【正文】 能量又不能反饋回電網(wǎng),即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行。高功率溝柵結(jié)構(gòu)IGBT模塊、IEGT、MOS門(mén)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。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(yǔ) 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)。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。IEGT(injection enhanced gate thyristor)是一種將IGBT和GTO的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)的新型器件，已有1000A/4500V的樣品問(wèn)世。 　　矢量控制變頻調(diào)速的做法是:將異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子交流電流Ia、Ib、Ic通過(guò)三相——二相變換,等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Iml、Itl,然后模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法,求得直流電動(dòng)機(jī)的控制量,經(jīng)過(guò)相應(yīng)的坐標(biāo)反變換,實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。 　　另外,硬件電路中電壓和電流的急劇變化,使得電力電子器件承受很大的電應(yīng)力,并給周?chē)碾姎庠O(shè)備及電波造成嚴(yán)重的電磁干擾(EM1),而且情況日趨嚴(yán)重。 　　,當(dāng)器件關(guān)斷后抑制du/dt上升,器件上不存在電壓、電流重疊區(qū),減少了開(kāi)關(guān)損耗。另外，隨著電力電子技術(shù)、控制技術(shù)以及微型計(jì)算機(jī)和大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，交流調(diào)速取代直流調(diào)速，計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢(shì)。當(dāng)時(shí)，在機(jī)械工業(yè)部屬下建立了我國(guó)第一個(gè)電氣傳動(dòng)成套公司，即現(xiàn)在的天津電氣傳動(dòng)設(shè)計(jì)研究所的前身。 交流變頻調(diào)速是強(qiáng)、弱電混合，機(jī)電一體的綜合技術(shù)，既要處理巨大電能的轉(zhuǎn)換，又要處理信息的收集變換和傳輸。但開(kāi)關(guān)頻率提高，會(huì)增加器件自身的開(kāi)關(guān)損耗，影響變頻器的效率和可靠性，使其調(diào)制頻率受到限制。 異步電動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu) 三相異步電動(dòng)機(jī)由固定的頂子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩個(gè)基本部分組成，轉(zhuǎn)子裝在定子內(nèi)腔里，借助軸承被支撐在兩個(gè)端蓋上。氣隙越大，磁阻越大，要產(chǎn)生同樣大小的磁場(chǎng)，就需要較大的勵(lì)磁電源。可見(jiàn)，異步電機(jī)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的必要條件是，磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n不相等把同步轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的差值稱(chēng)為轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速n1的比值稱(chēng)為轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)擦率用s來(lái)表示，即 ()轉(zhuǎn)差率是異步電機(jī)的一個(gè)基本變量，它可以表示異步電機(jī)的各種不同運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)上面介紹的分析方法,定、 轉(zhuǎn)子電壓平衡方程式中都包括 ,得到 T型動(dòng)態(tài)等效電路一般形式如圖 。