【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 改變輸出脈沖的占空比來(lái)進(jìn)行調(diào)制。目前普遍應(yīng)用的是占空比按正選弦規(guī)律安排的正弦波脈寬調(diào)制（SPWM）方式。3. 按直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能方式分電流型 直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件是電感線圈L 電壓型 直流環(huán)節(jié)的儲(chǔ)能元件是電容器C UVWRST RSTUVW LF CF 電流型與電壓型的儲(chǔ)能方式 a. 電流型 b. 電壓型 ﹡本設(shè)計(jì)使用三菱變頻器?！?】三菱變頻器介紹1．三菱變頻器特點(diǎn)三菱變頻器是采用磁通矢量控制技術(shù)、PWM原理和智能功率模塊（IPM）的高性能變頻器，~315KW。三菱FRA540變頻器具有以下特點(diǎn)：1) 用磁通矢量控制技術(shù)。在無(wú)速度傳感器的開環(huán)控制下，調(diào)速范圍為1：120；采用速度傳感器的閉環(huán)控制下，調(diào)速范圍為1：1000。低速旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)矩均勻。2) 用SoftPWM原理和智能功率模塊(IPM)，使變頻器輸出波形更好，噪聲更低，抗干擾性能更強(qiáng)。3) 停電控制時(shí)減速停止功能，內(nèi)置功能，變頻/工頻切換功能和順序控制功能。4) 符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊功能。5) 具有過電流、過載、過電壓、欠電壓、接地過電流、輸出短路、失速防止等保護(hù)。6) 風(fēng)扇端子和控制端子的安裝和維修簡(jiǎn)便。7) 附設(shè)累計(jì)功率監(jiān)視及累計(jì)運(yùn)行時(shí)間監(jiān)視功能，用戶可分析節(jié)能效果。本設(shè)計(jì)選擇FRA54022KCH 額定電流 43A 適配電動(dòng)機(jī)22KW2．變頻器的工作模式三菱變頻器的操作模式有“PU操作模式”、“外部操作模式”、“組合操作模式”和“內(nèi)部通訊模式”。模式的選用應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)過程的控制要求和生產(chǎn)作業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)條件等因素來(lái)確定，達(dá)到既滿足控制要求，又能夠以人為本的目的。本設(shè)計(jì)采用外部操作模式。外部操作模式通常為出廠設(shè)定．這種模式通過外接的起動(dòng)開關(guān)等產(chǎn)生外部信號(hào)，控制變頻器的運(yùn)行。采用外部操作模式時(shí)，可通過設(shè)定“操作模式選擇”=3或0來(lái)實(shí)現(xiàn)。起動(dòng)信號(hào)：端子信號(hào) STF起動(dòng)控制 變頻器控制的電動(dòng)機(jī)起動(dòng)除了應(yīng)遵循電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩這一原則外，還應(yīng)使電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與負(fù)載轉(zhuǎn)矩交點(diǎn)的頻率小于變頻器設(shè)定的最大起動(dòng)頻率。電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，通常要考慮解決起動(dòng)電流過大和機(jī)械沖擊問題，因而要根據(jù)拖動(dòng)系統(tǒng)及負(fù)載情況、控制要求和變頻器控制模式，選擇并設(shè)定恰當(dāng)?shù)钠饎?dòng)頻率和加速方式與時(shí)間。（1）起動(dòng)頻率選擇并設(shè)定起動(dòng)頻率的原則是；在起動(dòng)電流不超過允許值和拖動(dòng)系統(tǒng)滿足其他控制要求的前提下，系統(tǒng)能夠順利的盡快起動(dòng)。起動(dòng)頻率是指電動(dòng)機(jī)開始起動(dòng)時(shí)的頻率，常用來(lái)表示。