【正文】 確認(rèn)并將操作板上顯示的故障或報(bào)警信號(hào)復(fù)位?！?、M440變頻器的使用20世紀(jì)50年代前,電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的基本方式是轉(zhuǎn)速不定的定速拖動(dòng),對(duì)于控制精度不高,以及無調(diào)速要求的許多場(chǎng)合,定速拖動(dòng)基本能夠滿足生產(chǎn)要求,隨著工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展,對(duì)傳動(dòng)方式提出了可調(diào)速拖動(dòng)的更高要求,變頻調(diào)速技術(shù)便獲得了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用.根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本系統(tǒng)選用M440西門子變頻器。 表62 Ⅰ號(hào)電機(jī)負(fù)載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)序號(hào)P(w)I(A)U(V)If(A)Uf(V)N(r/min)T（kgm）．實(shí)驗(yàn)方法及步驟圖62三相鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)負(fù)載實(shí)驗(yàn)接線圖(1).仍以Ⅰ號(hào)電動(dòng)機(jī)為例，按圖62接線。m渦流測(cè)功機(jī)2臺(tái)電動(dòng)機(jī)同軸負(fù)載2JD2322三相鼠籠異步電動(dòng)機(jī)2臺(tái)3T25V型交流電壓表3個(gè) 4T25A型交流電流表3個(gè)5D26W型單相功率表2個(gè)6BX716滑線變阻器4個(gè)量程為300歐姆，本實(shí)驗(yàn)采用渦流測(cè)功機(jī)作為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)載，簡(jiǎn)介如下：這種測(cè)功機(jī)利用渦流產(chǎn)生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用較為普遍，其優(yōu)點(diǎn)是讀數(shù)較為穩(wěn)定，調(diào)節(jié)方便，也有較高的準(zhǔn)確度。按圖61接線，把交流調(diào)壓器輸出調(diào)至電壓最小位置,接通電源,逐漸升高電壓,使電機(jī)起動(dòng)旋轉(zhuǎn),觀察電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向,并使電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向符合要求(如旋轉(zhuǎn)方向不符合要求需調(diào)整相序時(shí),必須切斷電源)。檢查時(shí)，應(yīng)選用倍率適當(dāng)?shù)碾娮钃?，并進(jìn)行校零，以防發(fā)生短路故障。(5) 檢查安裝質(zhì)量，并進(jìn)行電氣設(shè)備的絕緣測(cè)量。變頻器位于控制板的中央位置。2）需要顯示工作狀態(tài)，確保工作安全，所以選擇光標(biāo)式。開關(guān)的選用：，這種開關(guān)沒有專門的滅弧裝置，其刀式動(dòng)觸頭和靜夾座易被電弧灼傷引起接觸不良，因此不易用于操作頻繁的電路，具體選用方法如下：1)用于照明和電熱負(fù)載時(shí)，選用額定電壓220V或250V，額定電流不小于電路所有負(fù)載額定電流之和的兩極開關(guān)。各設(shè)備特性如下：(1) 三相異步電動(dòng)機(jī)本次實(shí)驗(yàn)采用的三相異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)如下表表4—1 三相異步電動(dòng)機(jī)的主要數(shù)據(jù)型號(hào)JO2322額定功率4KW額定頻率50HZ額定轉(zhuǎn)速2880轉(zhuǎn)／分額定電壓380V額定電流三角形接法E級(jí)絕緣；連續(xù)工作重量45kg電動(dòng)機(jī)型號(hào)的含義 JD2322J交流異步O封閉式2第二次改型設(shè)計(jì)3—機(jī)座號(hào)2—鐵芯長(zhǎng)度序號(hào)2—極數(shù)(2) 渦流測(cè)功機(jī) 這種測(cè)功機(jī)利用渦流產(chǎn)生制動(dòng)力矩，作為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)載，在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用較為普遍。② 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用電壓／頻率模式。使用逆變器傳動(dòng)電機(jī)比直接用工頻電源接入電機(jī)時(shí)，產(chǎn)生同樣功率時(shí)的電機(jī)電流有所增加，故用裕度系數(shù)K。圖34元件安裝布置圖第4章 變頻調(diào)速系統(tǒng)元器件的選擇 　首先必須充分認(rèn)識(shí)到使用變頻器的目的是什么；變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用在什么場(chǎng)合及負(fù)載特性的具體情況，并從容量、輸出電壓、輸出頻率、保護(hù)構(gòu)造、電壓／頻率模式、電網(wǎng)→逆變器的切換、瞬停再啟動(dòng)等諸多方面進(jìn)行綜合考慮，進(jìn)而選擇滿足要求的 機(jī)種、機(jī)型。因此，實(shí)驗(yàn)臺(tái)最后所采用的接線為接觸器、復(fù)合按鈕雙重互鎖。此時(shí)可以通過自耦調(diào)壓器來起動(dòng)電動(dòng)機(jī)。同理，按下按鈕SB4，2電動(dòng)機(jī)也可以變頻起動(dòng)。熱繼電器是利用電流的熱效應(yīng)而工作的電器。由于在工頻額定電壓直接起動(dòng)電動(dòng)機(jī)時(shí)，起動(dòng)電流高達(dá)額定電流的47倍（約3256A），會(huì)對(duì)并在同一電源母線上的其他用電設(shè)備有影響。