【正文】 輸入為高電平 時(shí)電機(jī)接通且正轉(zhuǎn)運(yùn)行，所以可以直接將兩端子短接來控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)運(yùn)行；在端子 4 上接入電位調(diào)節(jié)器 RP1，端口 1 和 2 為用戶提供了一個(gè) 10V 的直流電源，通過調(diào)節(jié)電位器 RP1，使得模擬量通道 1 的輸入電壓發(fā)生改變，致使變頻器輸出頻率跟隨給定量而發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)平滑無極地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 ② 抑制被控量的振蕩，減小系統(tǒng)的超調(diào)量 ③ 加入微分作用，可能引起控制器的輸出不穩(wěn)定，因此微分調(diào)節(jié)應(yīng)慎用。 Altistart46 型軟啟動(dòng)器有應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載和重型負(fù)載兩種類型，額定電流從 17~l200A 共 21 種額定值，電機(jī)功率 4~800kW。 ： ） 27 表 技術(shù)參數(shù)表 量程 1~~0~~3000bar 綜合精度 177。 快速式低壓斷路器 主要型號(hào) DS系列，用于半導(dǎo)體整流元件和整流裝置的保護(hù)。 即 IKN? INM 具體為 75KW選擇 CJ20250 ， 37KW選擇 CJ20100 ⑶工頻接觸器的選擇：電動(dòng)機(jī)在工頻的起動(dòng)情況下，其觸頭電流可電動(dòng)機(jī)的額定電流再加大一個(gè)檔次來選擇。電動(dòng)機(jī)斷相、過載有效得到保護(hù) ，并輸出過載信號(hào) 。 具體為 75KW選擇 CJ20150， 37KW選擇 CJ20100。 一般變頻器允許的過載能力為 150%， 1min 為避免誤動(dòng)作，低壓斷路器額定電流IQN應(yīng)選： IQN?（ ~） IN在電動(dòng)機(jī)工頻與變頻切換控制電路中，斷路器應(yīng)按電動(dòng)機(jī)在工頻下的起動(dòng)電流來選擇， IQN? NM (INM為電動(dòng)機(jī)額定電流 ) 電機(jī)功率 75KW，額定電流 140A，低壓斷路器額定電流 IQN應(yīng)選： 350A 電機(jī)功率 37KW，額定電流 68A，低壓斷路器額定電流 IQN應(yīng)選： 170A. ） 28 低壓斷路器（自動(dòng)空氣開關(guān)）的分類 萬能式低壓斷路器 主要型號(hào) DW10和 DW15兩個(gè)系列，用于配電網(wǎng)絡(luò)的保護(hù)。該產(chǎn)品結(jié)合多項(xiàng)新技術(shù)，具有全溫范圍補(bǔ)償及相應(yīng)的線性補(bǔ)償，保證產(chǎn)品的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。 軟啟動(dòng)器的選擇 目前國(guó)內(nèi)外軟啟動(dòng)器產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展很快，產(chǎn)品的型號(hào)很多，比較有代表性的有ABB 公司的 PSA、 PSD 和 PS— DH 型；法國(guó) TE 公司的 Altistart4 Altistart48 型；德） 26 國(guó)西 O 門子公司的 3RW22 型；英國(guó) CT 公司的 SX 型等。 ） 25 ③ 減小積分時(shí)間，雖可以加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但會(huì)降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 10% （內(nèi)置 A級(jí)濾波器） 訂貨號(hào) 6SE6430 2AD345EA0 高： 650mm，寬： 275mm，深： 245mm。整個(gè)系統(tǒng)包括一臺(tái)用變頻器控制速度的水泵和三臺(tái)輔助水泵。全面而完善的保護(hù)功能為變頻器和電動(dòng)機(jī)提供了良好的保護(hù)。 （ 7） 具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信功能，內(nèi)置 USB 通信接口，方便連接 FRConfigurator 變頻器設(shè)置軟件。 