【正文】 ( ) ( )由于取不同值時(shí)，的變換的變化范圍是0～∞，這個(gè)變化幅度太大，在實(shí)際電路中難以實(shí)現(xiàn)，因此在實(shí)際電路中，電流的相位角通常采用其正弦值和余弦值來(lái)表示 ( ) ( )直角/極坐標(biāo)變換符號(hào)為：K/P 異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)高階、非線性、強(qiáng)藕合的多變量系統(tǒng)。== （）應(yīng)用坐標(biāo)變換方法可求得式(()的逆變換，即兩相/三相坐標(biāo)變換表達(dá)式。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。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。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。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。低頻時(shí)，U1和讀數(shù)較小，定子阻抗壓降所占的份量都比較顯著，不能在忽略。三相異步電動(dòng)機(jī)每相電動(dòng)勢(shì)的有效值是: （）式中: —?dú)庀洞磐ㄔ诙ㄗ用肯嘀懈袘?yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值，單位為V?！ㄗ拥碾娫搭l率，單位為Hz。 ，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。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。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)。因此根據(jù)橋式起重機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)，將可編程序控制器與變頻器結(jié)合應(yīng)用于橋式起重機(jī)控制系統(tǒng)，其中PLC系統(tǒng)則采用SIEMENS公司產(chǎn)品，大大提高了操作精度和穩(wěn)定度。綜合保護(hù)功能完善，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)、查找、處理故障；并且節(jié)約了能源。(2)改變電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)調(diào)速。功率因數(shù)低，線路損耗大。所串電阻長(zhǎng)期發(fā)熱，電能浪費(fèi)大，效率低?！姍C(jī)的轉(zhuǎn)速滑差率?！ㄗ宇l率，單位為Hz。這時(shí)，可以人為的把電壓U抬高一些，以便近似的不補(bǔ)償定子壓降。電力電子開(kāi)關(guān)器件電力半導(dǎo)體器件己經(jīng)歷了以晶閘管為代表的分立器件，以可關(guān)斷晶閘管(GTO)，巨型晶體管(GTR)，功率MOSFET、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)為代表的功率集成器件(PID),以智能化功率集成電路(SPIC)，高壓功率集成電路(HVIC)為代表的功率集成電路(PIC)等三個(gè)發(fā)展時(shí)期。它的主要作用是在控制電路的控制下，將平滑電路輸出的直流電源轉(zhuǎn)換為頻率和電壓都任意可調(diào)的交流電源。通常采用等腰三角波作為載波，因?yàn)榈妊遣ㄉ舷聦挾扰c高度線性關(guān)系，且左右對(duì)稱，當(dāng)它與正弦波調(diào)制信號(hào)相交時(shí)，如在交點(diǎn)時(shí)刻控制電路中開(kāi)關(guān)器件的通斷，就可以得到寬度正比于正弦波幅值的脈沖，這正好符合SPWM控制的要求。由這樣繞組組成的電動(dòng)機(jī)其控制原理與直流電動(dòng)機(jī)控制原理相同。= （）對(duì)于三相星型不帶零線的接法，有=~ 則上面兩式簡(jiǎn)化為。因此常作以下假設(shè):忽略空間諧波。qq為交軸繞組。由式()矩陣的第三行得0== ()上式括號(hào)部分：=P ()所以有0=+ P= P/ ()將式()代入式()的方程中，可解得、即== ()== ()式中，為轉(zhuǎn)子回路時(shí)間常數(shù)。控制方式選用帶PG的矢量控制方式。其采用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要包括CPU,存儲(chǔ)器、輸入、輸出接口及模塊、通訊接口及模塊、編程器和電源六個(gè)部分。 (2) Siemens S7200主要功能模塊介紹 1. CPU模塊S7200的CPU模塊包括一個(gè)中央處理單元、電源以及數(shù)字I/0點(diǎn)，這些都被集成在一個(gè)緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。輸出擴(kuò)展模塊EM222有三種:8點(diǎn)DC晶體管輸出，8點(diǎn)AC輸出、8點(diǎn)繼電器輸出。一次循環(huán)過(guò)程可歸納為公共處理、程序執(zhí)行、掃描周期計(jì)算處理、I/0刷新和外設(shè)端口服務(wù)五個(gè)工作階段，一次循環(huán)所用的時(shí)間稱為一個(gè)工作周期(或掃描周期)，其長(zhǎng)短與用戶程序的長(zhǎng)短以及PLC機(jī)本身性能有關(guān)，其數(shù)據(jù)級(jí)ms級(jí)，典型值為幾十ms。在連續(xù)工作時(shí)考慮到冷卻效果限制了普通電機(jī)轉(zhuǎn)矩應(yīng)用值，普通電機(jī)僅在連續(xù)工作時(shí)的變頻驅(qū)動(dòng)特性比變頻電機(jī)稍差。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較少，占額定起升轉(zhuǎn)矩的10%20%。在變頻器功率選定的基礎(chǔ)上再作電流驗(yàn)證，公式如下:＞ 式中一變頻器額定電流，A —電機(jī)額定電流，A。 變頻器系統(tǒng)器件由斷路器、接觸器、電抗器、變頻器、制動(dòng)電阻及制動(dòng)單元組成。在能量消耗的同時(shí)加速了轉(zhuǎn)速的減小，該能量消耗得愈多，制動(dòng)時(shí)間愈小，此裝置即為變頻器的制動(dòng)單元。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，控制系統(tǒng)應(yīng)具備的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，名稱、。PPI是一個(gè)主/從協(xié)議，在這個(gè)協(xié)議中，S7200一般作為從站，自己不能發(fā)送信息，只有當(dāng)主站，如西門(mén)子編程器、TD200等HMI，給從站才進(jìn)行響應(yīng)。這些設(shè)備包括從簡(jiǎn)單的輸入或輸出模塊到電機(jī)控制器和可編程控制器。變量有兩種類(lèi)型:全局變量和局部變量。該工具軟件包為S7200CPU與其它系統(tǒng)部件(如觸摸屏、變頻器)的使用提供了便利。這取決于連續(xù)的變頻器數(shù)目，波特率，以及CPU的掃描時(shí)間。所以在PLC程序中始終對(duì)相應(yīng)的傳感器輸入信號(hào)進(jìn)行掃描，一旦有諸于變頻器故障，超重等故障，應(yīng)馬上切斷該設(shè)備，并啟動(dòng)蜂鳴器，進(jìn)行報(bào)警。 (1)輸入信號(hào)電纜、輸出信號(hào)電纜和電力電纜都要分開(kāi)敷設(shè)，不能扎在一起。 (6)引至PLC柜的電纜要盡量遠(yuǎn)離那些會(huì)產(chǎn)生電磁干擾的裝置。 重點(diǎn)解決了系統(tǒng)中的監(jiān)控畫(huà)面、PLC程序設(shè)計(jì)的問(wèn)題以及上下位機(jī)之間的通信問(wèn)題。在此期間，老師多次詢問(wèn)我的課題進(jìn)度，提醒我該注意的問(wèn)題，并在我課題遇到困難時(shí)，給予了我耐心的指導(dǎo)和幫助。并希望在今后的學(xué)習(xí)和工作中繼續(xù)得到導(dǎo)師的教導(dǎo)。同時(shí)利用西門(mén)子公司的Protool/pro組態(tài)軟件設(shè)計(jì)良好的人機(jī)界面以下載至觸摸屏，以及實(shí)現(xiàn)其與PLC的通信。盡量不要將PLC安裝在多塵、有油煙、有導(dǎo)電灰塵、有腐蝕性氣體、振動(dòng)、熱源或潮濕的地方。 (3)多芯電纜中的備用芯線也要一端接地，一則擴(kuò)大屏蔽作用，二則抑制芯線間的信號(hào)串?dāng)_及外部干擾。(2)在啟動(dòng)設(shè)備時(shí)，逐步開(kāi)啟報(bào)警。標(biāo)志為激活的任何變頻器都自動(dòng)地在后臺(tái)進(jìn)行輪詢控制，匯集狀態(tài)，并防止變頻器的串行鏈路超時(shí)。除此之外，另一個(gè)任務(wù)就是接受上位機(jī)的控制命令，以進(jìn)行自動(dòng)采樣。它是通信的關(guān)鍵。協(xié)議支持的波特率為9600KB/s到12MB/s。應(yīng)用MPI協(xié)議組成的網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)所使用的S7200CPU，網(wǎng)絡(luò)可以支持一個(gè)或多個(gè)協(xié)議，包括通用協(xié)議和公司專(zhuān)用協(xié)議。 