本系統(tǒng)采用普通的繼電接觸控制，因此采用一般設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)?？刂齐娐芳措姎舛位芈?，包括聯(lián)鎖電路、保護(hù)電路、信號(hào)電路等，它用來描述主系統(tǒng)各元器件的邏輯控制關(guān)系。這些調(diào)速方法的共同特點(diǎn)是在調(diào)速過程中都產(chǎn)生大量的轉(zhuǎn)差功率。反之，如果頻率從額定值往上調(diào)，磁通量減少，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)允許輸出轉(zhuǎn)矩下降，使電機(jī)使用率降低，在一定負(fù)載下還有過電流的危險(xiǎn)。其最高輸出頻率不超過電網(wǎng)頻率的，一般主要用于軋機(jī)主傳動(dòng)、球磨機(jī)、水泥回轉(zhuǎn)窯等大容量低轉(zhuǎn)速的調(diào)速系統(tǒng)，供電給低速電動(dòng)機(jī)直接傳動(dòng)時(shí)，可以省去龐大的齒輪減速箱。隨著現(xiàn)代電力電子技術(shù)的發(fā)展，尤其是電力電子器件技術(shù)的成熟，研制生產(chǎn)了多種電子變頻調(diào)速裝置主要有“交—交”變頻器和“交—直—交”變頻器，能把電網(wǎng)供給的恒頻恒壓的交流電變換為頻率和電壓可調(diào)的交流電，供給三相異步電動(dòng)機(jī)。改變定子的極對(duì)數(shù)，通常用改變定子繞組的接法來實(shí)現(xiàn)。(2)發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)如果用原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)轉(zhuǎn)子順旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向旋轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n高于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速n1，即nn1,s0,異步電機(jī)便運(yùn)行于發(fā)電狀態(tài),如圖21(c)所示。電動(dòng)機(jī)對(duì)軸上的機(jī)械負(fù)載作功，將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。人們?nèi)粘Ｉ钪械碾娚?、洗衣機(jī)等家用電器和醫(yī)療器械中也大量采用單相異步電動(dòng)機(jī)。圖1—3 設(shè)計(jì)框圖異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n=（60f1/p）(1－s),當(dāng)其轉(zhuǎn)差率s變化不大時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n基本上與電源頻率f1成正比。渦流測(cè)功機(jī)相當(dāng)于是電動(dòng)機(jī)所帶的負(fù)載。隨著工業(yè)實(shí)用化的高性能、高可靠性變頻調(diào)速器的不斷出現(xiàn)，交流電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速傳動(dòng)愈來愈得到廣泛應(yīng)用。矢量控制的原理是采用坐標(biāo)變換的方法，以產(chǎn)生相同的旋轉(zhuǎn)磁勢(shì)和變換后功率不變?yōu)闇?zhǔn)則，建立三相交流繞組，兩相交流繞組和直流繞組三者之間的等效關(guān)系，從而求出與交流電機(jī)等效的直流電機(jī)模型，即實(shí)現(xiàn)交流電動(dòng)機(jī)的解耦，以便按照對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的控制方法對(duì)交流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制，矢量控制要求由磁通觀測(cè)器測(cè)出實(shí)際轉(zhuǎn)子磁鏈幅值及相位，因此如何利用先進(jìn)理論和技術(shù)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子磁鏈位置的精確觀測(cè)是矢量控制技術(shù)的重要課題。這些變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展很大程度上依賴于大功率半導(dǎo)體器件的制造水平。三相交交變頻電路可以由3個(gè)單相交交變頻電路組成，如果每組可控整流裝置都用橋式電路，含6個(gè)晶閘管（當(dāng)每一橋臂都是單管時(shí)），則三相可逆線路共需36個(gè)晶閘管。由于晶閘管具有體積小、重量輕、響應(yīng)快、管壓低等一系列優(yōu)點(diǎn)，交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速技術(shù)有了飛躍發(fā)展，出現(xiàn)了交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速、串級(jí)調(diào)速等系統(tǒng)。第1章 概述交流電動(dòng)機(jī)特別是異步電動(dòng)機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、維修方便等優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用。通過本次設(shè)計(jì)使我加強(qiáng)了異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速的認(rèn)識(shí)，使我在課堂上所學(xué)的知識(shí)得到鞏固、補(bǔ)充和發(fā)展，提高獨(dú)立分析解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)樓一層10~11按圖進(jìn)行一、二次接線。該系統(tǒng)的電路原理圖。