【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 正常停車時(shí)，按停車按鈕SBl，停止指令使KA2觸點(diǎn)斷開，旁路接觸器KM2跳閘，使電機(jī)軟停車，軟停車結(jié)束后，KAl觸點(diǎn)斷開。按鈕SB3為緊急停車用，當(dāng)按下SB3時(shí)，接觸器KMl失電，軟啟動(dòng)器內(nèi)部的KAl和KA2觸點(diǎn)復(fù)位，使KM2失電，電機(jī)自由停轉(zhuǎn)。由于帶有旁路接觸器，該電路有如下優(yōu)點(diǎn)：在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)可以避免軟啟動(dòng)器產(chǎn)生的諧波；軟啟動(dòng)器僅在啟動(dòng)和停車時(shí)工作，可以避免長(zhǎng)期運(yùn)行使晶閘管發(fā)熱，延長(zhǎng)了使用壽命。、軟啟動(dòng)、軟停車或自由停車控制線路（2） 單臺(tái)軟啟動(dòng)器啟動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)我們用一臺(tái)軟啟動(dòng)器對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟啟動(dòng)，可以降低控制系統(tǒng)的投入成本。通過設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)碾娐房梢詫?shí)現(xiàn)對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)、軟停車控制，但不能同時(shí)啟動(dòng)或停機(jī)多臺(tái)電機(jī)，只能一臺(tái)一臺(tái)的分別啟動(dòng)或停機(jī)。在這里考慮到要想實(shí)現(xiàn)一臺(tái)軟啟動(dòng)器對(duì)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)既能軟啟動(dòng)又能軟停車，其設(shè)計(jì)的控制線路相對(duì)較復(fù)雜一些，而且還要使用軟啟動(dòng)器內(nèi)部的一些特殊功能，所以下面僅介紹使用一臺(tái)軟啟動(dòng)器對(duì)2臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟啟動(dòng)、自由停車控制的電路。軟啟動(dòng)器的啟動(dòng)、停止采用二線制控制方式，即將RUN和STOP端子連接到一起，通過一控制觸點(diǎn)KA5與PL端子相連。KA5觸點(diǎn)接通表示啟動(dòng)信號(hào)，斷開表示停車信號(hào)。由于電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)結(jié)束后，由旁路接觸器為電動(dòng)機(jī)供電，因此軟啟動(dòng)器的各種保護(hù)對(duì)電動(dòng)機(jī)不起作用，故軟啟動(dòng)器的旁路接線中每臺(tái)電動(dòng)機(jī)還要增加過載保護(hù)的熱繼電器。、自由停車的主電路圖工作原理如下：將KAl設(shè)置為隔離繼電器。，閉合斷路器QF2，軟啟動(dòng)器的進(jìn)線電源上電。若啟動(dòng)第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)M1，按下SB1按鈕，接觸器KM2線圈通電、中間繼電器KA5線圈通電、啟動(dòng)信號(hào)輸入軟啟動(dòng)器；隔離繼電器KAl觸點(diǎn)接通、中間繼電器KA3線圈通電，KA3常開觸點(diǎn)閉合使觸點(diǎn)KM2自鎖，電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)開始。當(dāng)啟動(dòng)結(jié)束時(shí)，軟啟動(dòng)器的啟動(dòng)結(jié)束繼電器KA2觸點(diǎn)閉合，中間繼電器KA4線圈通電，KA4常開觸點(diǎn)閉合使旁路接觸器KM7線圈通電并自鎖，此時(shí)KM2和KM7均接通。軟啟動(dòng)器旁路后，使輸出繼電器KAl觸點(diǎn)斷開、KA3線圈斷電，KA3觸點(diǎn)斷開使接觸器KM2線圈自鎖回路斷開，使得電動(dòng)機(jī)從軟啟動(dòng)器上切除，啟動(dòng)結(jié)束后輸出繼電器KA2觸點(diǎn)也斷開，中間繼電器KA4線圈斷電，但此時(shí)接觸器KM7線圈支路自鎖，電動(dòng)機(jī)直接由電網(wǎng)供電。