可以從0開始，而對(duì)于慣性較大或摩擦轉(zhuǎn)矩較大的負(fù)載，需要加大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，也即應(yīng)使起動(dòng)頻率加大至某一值，此時(shí)起動(dòng)電流也較大。通常變頻器都可以預(yù)先設(shè)定起動(dòng)頻率，需要值得注意的是，起動(dòng)頻率預(yù)置好后，小于該起動(dòng)頻率的運(yùn)行頻率將不能工作。，設(shè)置范圍為0~60HZ。（2）加速方式和加速時(shí)間變頻起動(dòng)是通過控制定子電壓和定子頻率來(lái)獲得所需的起動(dòng)性能。根據(jù)工程的需要，起動(dòng)時(shí)常有以下幾種情況需要考慮：起動(dòng)電流最小，或起動(dòng)損耗最小，或起動(dòng)時(shí)間最短。另外還要考慮避免過大的機(jī)械沖擊，使起動(dòng)過程緩和平滑等。根據(jù)通用變頻器的功能，有以下幾種起動(dòng)方式可選擇：限流加速、限時(shí)加速、S形加速。（3）PID控制大部分的通用變頻器都自帶有PID調(diào)節(jié)功能，有的變頻器是需要附加選件才能具有該項(xiàng)功能的。變頻器如進(jìn)行PID控制，需要對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。P參數(shù)為比例增益，對(duì)執(zhí)行量的瞬間變化有很大的影響。有些變頻器是以比例范圍給出該參數(shù)的：比例值增益=1/比例范圍。I參數(shù)為積分時(shí)間常數(shù)，該時(shí)間越小，到達(dá)給定值就越快，但也越容易引起振蕩，積分作用一般使輸出響應(yīng)滯后。D參數(shù)為微分時(shí)間常數(shù)，該時(shí)間越大，反饋的微小變化就越會(huì)引起較大的響應(yīng)，微分作用一般使輸出響應(yīng)超前。，設(shè)定范圍為1當(dāng)偏差量信號(hào)輸入（端子1）時(shí)為10（負(fù)作用）、11（正作用）；當(dāng)檢測(cè)值輸入（端子4）時(shí)為20（負(fù)作用）、21（正作用）]，出廠設(shè)定為10；%~1000%，%，出廠設(shè)定為100%；，~3600S，出廠設(shè)定為1S；，設(shè)定范圍為0~100%，%，出廠設(shè)定為9999；，設(shè)定范圍為0~100%，%，出廠設(shè)定為0%；，~10S，出廠設(shè)定為9999。、表示無(wú)效。（4）自動(dòng)再起動(dòng)控制和瞬間停電再起動(dòng)控制當(dāng)由工頻切換到變頻器運(yùn)行或者瞬時(shí)掉電再恢復(fù)供電時(shí)，電動(dòng)機(jī)可以保持自由運(yùn)行狀態(tài)（滑動(dòng)）一小段時(shí)間，然后變頻器再起動(dòng)。當(dāng)設(shè)定自動(dòng)再起動(dòng)時(shí)，報(bào)警信號(hào)中的UVT和IPT 在瞬時(shí) 掉電發(fā)生時(shí)將不動(dòng)作。需要進(jìn)行瞬時(shí)停電再起動(dòng)或者工頻電源與變頻器逆變輸出交流電切換時(shí)，應(yīng)將端子CSSD短接，“9999”以外的瞬時(shí)掉電再起動(dòng)自由運(yùn)行時(shí)間。，，出廠設(shè)定為9999，表示由工頻切換到變頻器運(yùn)行或者瞬時(shí)掉電再恢復(fù)供電時(shí)，電動(dòng)機(jī)不再自動(dòng)起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)進(jìn)入掉電停機(jī)模式（～）。，設(shè)定范圍為0～60S，出廠設(shè)定為1S。， 再起動(dòng)第一緩沖電壓。為了瞬時(shí)失電后進(jìn)行自動(dòng)再起動(dòng)，應(yīng)短接CSSD端?！?】變頻器的設(shè)計(jì)1．參數(shù)設(shè)定（1）因?yàn)樵谧冾l器通電前，需要先對(duì)變頻器的有關(guān)功能進(jìn)行預(yù)置，故控制電源“R1S1”應(yīng)至接觸器KM1的前面。（2）用KM1控制變頻運(yùn)行，K3控制工頻運(yùn)行．2．