按統(tǒng)一要求規(guī)范論文格式，并用A4紙打印論文。但在這種技術(shù)還沒完全掌握時(shí)，要求從事異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行人員要不斷提高專業(yè)技術(shù)水平。人們研究出很多類型的交流調(diào)速系統(tǒng)，其中有些方法的調(diào)速性能已可與直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美。交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)的種類很多，從早期提出的電壓源型變頻器開始，相繼發(fā)展了電流源型，脈寬調(diào)制等各種變頻器。交直交變壓變頻器先將工頻交流電源通過整流器變換成直流，再通過逆變器變換成可控頻率和電壓的交流。SPWM變頻器調(diào)壓調(diào)頻一次完成，整流器無需控制，簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，而且由于以全波整流代替了相控整流，因而提高了輸入端的功率因數(shù)，減小了高次諧波對(duì)電網(wǎng)的影響。從最簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比控制發(fā)展到基于動(dòng)態(tài)模型按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的矢量控制和基于動(dòng)態(tài)模型保持定子磁鏈恒定的直接轉(zhuǎn)矩控制。例如：變頻調(diào)速在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用。構(gòu)成異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速開環(huán)系統(tǒng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)不需要變頻運(yùn)行可以通過轉(zhuǎn)換按鈕使電動(dòng)機(jī)在工頻下運(yùn)行。同步轉(zhuǎn)速n1與電源頻率f1及電機(jī)極對(duì)數(shù)p有如下關(guān)系， （2—1）設(shè)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)并切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中將有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生， 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向按右手定則確定。又由于轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中的電動(dòng)勢(shì)和電流是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的，所以異步電動(dòng)機(jī)又稱為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。由于這時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向與電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)相同，所以轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、電流有功分量及電磁轉(zhuǎn)矩的方向都與電動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)相同。因此按照單相集中繞組就可說明改變電動(dòng)機(jī)磁極對(duì)數(shù)的問題。由于這類變壓變頻器在恒頻交流電源和變頻交流輸出之間有一個(gè)“中間直流環(huán)節(jié)”，所以又稱間接式變壓變頻器。目前這類變壓變頻器在國(guó)內(nèi)外都已有研制產(chǎn)品出現(xiàn)。為此，在調(diào)速過程中，在電壓不超過額定值的情況下，調(diào)壓調(diào)頻應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，并保持兩種比值不變，稱為恒壓頻比調(diào)速控制。電氣原理圖是根據(jù)電路工作原理，用規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)繪制出來的表示各個(gè)電器連接關(guān)系的線路圖。電氣安裝接線圖是電氣原理圖的具體實(shí)現(xiàn)形式，它是用規(guī)定的圖形符號(hào)按電器元件的實(shí)際位置和實(shí)際接線來繪制的，用于指導(dǎo)電氣設(shè)備和電器元件的安裝、配線或檢修電氣故障等。用兩個(gè)接觸器KMKM2分別對(duì)變頻調(diào)節(jié)、工頻運(yùn)行進(jìn)行控制。自耦降壓起動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是不受電動(dòng)機(jī)繞組連接方式的影響，且可按允許的起動(dòng)電流和負(fù)載所需的轉(zhuǎn)矩來選擇合適的自耦變壓器的抽頭，比較靈活。圖31 主電路圖本系統(tǒng)控制電路主要包括自鎖、互鎖、聯(lián)鎖等基本控制環(huán)節(jié)。根據(jù)控制要求，接觸器KM1與KM2互鎖；接觸器KM3與KM4互鎖。(3)控制線路的優(yōu)化根據(jù)基本控制要求，先做出電動(dòng)機(jī)變頻和工頻控制線路的初步設(shè)計(jì)如圖32所示。2)變頻工頻轉(zhuǎn)換功能：變頻狀態(tài)→按下按鈕SB2→復(fù)合按鈕SB2常閉觸點(diǎn)斷開→接觸器KM1線圈失電→接觸器常閉觸點(diǎn)閉合→接觸器KM2線圈帶電→自耦調(diào)壓器帶電→電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為工頻運(yùn)行。 　輸出容量：三相情況下的額定輸出電壓與額定輸出電流決定的三相視在功率。