2）防止失速再生過電壓。過載檢出裝置與逆變器保護(hù)共用，但考慮低速運(yùn)轉(zhuǎn)的過熱時(shí)，在異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)埋入溫度傳感器，或 者利用轉(zhuǎn)在逆變器內(nèi)的電子熱保護(hù)來檢出過熱。對(duì)于數(shù)毫秒以內(nèi)的 瞬時(shí)停電，控制電路工作正常。 2）過載保護(hù)。 ② 電壓 /電流檢測(cè)電 路 與主電路電位隔離，檢測(cè)電壓、電流等。 ③ 逆變器 同整流器相反，逆變器的作用是將直流功率變換為所需要頻率的交流功率，根據(jù)PWM 控制信號(hào)使 6 個(gè)開關(guān)器 件導(dǎo)通、關(guān)斷，就可以得到三相頻率可變的交流輸出。對(duì)于需要更精密速度或快速響應(yīng)的場(chǎng)合， 運(yùn)算還應(yīng)包含由變頻器主電路和傳動(dòng)系統(tǒng)檢測(cè)出來的信號(hào)和保護(hù)電路信號(hào)，即防止因變頻器主電路的過電壓、過電流引起的損失外，還應(yīng)保護(hù)異步電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)等 圖 變頻器的構(gòu)成 變頻器的 主電路 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，稱為主電路。 配電柜內(nèi)設(shè)備的冷卻 可考慮采用在變頻器散熱器外加強(qiáng)迫水暖，水冷或強(qiáng)迫油循環(huán)等方法，以隔絕腐蝕性氣體 。 考慮到機(jī)械強(qiáng)度的要求，選出的導(dǎo)線應(yīng)有最小截面的限制，一般情況主干線鋁芯不小于 35 mm 2 ，銅芯不小于 25 mm2 ；支線鋁芯不小于 25 mm2 ，銅芯不小于 16 mm2 。軟啟動(dòng)器旁路后，使輸出繼電器 KAl 觸點(diǎn)斷開、 KA3 線圈斷電， KA3 觸點(diǎn)斷開使接觸器 KM2 線圈自鎖回路斷開，使得電動(dòng)機(jī)從軟啟動(dòng)器上切除，啟動(dòng)結(jié)束后輸出繼電） 16 器 KA2 觸點(diǎn)也斷開，中間繼電器 KA4 線圈斷電，但此時(shí)接觸器 KM7 線圈支路自鎖，電動(dòng)機(jī)直接由電網(wǎng)供電。在這里考慮到要想實(shí)現(xiàn)一臺(tái)軟啟動(dòng)器對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)既能軟啟動(dòng)又能軟停車，其設(shè)計(jì)的控制線路相對(duì)較復(fù)雜一 些，而且還要使用軟） 15 啟動(dòng)器內(nèi)部的一些特殊功能，所以下面僅介紹使用一臺(tái)軟啟動(dòng)器對(duì) 2 臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟啟動(dòng)、自由停車控制的電路，如圖 所示。但此） 14 時(shí)電動(dòng)機(jī)需要加過載、缺相等保護(hù)，所以需要加熱繼電器。若 KAl設(shè)置為故障繼電器，則當(dāng)軟啟動(dòng)器控制電源上電時(shí)， KAl 閉合；當(dāng)軟啟動(dòng)器發(fā)生故障時(shí)， KAl斷開。圖中實(shí)線框所 示為軟啟動(dòng)器，其中 C 和 400 為軟啟動(dòng)器控制電源進(jìn)線端子； L L L3 為軟啟動(dòng)器供電電源的進(jìn)線端子； T T T3 為連接電動(dòng)機(jī)的出線端子。 KM KM 分別為電動(dòng)機(jī) M1 、 M2 變頻運(yùn)行時(shí)接通電源的控制接觸器， KM KM4 、 KM6 、 KM7分別為電動(dòng)機(jī) M M2 工頻運(yùn)行時(shí)接通電源的控制接觸器。 具體為：接觸器 KM1 閉合時(shí)， KM KM5 均為斷開，電動(dòng)機(jī) M1 變頻運(yùn)行。采用變頻器的分級(jí)控制，進(jìn)行優(yōu)化控制泵組的調(diào)速運(yùn)行，） 11 并自動(dòng)調(diào)整泵組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，完成供水壓力的閉環(huán)控制，在管網(wǎng)流量變化時(shí)達(dá)到穩(wěn)定供水壓力和節(jié)約電能的目的。