【正文】 名稱、代碼及地址編號如下表41所示。主機中，CPU是PLC的核心，I/O單元是連接CPU與現(xiàn)場設備之間的接口電路，通信接口用于PLC與編程器和上位機等外部設備的連接。 由于高次諧波的驅動效應，電纜的實際使用面積減少，單位實際工作電阻增大，電纜壓降有增大的趨勢，故所配電纜一般大于常規(guī)使用值。 借助制動單元，消耗電機發(fā)電制動狀態(tài)下從動能轉換來的能量。為此，在變頻器的輸入端加接交流電抗器，以抑制變頻器造成的高頻峰值電流，或電容器開斷造成的峰值電流對變頻器的危害。為了減小對電網(wǎng)的諧波污染，每個變頻器均加有輸入電抗器，它不僅減小了高次諧波分量，同時也抑制了輸入電流峰值，有利于提高整流二極管使用壽命。二、變頻器容量選擇 起升機構起升機構平均起動轉距一般來說可為額定力矩值的倍。它具有穩(wěn)定性好，對急加、減速負載變化有較好的響應特性。目前，國內用于起重機械的4極電機有強迫通風冷卻的YZFXXX一4型電機等。普通電機與變頻電機在不連續(xù)工作狀態(tài)下特性基本一致；在連續(xù)工作時考慮到冷卻效果限制了普通電機轉矩應用值，普通電機僅在連續(xù)工作時的變頻驅動特性比變頻電機稍差。變頻器的選擇，一般以電動機的額定功率作為選擇的依據(jù)，通常選額定功率大一級的變頻器，控制方式選用無PG的v/f的變頻控制方式。 主起升和副起升兩臺電機各使用一個變頻器。各機構的驅動系統(tǒng)簡介如下:主、副起升機構為兩臺電機分別單獨驅動，為滿足貨物下降的需要，采用了動力制動，制動器是電動液壓推桿操作；小車運行機構為一臺電機單獨驅動，制動器是電動液壓推桿操作。3 變頻調速橋式起重機系統(tǒng)總體方案設計和部件選型 本課題研究的橋式起重機是電動雙梁橋式起重機，該起重機由起重小車、橋架金屬結構、橋架運行機構以及電氣控制設備等四個部分組成。異步電動機變頻調速特性如下圖22所示: U1 恒轉矩調速 恒功率調速 （定子相電壓） U1n 0 f1n f1 圖22 異步電動機變頻調速特性 整流器整流器 AC DC AC 控制電路 控制電路 運行指令 圖 2—3 變頻器的結構圖變頻器的基本結構見如圖23所示，電機在帶動較大負載在啟動時，會有較大的沖擊電流，采用變頻器時，可以實現(xiàn)軟啟動，減小沖擊電流，解決大負載的啟動問題。 由公式可知，只要控制好Eg 和f1，便可以控制磁通?M不變，需要考慮基頻(額定頻率)以下和基頻以上兩種情況： 1 基頻以下調速: ，要保持不?M變，單頻率f1 從額定值f1n向下調節(jié)時，必須同時降低Eg，然而繞組中的感應電動勢是難以控制的，但電動勢較高時，可以忽略電子繞組的漏磁阻抗壓降，而認為定子相電壓U1≈E，則得U1/f=常值。磁通太弱，沒有充分利用電機的磁心，是一種浪費:若要增大磁通，又會使磁通飽和，從而導致過大的勵磁電流，嚴重時會因為繞組過熱而損壞電機。 (3)可編程序控制器在橋式起重機變頻控制系統(tǒng)中的應用即本論文的第四章，它首先介紹了PLC原理、系統(tǒng)組成及其各部分的作用，然后論述本系統(tǒng)中PLC的選取，采用Siemens公司S7200型PLC，最后介紹控制系統(tǒng)的構成及各機構的安全保護和檢測。 ，機械特性軟，負載變化時轉速也變化，調速不理想。借助電力電子技術、微電子技術的發(fā)展，由分離元件發(fā)展到大規(guī)模集成電路，從而實現(xiàn)控制部件的微型組件化、智能化、標準化、系列化，進而從模擬量控制發(fā)展到數(shù)字量控制。電氣調速控制的方法很多，對直流驅動來講60年代采用發(fā)電機一電機系統(tǒng)，從控制電阻分級控制，到交磁放大控制，到可控硅SRC激磁控制，到主回路可控硅即晶閘管整流供電系統(tǒng)。究其原因是頻繁的超負荷作業(yè)及過大的機械振動沖擊所引起的機械疲勞。隨著功率電子技術的發(fā)展，目前，該技術己進入了成熟穩(wěn)定的發(fā)展應用階段。 同時隨著PLC系統(tǒng)的不斷成熟與完善，以及大容量變頻器在位能負載上的成功應用，變頻調速系統(tǒng)必將成為未來調速市場的主流。本論文的主要內容分為如下五個部分: (1)矢量控制變頻調速原理即本論文的第二章，它首先介紹變頻調速的基本原理，然后介紹了變頻器的基本結構，即變頻器的主電路和控制電路構成，最后介紹了變頻器的基本控制方式一矢量控制方式。 P一電機的極對數(shù)。 N1定子每線繞組串聯(lián)匝數(shù)。把基頻以下和基頻以上兩種情況合起來，可得到異步電動機的變頻調速控制特性，如圖22。在實際的等效變換中，先將異步電動機在三相靜止坐標系下的定子電流iA，iB，iC通過三相/兩相變換，等效變換，等效為兩相靜止坐標系下的交流電流iα、iβ再通過磁場定向的旋轉變換，等效為同步旋轉坐標系下的直流電流iM、iT。