同理，若對(duì)第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)；則按啟動(dòng)按鈕SB2。若使第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)停機(jī)，按停止按鈕SBS1，則KM2線圈失電，主觸點(diǎn)斷開，電動(dòng)機(jī)自由停機(jī)。第二臺(tái)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)與停止控制過程分析與上述類似，不再?gòu)?fù)述。為防止軟啟動(dòng)器帶兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，KM2和KM4線圈回路增加有互鎖觸點(diǎn)。、自由停車的控制電路圖第三章 系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)變頻控制柜通常由供電母線、雙電源開關(guān)、斷路器、接觸器、開關(guān)電源、控制裝置（變頻器）、軟啟動(dòng)器、傳感器，以及低壓電器等組成。低壓電器指電壓在1200V以下的各種控制設(shè)備及保護(hù)設(shè)備等。常用的低壓電器設(shè)備有刀開關(guān)、熔斷器、低壓斷路器、各種繼電器等?？紤]到機(jī)械強(qiáng)度的要求，選出的導(dǎo)線應(yīng)有最小截面的限制，一般情況主干線鋁芯不小于35 mm，銅芯不小于25 mm；支線鋁芯不小于25 mm，銅芯不小于16 mm。 IEC 01(BV)。 IEC 01(BV)。兩個(gè)變頻柜的控制電路均選擇1 mm棉紗編織聚氯乙烯絕緣軟線BVR。變頻器的安裝方式和空間 變頻器必須垂直安裝，保證空間需滿足散熱冷卻的要求，變頻器上，下部空間最小尺寸應(yīng)不小于300mm，其間不允許安裝其他器件，以免影響進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)。變頻器的安裝高度 變頻器建議安裝在柜體的上半部，好處是操作鍵盤的高度位置比較方便人操作或觀察；變頻器頂部空間由于熱量集中排出，也不適合安裝其他設(shè)備，所以從節(jié)省空間的角度出發(fā)，這種安排比較合理。但要求柜體頂部散熱孔對(duì)準(zhǔn)變頻器通風(fēng)道，下部的進(jìn)風(fēng)口位于變頻器底部，以保持風(fēng)道最小的風(fēng)阻。當(dāng)需要將變頻器上下布置時(shí)，應(yīng)在變頻器之間安裝隔板，并形成各自獨(dú)立的風(fēng)道，防止下方變頻器的出風(fēng)成為上方變頻器的進(jìn)風(fēng)，影響整體的散熱效果。 配電柜內(nèi)設(shè)備的冷卻可考慮采用在變頻器散熱器外加強(qiáng)迫水暖，水冷或強(qiáng)迫油循環(huán)等方法，以隔絕腐蝕性氣體。系統(tǒng)的抗干擾措施：1）其它設(shè)備的電源線和信號(hào)線應(yīng)盡量地遠(yuǎn)離變頻器的輸入輸出線2）其它設(shè)備的電源線和信號(hào)線應(yīng)盡量不與變頻器的輸入輸出線平行。3）其它設(shè)備的電源線和信號(hào)線應(yīng)盡量使用屏蔽線。（屏蔽層要可靠接地）（但一般不建議在變頻調(diào)速系統(tǒng)中使用濾波器）。 變頻器通常由變頻器主電路（IGBT、BJT、或GTO作逆變?cè)┙o異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源。此電源輸出的電壓或電流及頻率，由控制回路的控制指令進(jìn)行控制。而控制指令則根據(jù)外部的運(yùn)轉(zhuǎn)指令進(jìn)行運(yùn)算獲得。對(duì)于需要更精密速度或快速響應(yīng)的場(chǎng)合，運(yùn)算還應(yīng)包含由變頻器主電路和傳動(dòng)系統(tǒng)檢測(cè)出來的信號(hào)和保護(hù)電路信號(hào)，即防止因變頻器主電路的過電壓、過電流引起的損失外，還應(yīng)保護(hù)異步電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系統(tǒng)等 變頻器的構(gòu)成給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，稱為主電路。，其主電路由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸引在整流和逆變時(shí)產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。