壓力設(shè)定由控制柜上的壓力設(shè)定電位器完成。 (2)管網(wǎng)中因?yàn)橛泄艿纼?nèi)部的摩擦阻力、水錘效應(yīng)等因素的影響，同時(shí)又由于水泵自身的一些固有特性，使水泵電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度的變化與管道內(nèi)水壓的變化成正的比例關(guān)系，所以水泵變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)是一個(gè)線性系統(tǒng)。如圖 ，一般可設(shè)定制動(dòng)電流加入的幅值 I 1L 和時(shí)間 t1 ， 但制動(dòng)開始到停車時(shí)間不能設(shè)定，時(shí)間長(zhǎng)短與制動(dòng)電流有關(guān)，應(yīng)根據(jù)實(shí) 際應(yīng)用情況，調(diào)節(jié)加入的制動(dòng)電流幅值和時(shí)間來調(diào)節(jié)制動(dòng)時(shí)間。但許多應(yīng)用場(chǎng)合，不允許電動(dòng)機(jī)瞬間停機(jī)。 此種方式間接控制電動(dòng)機(jī)電流來達(dá)到控制轉(zhuǎn)矩目的，與轉(zhuǎn)矩控制方式相比啟動(dòng)效果略差，但控制相對(duì)簡(jiǎn)單。 在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中，保持恒定的轉(zhuǎn)矩使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以恒定加速度上升，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)啟動(dòng)。在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中，電壓線性逐漸增加，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)達(dá)到額定電壓。控制電路按預(yù)定的啟動(dòng)方式，通過檢測(cè)主電路的反饋電流，控制其輸出電壓，可以實(shí)現(xiàn)不同的啟動(dòng)特性。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，已出現(xiàn)了各種性能良好、工作可靠的變頻調(diào)速電源裝置，它們促進(jìn)了 變頻 技術(shù)的發(fā)展。又因?yàn)殡姶殴β实扔?轉(zhuǎn)矩乘以角速度，所以若負(fù)載不變則電磁功率等于常數(shù)。 ） 4 工業(yè)補(bǔ)給水泵系統(tǒng)（一控二） 工業(yè)補(bǔ)給水泵變頻柜只控制兩臺(tái) 37KW 小泵， 75KW 大泵只能工頻手動(dòng)控制，不參與變頻自動(dòng)控制。具體功能描述如下： 操作方式選擇功能 系統(tǒng)的操作方式由設(shè)置在變頻控制柜上的轉(zhuǎn)換開關(guān)選擇。 另外兩臺(tái)水泵作為工頻備用泵，當(dāng)變頻水泵達(dá)到額定頻率且人不滿足系統(tǒng) 用水要求時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng) 1 臺(tái)工頻備用泵。 中水提升泵變頻調(diào)速系統(tǒng)可由現(xiàn)場(chǎng)集控系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，根據(jù)運(yùn)行工況按設(shè)定程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)中水提升泵電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制。我國(guó)自主研發(fā)變頻器的生產(chǎn)地區(qū)主要集中于南方地區(qū)，且主要集中為低壓變頻器，但多數(shù)國(guó)外跨國(guó)企業(yè)在我國(guó)變頻技術(shù)占有 主導(dǎo)地位，不僅是低壓變頻方面，還包括了高壓變頻方面。75KW 大泵只能工頻手動(dòng)控制，不參與變頻自動(dòng)控制。