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè)部分組成。 (4) 在使用變頻器驅(qū)動(dòng)高速電機(jī)時(shí)，由于高速電機(jī)的電抗小，高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。當(dāng)交流側(cè)直接和負(fù)載相連時(shí)，稱(chēng)為無(wú)源逆變。其范圍有0～5V或0～10V。通過(guò)RS485通信電纜將個(gè)人計(jì)算機(jī)連接PU接口進(jìn)行通信給定。（2）積分環(huán)節(jié)(I)。先將目標(biāo)值預(yù)置到實(shí)際需要的數(shù)值；將一個(gè)可調(diào)的電流信號(hào)()接至變頻器的反饋信號(hào)輸入端，緩慢地調(diào)節(jié)反饋信號(hào)。在恒速階段的閉環(huán)控制采用 PLC內(nèi)部 P I (t)為 P I D控制器的輸入, u (t)為P I D控制器的輸出,則可表示成連續(xù)形式: () () 式中：，—分別為積分和微分時(shí)間常數(shù)。具體轉(zhuǎn)換示意圖如圖 5所示。參考文獻(xiàn)[1] 陳伯時(shí)．電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．1999．[2]李杏春．8098單片機(jī)原理及實(shí)用接II技術(shù)[M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版杜．1996．[3]姜泓等．交流調(diào)速系統(tǒng)[M]．中理工大學(xué)出版社, 1990．[4]周紹英．電機(jī)與拖動(dòng)（下）．中央廣播電視大學(xué)出版社，1994．[5]陳堅(jiān)．交流電機(jī)數(shù)學(xué)模型及調(diào)速系統(tǒng) [M ]．北京：國(guó)防工業(yè)大學(xué)出版社，1989．[6]胡崇岳．現(xiàn)代交流調(diào)速技術(shù) [M ]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ，1998．[7]杜金城．電氣變頻調(diào)速設(shè)計(jì)技術(shù)．北京：中國(guó)電力出版社，2001．[8],2006.[9]郭世明,2002．[10]王兆安,（第四版）.機(jī)械工業(yè)出版社,2005．[11] [M ]. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社 , 1998 .[12]黃建中. 開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)控制理論和方法的研究[D ].南京:東南大學(xué) , 1997 .結(jié)束語(yǔ) 變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。”現(xiàn)實(shí)中那些頂尖的成功人士不是成功了才設(shè)定目標(biāo)，而是設(shè)定了目標(biāo)才成功。因此，在工作中，如果我們不能選擇正確的事情去做，那么唯一正確的事情就是停止手頭上的事情，直到發(fā)現(xiàn)正確的事情為止。他明白在一個(gè)企業(yè)中，只有團(tuán)隊(duì)成功，個(gè)人才能成功。杜絕壞的生活習(xí)慣習(xí)慣有好有壞。這是每一個(gè)人只要肯做就能做到的，也是一個(gè)人走向成功的必由之路。環(huán)境能夠改變我們的思維與行為習(xí)慣，直接影響到我們的工作效能與生活。如果你在工作中是一個(gè)人心胸開(kāi)闊、樂(lè)于幫助別人成功和愿意與他人分享榮譽(yù)的人的話，那么你就不愁沒(méi)有朋友。這種平常心，對(duì)于一名高效能人士來(lái)講，是十分重要的。制訂卻實(shí)可行的計(jì)劃許多成功人士的成功經(jīng)驗(yàn)告訴我們，認(rèn)真的做一份計(jì)劃不但不會(huì)約束我們，還可以讓我們的工作做得更好。做到上下逢源，正確處理“對(duì)上溝通”，與同事保持良好的互動(dòng)交流是我們提高工作效能的一個(gè)關(guān)鍵。”其用意也是要我們小説多聽(tīng)。如果你要成為一名高效能的職場(chǎng)人士，就應(yīng)當(dāng)養(yǎng)成善于借助他人力量的好習(xí)慣。