【正文】 tion enhanced gate thyristor)是一種將IGBT和GTO的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來的新型器件，已有1000A/4500V的樣品問世。電力電子技術(shù)是近幾年迅速發(fā)展的一種高新技術(shù)，廣泛應(yīng)用于機(jī)電一體化、電機(jī)傳動(dòng)、航空航天等領(lǐng)域，現(xiàn)已成為各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的一種高新技術(shù)。對(duì)其他相關(guān)課題也具有很好的借鑒作用和參考價(jià)值。介紹了基于S72200PLC的電機(jī)變頻調(diào)速試驗(yàn)系統(tǒng)的組成、控制方案及信號(hào)處理方法,設(shè)計(jì)了硬件電路、相關(guān)梯形圖程序及觸摸屏顯示程序。Speed control,PLC目 錄摘要 IAbstract II1 緒 論 1 概述 1 變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展 1 電力電子器件的發(fā)展 1 變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展意義 42 異步電動(dòng)機(jī)的基本原理及調(diào)速方法 9 異步電動(dòng)機(jī)概述 9 異步電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu) 9 10 異步電動(dòng)機(jī)電路的等效變換 11 異步電機(jī)變頻調(diào)速原理 15 變頻調(diào)速的控制方式及選定 173 變頻器主電路設(shè)計(jì) 18 整 流 電 路 18 不可控整流電路 18 中 間 電 路 20 逆 變 電 路 20 逆變電路的工作原理 21 電壓型和電流型逆變電路 21 三相橋式逆變電路 224 變頻參數(shù)與選擇 23 功能及參數(shù) 23 頻率的給定功能 23 頻率給定 24 頻率控制功能 24 啟動(dòng)、升速、降速、制動(dòng)功能 25 PID調(diào)節(jié)功能 275 PLC控制電機(jī)變頻調(diào)速試驗(yàn)系統(tǒng) 295 . 1　PLC控制電機(jī)變頻調(diào)速試驗(yàn)系統(tǒng)構(gòu)成 29　 電機(jī)變頻調(diào)速控制試驗(yàn)系統(tǒng)要求 29　 電機(jī)變頻調(diào)速試驗(yàn)系統(tǒng)控制方案 31　 I/O點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)及 I/O接線圖 31　 數(shù)據(jù)分析與信號(hào)轉(zhuǎn)換 32　 控制程序流程圖 33　 部分子程序 34參考文獻(xiàn) 36結(jié)語 37致謝 381 緒 論 概述 隨著電力電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，交流調(diào)速取代直流調(diào)速已成為發(fā)展趨勢(shì)。70年代以后陸續(xù)發(fā)明的功率晶體管(GTR)、門極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、功率MOS場(chǎng)效應(yīng)管(Power MOSFET)、絕緣柵晶體管(IGBT)、靜電感應(yīng)晶體管(SIT)和靜電感應(yīng)晶閘管(SITH)等，它們的共同特點(diǎn)是既控制其導(dǎo)通，又能控制其關(guān)斷，是全控型開關(guān)器件，由于不需要換流電路，故體積、重量較之SCR有大幅度下降。高功率溝柵結(jié)構(gòu)IGBT模塊、IEGT、MOS門控晶閘管、高壓砷化稼高頻整流二極管、碳化硅(SIC)等新型功率器件在國(guó)外有了最新發(fā)展。20世紀(jì)80年代,作為變頻技術(shù)核心的PWM模式優(yōu)化問題吸引著人們的濃厚興趣,并得出諸多優(yōu)化模式,如:調(diào)制波縱向分割法、同相位載波PWM技術(shù)、移相載波PWM技術(shù)、載波調(diào)制波同時(shí)移相PWM技術(shù)等。其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低,諧波電流大,直流回路需要大的儲(chǔ)能電容,再生能量又不能反饋回電網(wǎng),即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行。電磁烹任器利用高頻感應(yīng)加熱使鍋?zhàn)又苯影l(fā)熱,沒有燃?xì)夂碗娂訜岬臒霟岵糠?因此不但安全,還大幅度提高加熱效率,其工作頻率高于聽覺之上,從而消除了飯鍋振動(dòng)引起的噪聲。