當(dāng)變頻泵不能滿足要求時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)另一臺(tái)工頻小泵。而在我國(guó)這十幾年的變頻技術(shù)發(fā)展期間，我們走的是集成化的道路，從先學(xué)習(xí)國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)到自主的創(chuàng)新研發(fā)。其中 3 臺(tái)中水提升泵配備一臺(tái)變頻器，采用一面變頻柜； 2 臺(tái)工業(yè)補(bǔ)給水泵配備一臺(tái)變頻器，采用一面變頻柜；在綜合水泵房安裝一套雙電源切換裝置，為兩套變頻調(diào)速系統(tǒng)供電。當(dāng)下次用水時(shí)，隨著用水量的增加，管網(wǎng)壓力降低，變頻器開始由低頻啟動(dòng)，直到運(yùn)行在滿足用水壓力要求的相應(yīng)頻率下。 變頻柜功能 變頻柜控制方式分為：手動(dòng)操作、自動(dòng)運(yùn)行兩種。 中水提升泵系統(tǒng)（一控三） 中水提升泵要求變頻泵定時(shí)循環(huán)運(yùn)行，一周自動(dòng)切換一次，當(dāng)變頻泵不能滿足要求時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)一臺(tái)工頻泵。而轉(zhuǎn)差功率等于轉(zhuǎn)差率與電磁功率的乘積。但是，單一地調(diào)節(jié)電源頻率，將導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行性能惡化。其基本原理是利用晶閘管的移相控制原理，通過控制晶閘管的導(dǎo)通角 來 改變其輸出電壓，達(dá)到通過調(diào)壓來控制啟動(dòng)電流和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的目的。這種啟動(dòng)方式斷開電流反饋，屬開環(huán)控制方式。圖 同時(shí)給出啟動(dòng)過程中轉(zhuǎn)矩 T、電壓 U、電流 I 和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n 的曲線，其中轉(zhuǎn)速曲線為恒加速度上升。 隨著軟啟動(dòng)器控制技術(shù)的發(fā)展，目前它大多采用轉(zhuǎn)矩控制 方式，也有采用電 流控制方式，即電流斜坡控制 及恒流升壓?jiǎn)?dòng)方式。傳統(tǒng)的控制方式大都采用這種方法。在實(shí)施能耗制動(dòng)時(shí)，軟啟動(dòng)器向電動(dòng)機(jī)定子繞組通人直流電，由于軟啟動(dòng)器是通過晶閘管對(duì)電動(dòng)機(jī)供電，因此很容易通過改變晶閘管的控制方式而得到直流電。同時(shí)用于電機(jī)速度控制的變頻器也存在一定的滯后效應(yīng)?？刂乒駪?yīng)留有信號(hào)接口，能夠把每臺(tái)電機(jī)的運(yùn)行信號(hào)、過載信號(hào)、運(yùn)行電流、變頻器頻率、主管網(wǎng)壓力返回控制室。硬件設(shè)備選型、變頻器選型 及相關(guān)電器 ，繪制系統(tǒng)硬件連接圖。 KM KM KM5 分別為電動(dòng)機(jī) M1 、 M2 、 M3 變頻運(yùn)行時(shí)接通電源的控制接觸器， KM KM4 、 KM6 、KM KM8 、 KM9 分別為電動(dòng)機(jī) M M M3 工頻運(yùn)行時(shí)接通電源的控制接觸器。 圖 工 業(yè)補(bǔ)給水泵 系統(tǒng) 主回路接線圖 (一控二 ) 圖 工業(yè)補(bǔ)給水泵系統(tǒng)工作原理 電機(jī)有兩種工作情況：在工頻電下運(yùn)行和在變頻電下運(yùn)行。 軟啟動(dòng)器控制系統(tǒng)的過程分析 （ 1） 一臺(tái)軟啟動(dòng)器控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的軟啟動(dòng)、軟停車或自由停車控制線路 如圖 所示型號(hào)為 Y2280S4 的 電動(dòng)機(jī)利用軟啟動(dòng)器啟動(dòng)的控制線路圖。 KAl 為可編程輸出繼電器，可設(shè)置成故障繼電器或隔離繼電器。電動(dòng)機(jī)按設(shè)定的啟動(dòng)方式啟動(dòng)，當(dāng)啟動(dòng)完成后， 內(nèi)部繼電器KA2 常開觸點(diǎn)閉合， KM2 接觸器線圈吸合，電動(dòng)機(jī)通過接觸器由電網(wǎng)直接供電。