運行機構的作用是使起重機運行部分作來回運動，以達到在水平面內運移貨物的目的。系統(tǒng)結構圖如圖31。PLC接受電機的旋轉編碼器經(jīng)數(shù)模轉換卡送達的反饋信號，避免吊鉤的下滑?，F(xiàn)在國內推出的變頻專用電機由普通電機加獨立風扇組成，以解決電機在低速運轉過程中自冷風扇風量不足而引起的電機過熱問題。高速電機比低速電機在電流小、功率因數(shù)高、電纜截面小及電器配置容量小等方面占有優(yōu)勢。其電機容量P為 （kw） 式中 Cp一起重機額定提升負載，kg v一額定起升速度，m/s g一重力加速度，g= ?一機構總效率 ，能承受電壓波動的影響，其最大轉矩值必須大于2，否則必須讓電機放容，從而降低電機在額定運行時的工作效率。 傳統(tǒng)起重機控制系統(tǒng)起升機構能耗部分將取消，各機構調速電阻器將取消。故最終尚需驗證電機和變頻器額定電流，即 電壓型變頻器可以一臺變頻器驅動多臺電機，其并聯(lián)運行且變頻器短時過載能力為150%、60%時，如電機加速時間在300s內有小于60s的加速時間，則 并要求式中 PM—負載所要求的電機軸輸出功率 —并聯(lián)電機的臺數(shù) ns—同時啟動的臺數(shù) ?—電機效率，?= Ks—電動啟動電流與電機額定電流之比值負載所要求的電機軸輸出功率 K—電流波形的修正系數(shù)，PWM方式取 PCN—變頻器容量，KVA ICN—變頻器額定電流，A 各執(zhí)行機構的變頻器 根據(jù)起重機電機驅動的特性和技術要求，采用帶測速反饋接口的MASTERDRIVE6SE70系列變頻器作為主、副起升機構的電機驅動，MASTERDRI Vector 6SE440系列變頻器作為大、小行車行走機構的電機驅動，6SE440系列是一種通用性高性能矢量控制型變頻器，功能強，價格低，完全滿足行走機構的需求。 為避開變頻器投入時直流回路電容器的充電電流峰值，為此變頻器配置的斷路器容量應為電機額定電流的倍，整定值為斷路器額定值的倍。常在其直流電路中加接一檢測直流電壓的晶體管。 式中 GD2M —電機轉子飛輪轉矩之和，N按結構形式的不同，PLC可分為整體式和組合式。 (2)運行機構運行速度調節(jié)。 如附錄圖A2所示為Siemens S7200CPU226模塊接線圖。 行走機構的過電流、過載、短路、斷相等保護由變頻器自動完成。S7200向人機界面產(chǎn)品提供全局數(shù)據(jù)服務。在組態(tài)完的S7一200下設置變量，每個變量有三個設置項:變量名、數(shù)據(jù)類型、地址，其中最重要的是變量地址。除此之外，另一個任務就是接受上位機的控制命令，以進行自動采樣。另外需要將一個V存儲地址分配給USS3全局變量表的第一個存取單元，從這個地址開始，以后連續(xù)的400個字節(jié)的V存儲器將被USS指令使用，不能用作他用。 為了實時通知操作員故障消息，以便盡快地排除故障，確保整個系統(tǒng)正常運行，本控制系統(tǒng)具有良好的故障報警措施。 抗干擾的主要措施有： （1）輸入信號電纜、輸出信號電纜和電力電纜都要分開敷設，不能扎在一起。 (6)引至PLC柜的電纜要盡量遠離那些會產(chǎn)生電磁干擾的裝置。 ，利用其良好的人機界面和通信能力，在PC機上可開發(fā)出友好人機界面，下載至工業(yè)觸摸屏中，使工作人員可以實現(xiàn)變頻器的參數(shù)設置、電機的啟動和停止同時可實現(xiàn)系統(tǒng)故障報警。由于時間關系對本課題的研究還不夠完善，對起重機的故障診斷，遙控領域沒有過多涉及，起重機同時應具有一定的自診斷功能。最后，我要深深感謝我的父母和姐妹，多年來，正是由于他們對我學業(yè)上的支持、理解和鼓勵，對我一如既往的殷切期望和無私奉獻，給予了我無盡的關愛和動力，才使得我得以順利完成學業(yè)! 。因此，采用全變頻調速系統(tǒng)，以改善橋式起重機的整體性能，對推動起重機械電氣控制與調速系統(tǒng)的更新?lián)Q代，具有非?，F(xiàn)實的意義。吊鉤的升、降方向及速度換檔，同時能檢測各個電機故障現(xiàn)象并送往工業(yè)觸摸屏進行顯示，減小了傳統(tǒng)的繼電一接觸式控制系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)。 6全文總結及其展望 本文主要為橋式起重機設計一套變頻調速控制系統(tǒng)，同時實現(xiàn)起重機電機速度的可調節(jié)，以節(jié)約能源和適應生產(chǎn)的需要。 (3)多芯電纜中的備用芯線也要一端接地，一則擴大屏蔽作用，二則抑制芯線間的信號串擾及外部干擾。 考慮到工業(yè)現(xiàn)場可能的干擾,1）(一般為幾十毫秒到幾百毫秒)才認為有故障。 使用USS協(xié)議的編程順序如