一名高效能人士不會(huì)到處為自己找借口，開(kāi)脫責(zé)任；相反，無(wú)倫出現(xiàn)什么情況，他都會(huì)自覺(jué)主動(dòng)地將自己的任務(wù)執(zhí)行到底。在此，謹(jǐn)向?qū)煻嗄甑恼佌伣虒?dǎo)和生活上無(wú)微不至的關(guān)懷表示忠心的感謝！ 同時(shí)還要感謝各位領(lǐng)導(dǎo)老師在課題的研究過(guò)程中給予的指導(dǎo)和幫助，以及在生活中的關(guān)懷和照顧。在程序二段 ,經(jīng)多次調(diào)試得出合理的 P I D參數(shù)。模擬量輸入信號(hào)地址為 A I WO,輸出信號(hào)地址為A I WO。電機(jī)運(yùn)行可分為三個(gè)部分 () :第一部分要求電機(jī)起動(dòng)后轉(zhuǎn)速在60 s內(nèi)從 0線性增加到 1 168 r/min。目標(biāo)信號(hào)從變頻器的頻率給定端輸入。 直流制動(dòng)電壓(=0增益為30%的電源電壓)。③ 輔助給定。模擬量給定時(shí)的頻率精度略低，為最高頻率的177。整流電路輸出的電壓是脈動(dòng)的，需要進(jìn)行濾波，以獲得恒流(電流型)或恒壓(電壓型)電源。 (3) 變頻器與負(fù)載的匹配問(wèn)題； ；變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。在直接轉(zhuǎn)矩控制中要求直接控制定子磁鏈,定子磁鏈?zhǔn)峭ㄟ^(guò)控制定子電壓獲得的。轉(zhuǎn)子磁鏈為勵(lì)磁磁鏈與轉(zhuǎn)子漏磁鏈之和。 當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體時(shí)，在其中產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中有電流流過(guò)。三相一般為星形接法，三根引出線分別接到固定在轉(zhuǎn)軸上并互相絕緣的三個(gè)集電環(huán)上，再通過(guò)安裝在端蓋上的電刷裝置與集電環(huán)接觸把電流引出來(lái)。 變頻調(diào)速技術(shù)作為高新技術(shù)、基礎(chǔ)技術(shù)和節(jié)能技術(shù)，已經(jīng)滲透到所有經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的技術(shù)部門(mén)中。 實(shí)現(xiàn)變頻器的特大容量化隨著電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，控制容量將進(jìn)一步增大，使交流電機(jī)比直流電機(jī)的優(yōu)勢(shì)更加明顯。交—交變頻器供電的變頻調(diào)速設(shè)備這類(lèi)產(chǎn)品在軋機(jī)和礦井卷?yè)P(yáng)機(jī)傳動(dòng)方面有很大需求，臺(tái)數(shù)不多，功率大。IPM 除了在工業(yè)變頻器中被大量采用之外，經(jīng)濟(jì)型的IPM 在近年內(nèi)也開(kāi)始在一些民用品，如家用空調(diào)變頻器、冰箱變頻器、洗衣機(jī)變頻器中得到應(yīng)用。 變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展意義 20 世紀(jì)60 年代以前，直流調(diào)速一直以控制能力強(qiáng)、可靠性高、噪聲低、控制電路簡(jiǎn)單等一系列優(yōu)良的性能在傳動(dòng)領(lǐng)域中占據(jù)著主導(dǎo)地位。小容量變流器為了實(shí)現(xiàn)低諧波和高功率因數(shù),一般采用二極管整流加PWM斬波,常稱(chēng)之為功率因數(shù)校正(PEC)。 　　在洗衣機(jī)方面,過(guò)去使用變頻實(shí)現(xiàn)可變速控制,提高洗凈性能,新流行的洗衣機(jī)除了節(jié)能和靜音化外,還在確保衣物柔和洗滌等方面推出新的控制內(nèi)容。20世紀(jì)70年代開(kāi)始,脈寬調(diào)制變壓變頻(PWMVVVF)調(diào)速研究引起了人們的高度重視。然而，SCR畢竟是一種只能控制其導(dǎo)通而不能控制關(guān)斷的半控型開(kāi)關(guān)器件，在交流傳動(dòng)和變頻電源的應(yīng)用中受到限制。思路是先控制變頻器，再用變頻器對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。專(zhuān)家預(yù)言，在21世紀(jì)高度發(fā)展的自動(dòng)控制領(lǐng)域內(nèi)，計(jì)算機(jī)技術(shù)與電力電子技術(shù)是兩項(xiàng)最重要的技術(shù)。 　　 