通過設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)碾娐房梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)、軟停車控制，但不能同時(shí)啟動(dòng)或停機(jī)多臺(tái)電機(jī)，只能一臺(tái)一臺(tái)的分別啟動(dòng)或停機(jī)。當(dāng)啟動(dòng)結(jié)束時(shí)，軟啟動(dòng)器的啟動(dòng)結(jié)束繼電器 KA2 觸點(diǎn)閉合，中間繼電器 KA4 線圈通電， KA4 常開觸點(diǎn)閉合使旁路接觸器 KM7 線圈通電 并自鎖，此時(shí) KM2 和 KM7 均接通。常用的低壓電器設(shè)備有刀開關(guān)、熔斷器、低壓斷路器、各種繼電器等。當(dāng)需要將變頻器上下布置時(shí)，應(yīng)在變頻器之間安裝隔板，并形成各自獨(dú)立的風(fēng)道，防止下方變頻器的出風(fēng)成為上方變頻器的進(jìn)風(fēng)，影響整體的散熱效果。而控制指令則根據(jù)外部的運(yùn)轉(zhuǎn)指令進(jìn)行運(yùn)算獲得。裝置容量小時(shí)，如果電源和主電路的構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡(jiǎn)單的平波回路。 控制電路主要包括： ① 運(yùn)算電路 將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，決定逆變器的輸出電壓、功率。交流器的輸出電流達(dá)到異常值，也同樣停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。 4）瞬時(shí)停電保護(hù)。 ⑵ 異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù) 1）過載保護(hù)。對(duì)于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)中的過電流，也進(jìn)行同樣的控制。 （ 6） 具有遠(yuǎn)程輸出、簡(jiǎn)單磁通矢量控制功能等豐富功能。其脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的，因而降低了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲。 PID 控制信號(hào)作用下，最多可以控制三臺(tái)輔助電動(dòng)機(jī)。 68A， 37KW 電機(jī) 變頻器選擇 ②電源電壓 3AC 400V 功率 45KW 調(diào)制脈沖頻率4KHZ 75A，輸入電壓范圍 3AC (380~480)V177。 積分（ I）調(diào)節(jié)的特點(diǎn)： ① 調(diào)節(jié)可以消除靜差 ② 積分調(diào)節(jié)動(dòng)作緩慢，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性變差。本設(shè)計(jì)中 PID相關(guān)參數(shù)設(shè)置見下 文附錄 A表 (2)軟件型：使用離散形式的 PID控制算法在可編程序控制器 (或單片機(jī) )上做 PID控制器 此次使用硬件型控制形式，并且本 系統(tǒng)的 PID調(diào)節(jié)器內(nèi)置于變頻器中。 壓力 變送 器的選擇 ：標(biāo)準(zhǔn)型壓力變送器 EVT100A ： EVT100A標(biāo)準(zhǔn)型工業(yè)用壓力變送器采用國(guó)際上最先進(jìn)的硅壓阻技術(shù)及精密補(bǔ)償技術(shù)，并融合獨(dú)特的 ASIC技術(shù)，組成完美的放大輸出的壓力變送器。 ③保護(hù)作用：（變頻器輸入側(cè)發(fā)生短路）在出現(xiàn)過電流或欠電壓等保護(hù)。 即 IKN? IN 選用交流接觸器的型號(hào)為 C J 20 □ □ /□ □ 其相應(yīng)的注釋為 C：接觸器 J：交流 ， 20：設(shè)計(jì)代號(hào) 。當(dāng)線路電流增大后 , 雙金屬元件受熱彎曲到一定程度推動(dòng)滑板 , 并通過補(bǔ)償雙金屬元件與推桿將常閉觸頭分開 ，常開觸點(diǎn)閉合 。 具體為 75KW選擇 CJ20250 ， 37KW