【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 異步電動機(jī)的基本原理及調(diào)速方法 9 異步電動機(jī)概述 9 異步電動機(jī)基本結(jié)構(gòu) 9 10 異步電動機(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 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、升速、降速、制動功能 25 PID調(diào)節(jié)功能 275 PLC控制電機(jī)變頻調(diào)速試驗系統(tǒng) 295 . 1　PLC控制電機(jī)變頻調(diào)速試驗系統(tǒng)構(gòu)成 29　 電機(jī)變頻調(diào)速控制試驗系統(tǒng)要求 29　 電機(jī)變頻調(diào)速試驗系統(tǒng)控制方案 31　 I/O點數(shù)統(tǒng)計及 I/O接線圖 31　 數(shù)據(jù)分析與信號轉(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。對其他相關(guān)課題也具有很好的借鑒作用和參考價值。IEGT(injection enhanced gate thyristor)是一種將IGBT和GTO的優(yōu)點結(jié)合起來的新型器件，已有1000A/4500V的樣品問世。 　　矢量控制變頻調(diào)速的做法是:將異步電動機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子交流電流Ia、Ib、Ic通過三相——二相變換,等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Iml、Itl,然后模仿直流電動機(jī)的控制方法,求得直流電動機(jī)的控制量,經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換,實現(xiàn)對異步電動機(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,并給周圍的電氣設(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。當(dāng)時，在機(jī)械工業(yè)部屬下建立了我國第一個電氣傳動成套公司，即現(xiàn)在的天津電氣傳動設(shè)計研究所的前身。 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。但開關(guān)頻率提高，會增加器件自身的開關(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。 異步電動機(jī)基本結(jié)構(gòu) 三相異步電動機(jī)由固定的頂子和旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子兩個基本部分組成，轉(zhuǎn)子裝在定子內(nèi)腔里，借助軸承被支撐在兩個端蓋上。氣隙越大，磁阻越大，要產(chǎn)生同樣大小的磁場，就需要較大的勵磁電源?？梢?，異步電機(jī)產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的必要條件是，磁場的同步轉(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的差值稱為轉(zhuǎn)差，轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速n1的比值稱為轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)擦率用s來表示，即 ()轉(zhuǎn)差率是異步電機(jī)的一個基本變量，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個部分組成。 (4) 在使用變頻器驅(qū)動高速電機(jī)時，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，稱為無源逆變。其范圍有0～5V或0～10V。通過RS485通信電纜將個人計算機(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)置到實際需要的數(shù)值；將一個可調(diào)的電流信號()接至變頻器的反饋信號輸入端，緩慢地調(diào)節(jié)反饋信號。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間常數(shù)。具體轉(zhuǎn)換示意圖如圖 5所示。參考文獻(xiàn)[1] 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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?！爆F(xiàn)實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。他明白在一個企業(yè)中，只有團(tuán)隊成功，個人才能成功。杜絕壞的生活習(xí)慣習(xí)慣有好有壞。這是每一個人只要肯做就能做到的，也是一個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人心胸開闊、樂于幫助別人成功和愿意與他人分享榮譽(yù)的人的話，那么你就不愁沒有朋友。這種平常心，對于一名高效能人士來講，是十分重要的。制訂卻實可行的計劃許多成功人士的成功經(jīng)驗告訴我們，認(rèn)真的做一份計劃不但不會約束我們，還可以讓我們的工作做得更好。做到上下逢源，正確處理“對上溝通”，與同事保持良好的互動交流是我們提高工作效能的一個關(guān)鍵?！逼溆靡庖彩且覀冃≌h多聽。如果你要成為一名高效能的職場人士，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到處為自己找借口，開脫責(zé)任；相反，無倫出現(xiàn)什么情況，他都會自覺主動地將自己的任務(wù)執(zhí)行到底。在此，謹(jǐn)向?qū)煻嗄甑恼佌伣虒?dǎo)和生活上無微不至的關(guān)懷表示忠心的感謝！ 同時還要感謝各位領(lǐng)導(dǎo)老師在課題的研究過程中給予的指導(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)。模擬量輸入信號地址為 A I WO,輸出信號地址為A I WO。電機(jī)運(yùn)行可分為三個部分 () :第一部分要求電機(jī)起動后轉(zhuǎn)速在60 s內(nèi)從 0線性增加到 1 168 r/min。目標(biāo)信號從變頻器的頻率給定端輸入。 直流制動電壓(=0增益為30%的電源電壓)。③ 輔助給定。模擬量給定時的頻率精度略低，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^控制定子電壓獲得的。轉(zhuǎn)子磁鏈為勵磁磁鏈與轉(zhuǎn)子漏磁鏈之和。 當(dāng)旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體時，在其中產(chǎn)生感應(yīng)電勢，使轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中有電流流過。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集電環(huán)上，再通過安裝在端蓋上的電刷裝置與集電環(huán)接觸把電流引出來。 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)部門中。 實現(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)勢更加明顯。交—交變頻器供電的變頻調(diào)速設(shè)備這類產(chǎn)品在軋機(jī)和礦井卷揚(yáng)機(jī)傳動方面有很大需求，臺數(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、控制電路簡單等一系列優(yōu)良的性能在傳動領(lǐng)域中占據(jù)著主導(dǎo)地位。小容量變流器為了實現(xiàn)低諧波和高功率因數(shù),一般采用二極管整流加PWM斬波,常稱之為功率因數(shù)校正(PEC)。 　　在洗衣機(jī)方面,過去使用變頻實現(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)斷的半控型開關(guān)器件，在交流傳動和變頻電源的應(yīng)用中受到限制。思路是先控制變頻器，再用變頻器對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速。專家預(yù)言，在21世紀(jì)高度發(fā)展的自動控制領(lǐng)域內(nèi)，計算機(jī)技術(shù)與電力電子技術(shù)是兩項最重要的技術(shù)。 　　 變頻技術(shù)是應(yīng)交流電機(jī)無級調(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)起動引的噪聲,節(jié)能效果更加明顯。這種濾波器能對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,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, 德國西門子公司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)已實現(xiàn)全數(shù)字化，用于電力機(jī)車、風(fēng)機(jī)、水泵傳動；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)備這類產(chǎn)品在抽水蓄能電站的機(jī)組起動，大容量風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī)和軋機(jī)傳動方面有很大需求。當(dāng)前，國外先進(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。實現(xiàn)變頻器的“綠色環(huán)?！被簿褪情_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)動部分與不轉(zhuǎn)動部分，目前都采用滾動軸承以減少摩擦。 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?，分量，即? ，——轉(zhuǎn)子電流矢量的，分量，即； ，——轉(zhuǎn)子磁鏈?zhǔn)噶康?，分量，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型動態(tài)等效電路如圖 。取 ,即為 T2型動態(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機(jī)轉(zhuǎn)速升到額定值的 3%~5%，然后再切換到負(fù)載電動勢換流。根據(jù)整流電路中所使用的功率器件的開關(guān)控制性能對整流電路分類，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