變頻范圍在050HZ的變頻器，一般調(diào)速范圍在0ｎＮ之間，大容量的通用變頻器均屬于此類。MICROMASTER440 變頻器具有缺省的工廠設(shè)置參數(shù)時(shí)，它是為簡(jiǎn)單電動(dòng)機(jī)變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供電的理想變頻驅(qū)動(dòng)裝置。在其勵(lì)磁回路中串聯(lián)滑動(dòng)變阻器，利用調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的電阻值來改變勵(lì)磁回路電流的大小。表4—3負(fù)荷開關(guān)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)極數(shù)額定電流（A）額定電壓（V）可控制電動(dòng)機(jī)最大容量（KW）220V380VHK115215220HK130230220HK160260220HK115315380HK130330380HK160360380理論上主回路應(yīng)該選用HK130型的負(fù)荷開關(guān)，考慮到具體情況，所以采用了HK230／3型的負(fù)荷開關(guān)。表4—4選擇按鈕的顏色顏色含義說明應(yīng)用舉例紅緊急危險(xiǎn)或緊急情況時(shí)操作急停黃異常異常情況時(shí)的操作干預(yù)、制止異常情況干預(yù)、重新起動(dòng)中斷了的自動(dòng)循環(huán)綠安全安全情況或正常情況準(zhǔn)備時(shí)操作起動(dòng)／、接通藍(lán)強(qiáng)制性的要求強(qiáng)制動(dòng)作情況下的操作復(fù)位功能白 賦予特定的含義除緊急以外的一般功能的起動(dòng)起動(dòng)／接通（優(yōu)先）停止／斷開灰起動(dòng)／接通停止／斷開黑起動(dòng)／接通停止／斷開（優(yōu)先）由于實(shí)際情況中條件的限制，在選用按鈕顏色時(shí)雖然未能完全按上述規(guī)定選擇，但仍能滿足設(shè)計(jì)需要。接線柱在控制板的下部剩余空間。(3)、保證接線過程中元器件的完好性能。1)主回路的接線檢查：以U相為例（參見圖3—1），V相、W相檢查同U相。表61 Ⅰ號(hào)電機(jī)空載實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)序號(hào)U(v)I(A)P(w)UabUbcUcaIaIbIcP1P2P1220220220222022022032202042044220219220522021522062202152187220217220(6).Ⅱ號(hào)電機(jī)空載實(shí)驗(yàn)方法同上所述。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)圓盤切割磁力線，在圓盤中產(chǎn)生渦流。合上交流電源,調(diào)節(jié)調(diào)壓器手柄，使其輸出電壓從零逐漸升至額定電壓，并保持不變。其最大讀數(shù)應(yīng)稍大于電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。如果變頻器/電動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行，按此鍵將不起作用功能此鍵用于瀏覽輔助信息。(1).切換的目的：某些生產(chǎn)機(jī)械在工作過程中是不允許長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)的，因此當(dāng)通用變頻器發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)將電動(dòng)機(jī)切換到工頻電源上，以保證電力拖動(dòng)系統(tǒng)連續(xù)工作。(6)．電機(jī)切換（從Ⅰ號(hào)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)至Ⅱ號(hào)電動(dòng)機(jī)），此時(shí)先把變頻器頻率降至20 Hz，按下SB4，KM4的常開觸點(diǎn)閉合，因?yàn)镵M3和 KM4是互鎖的，所以KM3的常開觸點(diǎn)斷開，Ⅰ號(hào)電動(dòng)機(jī)停止，Ⅱ號(hào)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)，按鍵，使頻率升高至50Hz，Ⅱ號(hào)電動(dòng)機(jī)以額定頻率旋轉(zhuǎn)，此時(shí)切換完畢。⑸工頻起動(dòng)時(shí)噪音比較大，變頻起動(dòng)時(shí)，電機(jī)是平穩(wěn)起動(dòng)，噪音小。缺省值運(yùn)行時(shí)此鍵是被封鎖的為了使此鍵的操作有效應(yīng)按照下面的數(shù)值修改P0700 或 P0719 的設(shè)定值BOP P0700 = 1 或P0719 = 10….16停止電動(dòng)機(jī)OFF1 按此鍵變頻器將按選定的斜坡下降速率減速停車 OFF2 按此鍵兩次(或一次但時(shí)間較長(zhǎng))電動(dòng)機(jī)將在慣性作用下自由停車改變電動(dòng)機(jī)的方向按此鍵可以改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向,電動(dòng)機(jī)的反向用負(fù)號(hào)(—)表示或用閃爍的小數(shù)點(diǎn)表示電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng)在變頻器準(zhǔn)備運(yùn)行的狀態(tài)下按下此鍵將使電動(dòng)機(jī)起動(dòng)并按預(yù)設(shè)定的點(diǎn)動(dòng)頻率運(yùn)行，釋放此鍵時(shí)變頻器停車。四．實(shí)驗(yàn)步驟 1．合上三相交流電源開關(guān)QS1,按下SB1,此時(shí)KM1的常開觸點(diǎn)閉合，變頻器通電。，按下SB0,所有接觸器的常開觸點(diǎn)斷開，然后斷開總電源QS1，實(shí)驗(yàn)完畢。培養(yǎng)了我們獨(dú)立思考、探求真理、嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)的求學(xué)