電阻值的計(jì)算式中 一直流回路電壓，V一制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，一電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩(在附加電阻制動(dòng)的情況下，電機(jī)自損耗約為電機(jī)額定功率的20%左右)，一電機(jī)額定轉(zhuǎn)矩(在附加電阻制動(dòng)的情況下，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速),r/min在制動(dòng)晶體管和制動(dòng)電阻構(gòu)成的能耗回路中最大電流受晶體管許用電流Ic的限制，因此在選擇制動(dòng)電阻值時(shí)不可小于其最小制動(dòng)電阻值Rmin，即 (Ω)式中一直流回路電壓，V一制動(dòng)晶體管允許的最大電流，A因此，制動(dòng)電阻應(yīng)按 的關(guān)系選用。 接觸器 接觸器在變頻器主回路中僅在變頻器輔助器件或控制回路故障時(shí)起斷開(kāi)主回路的作用，一般不作回路開(kāi)斷器件用，故可按電機(jī)額定電流選用接觸器容量，無(wú)須按開(kāi)斷次數(shù)考核其壽命。故最終尚需驗(yàn)證電機(jī)和變頻器額定電流，即 電壓型變頻器可以一臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)多臺(tái)電機(jī)，其并聯(lián)運(yùn)行且變頻器短時(shí)過(guò)載能力為150%、 60%時(shí)，如電機(jī)加速時(shí)間在300s內(nèi)有小于60s的加速時(shí)間，則并要求 式中—負(fù)載所要求的電機(jī)軸輸出功率—并聯(lián)電機(jī)的臺(tái)數(shù)—同時(shí)啟動(dòng)的臺(tái)數(shù)—電機(jī)效率，=—電動(dòng)啟動(dòng)電流與電機(jī)額定電流之比值 —電流波形的修正系數(shù)， —變頻器容量，KVA —變頻器額定電流，A、電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)選擇根據(jù)起重機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的特性和技術(shù)要求，采用帶測(cè)速反饋接口的MASTERDRIVE6SE70系列變頻器作為主、副起升機(jī)構(gòu)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，MASTERDRI Vector 6SE440系列變頻器作為大、小行車(chē)行走機(jī)構(gòu)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，6SE440系列是一種通用性高性能矢量控制型變頻器，功能強(qiáng)，價(jià)格低，完全滿足行走機(jī)構(gòu)的需求，因此我們推薦用戶選用該系列變頻器。通過(guò)利用上述公式的計(jì)算，: 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)參數(shù)電機(jī)型號(hào)電機(jī)功率主起升機(jī)構(gòu)YZR250M1830KW副起升機(jī)構(gòu)YZR200L815KW大車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)YZR160M162*5. 5KW小車(chē)運(yùn)行機(jī)構(gòu)YZR160165. 5KW一，變頻器選型本系統(tǒng)選用西門(mén)子變頻器，西門(mén)子變頻器具有較合理的價(jià)格，完整的理論計(jì)算書(shū)及輔件推薦值，有利于用戶合理選用。運(yùn)行機(jī)構(gòu)的電機(jī)在以額定速度運(yùn)行時(shí)電機(jī)通常工作在額定功率以下。主要反映在功率因數(shù)、效率、輸出力矩、電機(jī)溫升、噪音及振動(dòng)等方面。 當(dāng)需要完成某些特殊功能的控制任務(wù)時(shí)，就需要EM277 PROFIBUSDP模塊，在這里主要介紹模擬量輸出模塊EM232。從CPU模塊的功能來(lái)看，CPU模塊為CPU222。外部的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)的各種信號(hào)均作為PLC的輸入變量，他們經(jīng)PLC外部輸入端子輸入到內(nèi)部寄存器，經(jīng)PLC內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其他各種運(yùn)算處理后送