另外，異步電動(dòng)機(jī)需要制動(dòng)時(shí)，有時(shí)要附加“制動(dòng)回路”。① 整流器最近大量使用的是二極管的交流器，它把工頻電源變換為直流電源?？捎脙山M晶體管交流器構(gòu)成可逆變流器，由于其功率方向可逆，可以進(jìn)行再生運(yùn)轉(zhuǎn)。② 平波回路在整流器整流后的直流電壓中，含有電源6倍頻率的脈動(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)。為了抑制電壓波動(dòng)，采用電感和電壓吸收脈動(dòng)電壓（電流）。裝置容量小時(shí)，如果電源和主電路的構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡(jiǎn)單的平波回路。③ 逆變器同整流器相反，逆變器的作用是將直流功率變換為所需要頻率的交流功率，根據(jù)PWM控制信號(hào)使6個(gè)開關(guān)器件導(dǎo)通、關(guān)斷，就可以得到三相頻率可變的交流輸出。④ 制動(dòng)回路異步電動(dòng)機(jī)在再生制動(dòng)區(qū)域使用時(shí)（轉(zhuǎn)差率為負(fù)），再生能量?jī)?chǔ)存于平波回路電容器中，使直流電壓升高。一般說來，由機(jī)械系統(tǒng)（含電動(dòng)機(jī)）慣量積蓄的能量比電容能儲(chǔ)存的能量大，需要快速制動(dòng)時(shí)，可用由逆變流器向電源反饋或設(shè)置制動(dòng)回路（開關(guān)和電阻）把再生功率消耗掉，以免直流電路電壓上升。給異步電動(dòng)機(jī)供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號(hào)的回路，稱為控制電路。，控制電路由以下電路組成，頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓/電流檢測(cè)電路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”，將運(yùn)算電路的控制信號(hào)進(jìn)行放大的“驅(qū)動(dòng)電路”，以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路”。，僅以控制電路A部分構(gòu)成控制電路時(shí)，無速度檢測(cè)電路，為開環(huán)控制。在控制電路B部分增加了速度檢測(cè)電路，即增加了速度指令，可以對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的速度進(jìn)行控制更精確的閉環(huán)控制?？刂齐娐分饕ǎ孩?運(yùn)算電路將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測(cè)電路的電流、電壓信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，決定逆變器的輸出電壓、功率。② 電壓/電流檢測(cè)電路與主電路電位隔離，檢測(cè)電壓、電流等。③ 驅(qū)動(dòng)電路為驅(qū)動(dòng)主電路 器件的電路。它使主電路器件導(dǎo)通、關(guān)斷。④ 速度檢測(cè)電路以裝在異步電動(dòng)機(jī)軸上的速度檢測(cè)器（TG、PLG等）的信號(hào)為速度信號(hào)送入運(yùn)算回路，根據(jù)指令和運(yùn)算可使電動(dòng)機(jī)按指令速度運(yùn)轉(zhuǎn)。⑤ 保護(hù)電路檢測(cè)主電路的電壓、電流等，當(dāng)發(fā)生過載或過壓等異常時(shí)，為了防止逆變器和異步電動(dòng)機(jī)損壞，使逆變器停止工作或抑制電壓、電流值。保護(hù)回路主要包括：⑴逆變器保護(hù)1）瞬時(shí)過電壓保護(hù)。由于逆變器負(fù)載側(cè)短路等，流過逆變器器件的電流達(dá)到異常值（超過容許值）時(shí)，瞬時(shí)停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)，切斷電流。交流器的輸出電流達(dá)到異常值，也同樣停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。2）過載保護(hù)。逆變器輸出電流超過額定值，且持續(xù)流通達(dá)規(guī)定的時(shí)間以上，為了防止逆變器器件、線路等損壞要停止運(yùn)轉(zhuǎn)。恰當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)需要反時(shí)限特性，采用熱繼電器或者電子熱保護(hù)（使用電子電路）。