其缺點(diǎn)是,補(bǔ)償特性受電網(wǎng)阻抗和運(yùn)行狀態(tài)影響,易和系統(tǒng)發(fā)生并聯(lián)諧振,導(dǎo)致諧波放大,使LC濾波器過載甚至燒毀。典型的電路有升壓型、降壓型、升降壓型等。因此,在很多情況下已無法適應(yīng)快速無功功率補(bǔ)償?shù)囊?。但是隨著社會(huì)生產(chǎn)力及技術(shù)的不斷發(fā)展，直流傳動(dòng)的薄弱環(huán)節(jié)逐步顯示出來。變頻調(diào)速技術(shù)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀(1)國(guó)外現(xiàn)狀 市場(chǎng)有大量需求隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高和能源全球性短缺，變頻器越來越廣泛地應(yīng)用在冶金、機(jī)械、石油、化工、紡織、造紙、食品等各個(gè)行業(yè)以及風(fēng)機(jī)、水泵等節(jié)能場(chǎng)合，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。IPM 也在向更高的水平發(fā)展，日本三菱電機(jī)最近開發(fā)的專用智能模塊ASIPM 將不需要外接光耦，通過內(nèi)部自舉電路可單電源供電，并采用了低電感的封裝技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)小型化，專用化，高性能，低成本方面又推進(jìn)了一步。 但應(yīng)看到，由于國(guó)內(nèi)自行開發(fā)、生產(chǎn)產(chǎn)品的能力弱，對(duì)國(guó)外公司的依賴仍很嚴(yán)重。主要靠進(jìn)口，國(guó)內(nèi)只有少數(shù)科研單位有能力制造。近年來，國(guó)外神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在變頻調(diào)速系統(tǒng)控制中獲得了應(yīng)用，已成為當(dāng)前神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論及應(yīng)用的研究熱點(diǎn)。 實(shí)現(xiàn)變頻器硬件的集成化為了使變頻裝置體積更小巧，新型變頻器要求功率和控制單元具有高集成度。傳統(tǒng)的變換器中的開關(guān)器件工作在硬開關(guān)狀態(tài)，硬開關(guān)妨礙了變換器工作頻率和容量的提高，還存在容性開通問題引起過熱損壞，在感性關(guān)斷時(shí)易造成瞬時(shí)短路。應(yīng)積極應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)來改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，節(jié)約能源及提高產(chǎn)品質(zhì)量，以獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益；要大力發(fā)展變頻調(diào)速技術(shù)，必須把我國(guó)變頻調(diào)速技術(shù)提高到一個(gè)新的水平，縮小與世界先進(jìn)水平的差距，提高自主開發(fā)能力，滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)工程建設(shè)和市場(chǎng)的需求；并規(guī)范我國(guó)變頻調(diào)速技術(shù)方面的標(biāo)準(zhǔn)，提高產(chǎn)品可靠性及工藝水平，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。(2)轉(zhuǎn)子 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵心，轉(zhuǎn)子繞組及轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)軸式整個(gè)轉(zhuǎn)子部件的安裝基礎(chǔ)，又是力和機(jī)械功率的傳輸部件，整個(gè)轉(zhuǎn)子靠軸和軸承被支撐在定子鐵心內(nèi)腔中。但是氣隙過小使裝配困難，還有可能使定，轉(zhuǎn)子在運(yùn)行時(shí)發(fā)生摩擦或碰撞， 因此，氣隙的最小值由制造工藝以及運(yùn)行安全可靠等因素來決定。其方向可利用右手定則判定。 — — — 定、 轉(zhuǎn)子繞組之間的互感。磁場(chǎng)問題最后通過電路拓?fù)涞男问郊右悦枋?。圖 　T1 型動(dòng)態(tài)等效電路： ()　 勵(lì)磁磁鏈為勵(lì)磁電感為， 轉(zhuǎn)子電流為定子電流不變。該電路也是精確的模型,而不是忽略定子漏感獲得的模型。