǎo)條與磁場(chǎng)之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即相當(dāng)于磁場(chǎng)不動(dòng)，而轉(zhuǎn)子導(dǎo)條以逆時(shí)針?lè)较蚯懈畲帕€，此時(shí)在導(dǎo)條中產(chǎn)生如圖31所示方向的電動(dòng)勢(shì)。否則，由于兩者之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，就不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及感應(yīng)電流，電磁轉(zhuǎn)矩也無(wú)法形成，這就是異步電動(dòng)機(jī)名稱的由來(lái)。表31 三相異步電機(jī)定子的組成定子定子鐵心，相互絕緣的硅鋼片疊成，硅鋼片內(nèi)圓上有均勻分布的槽，其作用是嵌放定子三相繞組AX、BY、CZ。開(kāi)口槽亦放入成型線圈，其絕緣通常用云母帶。 繞線式 繞線式異步電動(dòng)機(jī)。（一）產(chǎn)生圖33表示最簡(jiǎn)單的三相定子繞組AX、BY、CZ，它們?cè)诳臻g按互差1200的規(guī)律對(duì)稱排列。隨著定子繞組中的三相電流不斷地作周期性變化，產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)也不斷地旋，因此稱為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。電磁轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)子繞組中的電流I及旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的強(qiáng)弱有關(guān)。圖 35 三相異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線在一定的電源電壓U1和轉(zhuǎn)子電阻R2下，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)差率n之間的關(guān)系曲線T=f(s)或轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的關(guān)系曲線n=f(T)，稱為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性曲線，如圖35所示。當(dāng)忽略電動(dòng)機(jī)本身機(jī)械摩擦轉(zhuǎn)矩T0時(shí)，阻轉(zhuǎn)矩近似為負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL，電動(dòng)機(jī)作等速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩T必與阻轉(zhuǎn)矩TL相等，即T= TL。最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差率為Sm，此時(shí)的Sm叫做臨界轉(zhuǎn)差率，見(jiàn)圖36（a），最大轉(zhuǎn)矩Tm與額定轉(zhuǎn)矩TN之比稱為電動(dòng)機(jī)的過(guò)載系數(shù)l，即l= Tm/ TN（~。由以上方程可知，異步電機(jī)的非線性強(qiáng)耦合主要表現(xiàn)在磁鏈方程和轉(zhuǎn)矩方程中，既存在定子和轉(zhuǎn)子之間的耦合，也存在三相繞組間的交叉耦合。為了使三相異步電機(jī)具有可控性、客觀性，必須對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化，使其成為一個(gè)線性、解耦的系統(tǒng)。變頻調(diào)速能夠應(yīng)用在大部分的電機(jī)拖動(dòng)場(chǎng)合，由于它能提供精確的速度控制，因此可以方便地控制機(jī)械傳動(dòng)的上升、下降和變速運(yùn)行。這個(gè)電流值將大大增加電機(jī)繞組的電應(yīng)力并產(chǎn)生熱量，從而降低電機(jī)的壽命。2. 啟動(dòng)時(shí)需要的功率更低。 。 離心風(fēng)機(jī)或水泵采用變頻器后都能大幅度地降低能耗，這在十幾年的工程經(jīng)驗(yàn)中已經(jīng)得到體現(xiàn)。 圖41 SPWM交直交變壓變頻原理圖 圖42 交直交通用變頻器系統(tǒng)框圖（一）主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類(lèi):電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。也可用兩組晶體管變流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。 ?。和髌飨喾?，逆變器是將直流功率變換為所要求頻率的交流功率，以所確定的時(shí)間使6個(gè)開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷就可以得到3相交流輸出。 　?。候?qū)動(dòng)主電路器件的電路。變頻調(diào)速是通過(guò)改變電機(jī)定子繞組供電的頻率來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的?？梢?jiàn)磁極對(duì)數(shù)p越多，轉(zhuǎn)速N越慢。 V/F控制原理由電機(jī)學(xué)理論，交流異步電機(jī)的定子繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是定子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁力線的結(jié)果，起有效值計(jì)算如下：式中 K——與電機(jī)結(jié)構(gòu)有關(guān)的常數(shù)；——磁通。理論上這種新的平衡對(duì)機(jī)械特性影響不大。變頻器與負(fù)載的額定電壓相等。三相異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)以可編程序控制器（PLC）作為核心的控制部件，通過(guò)PLC的模擬量輸出口實(shí)現(xiàn)變頻器的頻率設(shè)定；通過(guò)PLC輸出口對(duì)變頻器數(shù)字輸入口的控制，實(shí)現(xiàn)體統(tǒng)的正常運(yùn)行。圖51 PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 控制回路接線：，對(duì)應(yīng)的地址COM接端子3。、9，控制其八段頻率。（四）在選擇硬件時(shí)考慮日后對(duì)產(chǎn)品更新升級(jí)和改進(jìn)應(yīng)適當(dāng)留有一定的余量。使用觸摸屏后使得操作簡(jiǎn)單，靈活方便，從而增加變頻調(diào)速系統(tǒng)功能的實(shí)用性。根據(jù)前面的分析，進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試，用PLC控制變頻器，在用變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。，PLC程序開(kāi)始工作，電機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)運(yùn)行。通過(guò)改變定子繞組的供電頻率f來(lái)實(shí)現(xiàn)，當(dāng)轉(zhuǎn)差率s一定時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n基本上正比于f。其中最值得感謝的要算我們的論文老師唐曉慶講師了。為此唐老師花費(fèi)了大量的精力！在此我深深的感謝老師對(duì)我的幫助和指導(dǎo)。畢業(yè)論文作者（簽字）： 簽字日期： 年 月 日25