過負(fù)載是由于負(fù)載的GD2（慣性）過大或因負(fù)載過大使電動(dòng)機(jī)堵轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的。3）再生過電壓保護(hù)。采用逆變器使電動(dòng)機(jī)快速減速時(shí)，由于再生功率直流電路電壓將升高，有時(shí)超過容許值?？梢圆扇⊥Ｖ鼓孀兤鬟\(yùn)轉(zhuǎn)或停止快速減速的辦法，防止過電壓。4）瞬時(shí)停電保護(hù)。對(duì)于數(shù)毫秒以內(nèi)的瞬時(shí)停電，控制電路工作正常。但瞬時(shí)停電時(shí)間在10ms以上時(shí)，通常會(huì)使控制電路誤動(dòng)作，主電路也不能供電，所以檢出后使逆變器停止運(yùn)轉(zhuǎn)。5）接地過電流保護(hù)。逆變器負(fù)載側(cè)接地時(shí)，為了保護(hù)逆變器，有時(shí)要有接地過電流保護(hù)功能。但為了確保人身安全，需要轉(zhuǎn)設(shè)漏電斷路器。6）冷卻風(fēng)機(jī)異常。有冷卻風(fēng)機(jī)的裝置，但風(fēng)機(jī)異常時(shí)裝置內(nèi)溫度將上升，因此采用風(fēng)機(jī)熱繼電器或器件散熱片溫度傳感器，檢出異常后停止逆變器。⑵異步電動(dòng)機(jī)的保護(hù)1）過載保護(hù)。過載檢出裝置與逆變器保護(hù)共用，但考慮低速運(yùn)轉(zhuǎn)的過熱時(shí)，在異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)埋入溫度傳感器，或者利用轉(zhuǎn)在逆變器內(nèi)的電子熱保護(hù)來檢出過熱。動(dòng)作頻繁時(shí)可以考慮減輕電動(dòng)機(jī)負(fù)載、增加電動(dòng)機(jī)及逆變器容量等。2）超頻（超速）保護(hù)。逆變器的輸出頻率或者異步電動(dòng)機(jī)的速度超過規(guī)定值時(shí)，停止逆變器運(yùn)轉(zhuǎn)。（3）其他保護(hù)1）防止失速過電流。急加速時(shí)，如果異步電動(dòng)機(jī)跟蹤遲緩，則過電流保護(hù)電路動(dòng)作，運(yùn)轉(zhuǎn)就不能繼續(xù)進(jìn)行（失速）。所以，在負(fù)載電流減小之前要進(jìn)行控制，抑制頻率上升或使頻率下降。對(duì)于恒速運(yùn)轉(zhuǎn)中的過電流，也進(jìn)行同樣的控制。2）防止失速再生過電壓。減速時(shí)產(chǎn)生的再生能量使主電路直流電壓上升，為了防止再生過電壓保護(hù)電路動(dòng)作，在直流電壓下降之前要進(jìn)行控制，抑制頻率下降，防止失速再生過電壓。三菱變頻器FRA740的特點(diǎn)（1） 通過M旋鈕來調(diào)整頻率和設(shè)定參數(shù)，是操作更加簡(jiǎn)單。（2） 工頻變頻切換功能。（3） 適合風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載使用。（4） 長(zhǎng)壽命設(shè)計(jì)，維護(hù)簡(jiǎn)單，用起來更安心。（5） 內(nèi)置EMC濾波器，可有效地抑制電磁噪聲，不需要外部配置，節(jié)省安裝空間。（6） 具有遠(yuǎn)程輸出、簡(jiǎn)單磁通矢量控制功能等豐富功能。（7） 具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通信功能，內(nèi)置USB通信接口，方便連接FRConfigurator變頻器設(shè)置軟件。除內(nèi)置的基本RS485通信方式外，通過選用各種總線適配器，可連接ProfibusDP、Device—NET、LonWorks，高效、快速地實(shí)現(xiàn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化。西門子MICROMASTER 430的特點(diǎn)西門子MICROMASTER 430是用于控制三相交流電動(dòng)機(jī)速度的變頻器系列。本系列有多種型號(hào)，額定功率范圍從 到250kW，可供用戶選用。 在采用變頻器的出廠設(shè)定功能和缺省設(shè)定值時(shí)，MICROMASTER 430變頻器特別適合用于水泵和風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)。 本變頻器由微處理器控制，并采用具有現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)水平的絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）作為功率輸出器件。