變頻技術(shù)是應(yīng)交流電機(jī)無(wú)級(jí)調(diào)速的需要而誕生的。 　　首先是電冰箱,由于它處于全天工作,采用變頻制冷后,壓縮機(jī)始終處在低速運(yùn)行狀態(tài),可以徹底消除因壓縮機(jī)起動(dòng)引的噪聲,節(jié)能效果更加明顯。這種濾波器能對(duì)頻率和幅值都變化的諧波進(jìn)行跟蹤補(bǔ)償,且補(bǔ)償特性不受電網(wǎng)阻抗的影響。它具有調(diào)節(jié)速度快、運(yùn)行范圍寬的優(yōu)點(diǎn),而且在采取多重化、多電平或PWM技術(shù)等措施后,可大大減少補(bǔ)償電流中諧波含量。在大功率無(wú)換向器電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)方面，意大利ABB 公司提供了單機(jī)容量為60 000 kW 的設(shè)備用于抽水蓄能電站；在中功率變頻調(diào)速技術(shù)方面, 德國(guó)西門(mén)子公司Simovert A 電流型晶閘管變頻調(diào)速設(shè)備單機(jī)容量為10到2 600 kw 和Simovert P GTO PWM 變頻調(diào)速設(shè)備單機(jī)容量為100 耀900 kw，其控制系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化，用于電力機(jī)車(chē)、風(fēng)機(jī)、水泵傳動(dòng)；在小功率變頻調(diào)速技術(shù)方面，日本富士BJT 變頻器最大單機(jī)容量可達(dá)700 kw，IGBT變頻器已形成系列產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)也已實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化。負(fù)載換流式電流型晶閘管逆變器供電的變頻調(diào)速設(shè)備這類(lèi)產(chǎn)品在抽水蓄能電站的機(jī)組起動(dòng)，大容量風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)和軋機(jī)傳動(dòng)方面有很大需求。當(dāng)前，國(guó)外先進(jìn)的變頻器都配有總線適配器模塊(如modbus, feidbus, interbus等)作為選件，外部總線可以雙絞線和適配器連接，變頻器則作為系統(tǒng)的智能終端。實(shí)現(xiàn)變頻器的“綠色環(huán)?！被簿褪情_(kāi)發(fā)清潔電能的變頻器。 鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組由置于轉(zhuǎn)子槽中的導(dǎo)條和兩端的端環(huán)構(gòu)成。 軸承：連接轉(zhuǎn)動(dòng)部分與不轉(zhuǎn)動(dòng)部分，目前都采用滾動(dòng)軸承以減少摩擦。 圖 　 電機(jī)磁鏈?zhǔn)噶繄D(2)電壓電流狀態(tài)方程和等效電路 在靜止坐標(biāo)下,二相異步電動(dòng)機(jī)定、 轉(zhuǎn)子繞組電壓平衡方程式為: （） （） 式中:，——定子電流矢量的，分量，即； ，——定子磁鏈?zhǔn)噶康模至?，即? ，——轉(zhuǎn)子電流矢量的，分量，即； ，——轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶康模至?，即? ，——定子電壓矢量的，分量，即； ，——轉(zhuǎn)子電壓矢量的，分量，即； ，—— 定、 轉(zhuǎn)子繞組電阻 —— 轉(zhuǎn)子角速度 P—— 微分算子 磁鏈的電流和電感表示式 （） （） 經(jīng)整理可得到下列電壓電流關(guān)系矩陣方程: = （）得異步電動(dòng)機(jī)定轉(zhuǎn)子電壓及電流矢量的關(guān)系: = （） 觀察上式,定、 轉(zhuǎn)子電壓平衡方程式中都包括 ,可得到 T型動(dòng)態(tài)等效電路如圖 。取 ,即為 T2型動(dòng)態(tài)等效電路 (如圖 ) ,根據(jù)圖 3,定子的漏感正好為 0。 用這種換流方式可使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升到額定值的 3%~5%，然后再切換到負(fù)載電動(dòng)勢(shì)換流。根據(jù)整流電路中所使用的功率器件的開(kāi)關(guān)控制性能對(duì)整流電路分類(lèi)，整流電路可分為：不可控整流電路、半控整流電路和全控整流電路。 電流型三相橋式逆變電路及其輸出波形