系統(tǒng)組成 由交直交電流型負(fù)載換流變壓變頻器供電的同步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，系統(tǒng)控制器的程序包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)差控制、負(fù)載換流控制和勵(lì)磁電流控制，F(xiàn)BS是測(cè)速反饋環(huán)節(jié)。 II. 電流匹配；普通的離心泵，變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。交—交變頻器是將工頻交流電直接變換成電壓和頻率可調(diào)的交流電，也稱直接式變頻器，而交—直—交變頻器是將工頻交流電先通過整流電路變成直流電，然后將直流電變換成電壓和頻率可調(diào)的交流電，它又稱為間接式變頻器。 電壓型電路濾波原理 。電流型逆變電路有以下主要特點(diǎn)：直流側(cè)為電流源，直流側(cè)電流基本無脈動(dòng)；交流側(cè)輸出電流波形為矩形波，與負(fù)載阻抗無關(guān)；開關(guān)器件不需要反并聯(lián)二極管。5%以內(nèi)。 (2)電流信號(hào)。 電位器給定 多擋轉(zhuǎn)速控制 2)數(shù)字量給定方式面板給定。 (2)避開可能導(dǎo)致諧振的速度。(3)直流制動(dòng)時(shí)間(=0～10s)。由于變頻器已經(jīng)預(yù)置為PID運(yùn)行方式，所以在通過調(diào)節(jié)目標(biāo)值時(shí)，顯示屏上顯示的是百分?jǐn)?shù)。在某些對(duì)反應(yīng)速度要求較高的系統(tǒng)中，可考慮增加微分環(huán)節(jié)D。第二部分是進(jìn)入恒轉(zhuǎn)速運(yùn)行階段,運(yùn)行時(shí)間為 180 s,轉(zhuǎn)速仍為1 168 r /min。作為變頻器的輸入電流信號(hào) ,該電流信號(hào)控制著變頻器的頻率輸出。根據(jù)輸入、 輸出信號(hào) ,可設(shè)計(jì)出 PLC開關(guān)量輸入、 輸出端子接線圖如圖 。( a) 頻率設(shè)定電流信號(hào) ( b) PLC模擬量輸出電流信號(hào)刻度值( c) 轉(zhuǎn)速測(cè)量電壓信號(hào) ( d) 模擬是輸入轉(zhuǎn)速電壓信號(hào)刻度值圖 　 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換示意圖　 控制程序流程圖根據(jù)功能要求 , PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案主要采用順序控制繼電器指令 ,軟件設(shè)計(jì)主要包括加速、 恒速、 減速三段梯形圖。參數(shù)設(shè)置如下:比例常數(shù) Kp取 0 . 1 采樣時(shí)間 T為 0 . 1 s、積分時(shí)間常數(shù) Ti = 1 02 微分時(shí)間 Td = 32。通過該綜合設(shè)計(jì)型試驗(yàn)的鍛煉,可使學(xué)生加深對(duì) PLC知識(shí)及變頻調(diào)速知識(shí)的理解 ,使得學(xué)生的實(shí)踐技能及創(chuàng)新能力得到很大的提高 ,也為學(xué)生今后從事相關(guān)工作提供豐富的經(jīng)驗(yàn)。感謝07級(jí)自動(dòng)化同學(xué)的互相幫助與關(guān)懷以及帶給我學(xué)習(xí)和生活中的快樂。培養(yǎng)重點(diǎn)思維從重點(diǎn)問題突破，是高效能人士思考的一項(xiàng)重要習(xí)慣。不找借口美國(guó)成功學(xué)家格蘭特納說過這樣的話：“如果你有為自己系鞋帶的能力，你就有上天摘星星的機(jī)會(huì)！”一個(gè)人對(duì)待生活和工作是否負(fù)責(zé)是決定他能否成功的關(guān)鍵。合理利用零碎時(shí)間所謂零碎時(shí)間，是指不構(gòu)成連續(xù)的時(shí)間或一個(gè)事務(wù)與另一事務(wù)銜接時(shí)的空余時(shí)間。”習(xí)慣1善于借助他人力量年輕人要成就一番事業(yè)，養(yǎng)成良好的合作習(xí)慣是不可少的，尤其是在現(xiàn)代職場(chǎng)中，靠個(gè)人單打獨(dú)斗的時(shí)代已經(jīng)過去了，只有同別人展開良好的合作，才會(huì)使你的事業(yè)更加順風(fēng)順?biāo)?坦然面對(duì)批評(píng),并且從中找尋有價(jià)值、可參考的成分,進(jìn)而學(xué)習(xí)、改進(jìn)、你將獲得意想不到的成功。積極傾聽西方有句諺語說：“上帝給我們兩只耳朵，卻只給了一張嘴巴?！倍鴫牧?xí)慣則是你的敵人，他只會(huì)讓你難堪、丟丑、添麻煩、損壞健康或事業(yè)失敗。及時(shí)和同事及上下級(jí)交流工作正確處理自己與上下級(jí)各類同事的關(guān)系，及時(shí)和同事、上下級(jí)交流工作，是高效能人士的一項(xiàng)重要習(xí)慣。