因此，它們具有很高的運(yùn)行可靠性和功能的多樣性。其脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)頻率是可選的，因而降低了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的噪聲。全面而完善的保護(hù)功能為變頻器和電動(dòng)機(jī)提供了良好的保護(hù)。控制軟件可以實(shí)現(xiàn)專用功能：多泵切換、手動(dòng)自動(dòng)切換、斷帶及缺水檢測(cè)、節(jié)能運(yùn)行方式等。主要特性：（ 380~480）V177。10%，三相，交流，~250kW；風(fēng)機(jī)和泵類變轉(zhuǎn)矩負(fù)載專用；牢固的EMC（電磁兼容）設(shè)計(jì)；控制信號(hào)的快速響應(yīng)?？刂乒δ埽壕€性 V / F 控制 ，并帶有增強(qiáng)電機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)和控制特性的磁通電流控制（FCC）；多點(diǎn) V/F 控制特性；快速電流限制（FCL）功能，避免運(yùn)行中不應(yīng)有的跳閘；起始和結(jié)束段帶平滑圓?。环e分和微分（PID）控制功能的閉環(huán)控制 。數(shù)字量輸入6個(gè)，模擬量輸入2個(gè)，模擬量輸出2個(gè)，繼電器輸出3個(gè)；具有15個(gè)固定的頻率，4個(gè)跳轉(zhuǎn)頻率，可編程；采用BiCo（二進(jìn)制互聯(lián)連接）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)I/O端口自由連接；集成RS485通訊接口，可選現(xiàn)場(chǎng)總線通訊的PROFIBUS 模塊 保護(hù)功能：過電壓/欠電壓保護(hù)；變頻器過熱保護(hù)；接地故障保護(hù)；短路保護(hù)；電動(dòng)機(jī)過熱保護(hù)，PTC/KTY 電動(dòng)機(jī)保護(hù)。兩個(gè)變頻器的比較：西門子公司推出了“水泵壓力的PID閉環(huán)調(diào)節(jié)及電動(dòng)機(jī)的分級(jí)控制”功能，這一功能是變頻器利用其繼電器輸出觸點(diǎn)控制多個(gè)輔助傳動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)泵的加減控制。PID 控制信號(hào)作用下，最多可以控制三臺(tái)輔助電動(dòng)機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)包括一臺(tái)用變頻器控制速度的水泵和三臺(tái)輔助水泵。各臺(tái)輔助水泵可以通過接觸器或電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器投入系統(tǒng)運(yùn)行。接觸器和電動(dòng)機(jī)軟起動(dòng)器的接通和斷開由變頻器的輸出繼電器進(jìn)行控制。而三菱變頻器FRA740本身不具有電動(dòng)機(jī)的分級(jí)控制功能，即使利用三菱變頻器FRA740和相應(yīng)的PLC，最終也能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)的分級(jí)控制功能，但是這樣反而增加了設(shè)備的投入與維護(hù)，可靠性也降低。綜合各方面的考慮，設(shè)計(jì)者最終決定選擇西門子變頻器。根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本系統(tǒng)選用西門子MM430系列變頻器，具體型號(hào)選擇為：140A，75KW電機(jī) 變頻器選擇 ①電源電壓 3AC 400V 功率90KW 調(diào)制脈沖頻率4KHZ 145A，輸入電壓范圍3AC (380~480)V177。10% （內(nèi)置A級(jí)濾波器） 訂貨號(hào)6SE6430 2AD388FA0 高：1150mm，寬：350mm，深：320mm。68A，37KW電機(jī) 變頻器選擇 ②電源電壓 3AC 400V 功率45KW 調(diào)制脈沖頻率4KHZ 75A，輸入電壓范圍3AC (380~480)V177。10% （內(nèi)置A級(jí)濾波器） 訂貨號(hào)6SE6430 2AD345EA0 高：650mm，寬：275mm，深：245mm。外部運(yùn)行操作就是利用變頻器外部端子上的接線來控