一個(gè)高效能人士應(yīng)當(dāng)對(duì)事物保持敏感，這樣才能在工作中贏得主動(dòng)。善于授權(quán)善于授權(quán)，舉重若輕才是管理者正確的工作方式：舉輕若重，事必躬親只會(huì)讓自己越陷越深，把自己的時(shí)間和精力浪費(fèi)于許多毫無價(jià)值的決定上面。一個(gè)高效的決策者的價(jià)值在于“做正確的事”，同時(shí)幫助各管理層的主管“把事情做正確”，把決策落實(shí)。保持一顆平常心無倫做事還是做人，除了要善于抓住時(shí)機(jī)，懂得運(yùn)用必要的技巧之外，還需要保持一顆平常人的心態(tài)。追求綽約，超越自我追求完美不僅是一種重要的工作態(tài)度，也是一種重要的生活標(biāo)準(zhǔn)，是我們工作效能和生活質(zhì)量的重要保證。給人留下好的第一印象外表漂亮的人更受人歡迎，更容易獲得他人的青睞，這就是“光環(huán)效應(yīng)”的作用。他們相信凡事都會(huì)有方法解決，而且是總有更好的方法。當(dāng)然，同許多其他重要的事情一樣，執(zhí)行計(jì)劃并不是一件簡(jiǎn)單容易的事。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，大家認(rèn)同的杰出人物，其核心能力并不是他的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，相反，出色的人際策略卻是他們成功的關(guān)鍵歷練說話技巧有人說：“眼睛可以容納一個(gè)美麗的世界，而嘴巴則能描繪一個(gè)精彩的世界。注重準(zhǔn)備工作一個(gè)善于做準(zhǔn)備的人，是距離成功最近的人。在紛繁復(fù)雜的現(xiàn)代社會(huì)，只有保持內(nèi)心平靜的人，才能保證身體健康和高效能的工作。善于傾聽，是一個(gè)高效能人士的一項(xiàng)最基本的素質(zhì)。不斷學(xué)習(xí)一個(gè)人,如果每天都能提高1%,很多時(shí)候,它們之間的區(qū)別就在于你是否每天都在提高你自己。習(xí)慣1換位思考在人際的相處和溝通里，“換位思考”扮演著相當(dāng)重要的角色。凡事在事業(yè)上有所成就的人，幾乎都是能有效地利用零碎時(shí)間的人。要事第一創(chuàng)設(shè)遍及全美的事務(wù)公司的亨瑞。相反，如果他抓住了主要矛盾，解決問題就變得容易多了。在課題研究過程中，導(dǎo)師對(duì)設(shè)計(jì)思想及存在的問題給予了悉心地分析與指導(dǎo)，在課題開展過程中給予了全力支持，使本論文的研究得以順利完成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無功功率。在程序第一段利用了 T3 T32兩個(gè)定時(shí)器 ,當(dāng) T32為 1時(shí) AC0增加一次 ,當(dāng) T37為 1時(shí)程序一段結(jié)束。這里要注意的是 ,判斷轉(zhuǎn)速是否增加到1 168 r /min的比較值必須是轉(zhuǎn)速測(cè)量電壓信號(hào)刻度值。2　 硬件設(shè)計(jì)及信號(hào)轉(zhuǎn)換　I/O點(diǎn)數(shù)統(tǒng)計(jì)及 I/O接線圖 根據(jù)控制系統(tǒng)需求 ,統(tǒng)計(jì)共有開關(guān)量輸入信號(hào) 6點(diǎn)、 輸出信號(hào) 5點(diǎn) ,地址分配表如表 1所示。設(shè) T為采樣周期, e ( k) , u ( k)分別為第 k次采樣的輸入與輸出,則根據(jù)式 () ,用矩形積分法并用差分代替微分,計(jì)算 u ( k)得:　 () ()式 ()稱為位置式 P I D控制算法?！?電機(jī)變頻調(diào)速控制試驗(yàn)系統(tǒng)要求 通過 PLC控制變頻器 ,使三相異步電動(dòng)機(jī)按圖 ,并可通過觸摸屏遠(yuǎn)程控制電機(jī)的起動(dòng)、 停止,可對(duì)電機(jī)起動(dòng)時(shí)間、 減速時(shí)間設(shè)定調(diào)整,同時(shí)要求通過觸摸屏實(shí)時(shí)顯示數(shù)字電機(jī)轉(zhuǎn)速、 頻率,實(shí)時(shí)顯示轉(zhuǎn)速波形。 在許多要求不高的控制系統(tǒng)中，微分功能D可以不用。(2)電位器給定法?！?”—PID正邏輯(負(fù)反饋、負(fù)作用)。3．直流制動(dòng) (1)直流制動(dòng)動(dòng)作頻率(=0～120Hz)。 起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)預(yù)置 頻率控制功能1．上、下限頻率 上限頻率和下限頻率是指變頻器輸出的最高、最低頻率，常用fmax和fH來表示。② 直接電壓(或電流)給定。 “0”——DC0～5V。（1）模擬量給定方式當(dāng)給定信號(hào)為模擬量時(shí)，稱為模擬量給定方式。 電壓型和電流型逆變電路 。