功能設(shè)置（1）預(yù)置操作模式 由于變頻器的切換功能只能在外部運(yùn)行下失效，因此，必須首先對(duì)運(yùn)行模式進(jìn)行預(yù)置，“2”，使變頻器進(jìn)入“外部運(yùn)行模式”。（2）對(duì)切換功能進(jìn)行預(yù)置“”。（3）調(diào)整部分輸入端的功能（多功能端子）1）“7”，使JOG端子變?yōu)镺H端子，用于接受外部熱繼電器的控制信號(hào)。2）“6”，使CS端子用于自動(dòng)再起動(dòng)控制。（4）調(diào)整部分輸出端的功能（多功能端子）1）“17” 。2）“18” 。3）“19” 。3．各輸入信號(hào)對(duì)輸出的影響見下表4．變頻器的正常工作過程1）按下SB1，KM1吸合，變頻器接通電源和電動(dòng)機(jī)。2）將開關(guān)SB2閉和，變頻器即開始起動(dòng)，進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。5．變頻器發(fā)生故障后的工作過程1）當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)，“報(bào)警輸出”端A和C之間接通，繼電器KA0吸合（為了保護(hù)變頻器內(nèi)部的端點(diǎn)，KA0線圈兩端并聯(lián)了一個(gè)RC吸收電路）。切換至2＃電機(jī)運(yùn)行，同時(shí)，由指示燈進(jìn)行報(bào)警。2）繼電器KM1斷開，K3閉合，接觸器KMK3相應(yīng)地執(zhí)行切換動(dòng)作。3）工作人員應(yīng)立即按下切除報(bào)警按鈕SB3，停止報(bào)警，然后對(duì)變頻器進(jìn)行檢查。參數(shù)設(shè)定與功能選擇參數(shù)號(hào)名稱設(shè)定值說明137起動(dòng)等待時(shí)間設(shè)定值應(yīng)比信號(hào)輸入到變頻器時(shí)到KM1實(shí)際接通的時(shí)間稍微長(zhǎng)點(diǎn)（~）185JOG端子變?yōu)镺N端子7接受外部熱繼電器的控制信號(hào)186CS端子功能選擇6自動(dòng)再起動(dòng)控制192IPF端子功能選擇17瞬時(shí)停電193OL端子功能選擇18過負(fù)荷194FU端子功能選擇19頻率檢測(cè)輸入端子的選擇參數(shù)號(hào)信號(hào)使用端子功能開關(guān)狀態(tài)STFSTF變頻運(yùn)行指令（對(duì)工頻運(yùn)行無(wú)效）ON：電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)OFF：電動(dòng)機(jī)停止186CS用于功能端子定義變頻運(yùn)行和工頻運(yùn)行的切換ON：變頻運(yùn)行OFF：工頻電源運(yùn)行RESRES運(yùn)行狀態(tài)初始化ON：初始化OFF：正常運(yùn)行輸出端子的選擇參數(shù)號(hào)信號(hào)出廠設(shè)定功能設(shè)定范圍192IPF2瞬時(shí)掉電/低電壓0~199，9999193OL3過負(fù)荷報(bào)警0~199，9999194FU4頻率檢測(cè)0~199，9999195A、B、C 99報(bào)警輸出0~199，9999【5】變頻器接線圖 軟起動(dòng)部分【1】三相異步電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方法三相籠型異步電動(dòng)機(jī)有直接起動(dòng)與減壓起動(dòng)兩種起動(dòng)方法.直接起動(dòng)，也叫全壓起動(dòng)。起動(dòng)時(shí)通過一些直接起動(dòng)設(shè)備，將全部電源電壓(即全壓)直接加到異步電動(dòng)機(jī)的定子繞組，使電動(dòng)機(jī)在額定電壓下進(jìn)行起動(dòng)。一般情況下，直接起動(dòng)時(shí)起動(dòng)電流為額定電流的47倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的12倍。根據(jù)對(duì)國(guó)產(chǎn)電動(dòng)機(jī)實(shí)際測(cè)量，某些籠型異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流甚至可達(dá)812倍。直接起動(dòng)的起動(dòng)線路是最簡(jiǎn)單的。然而這種起動(dòng)方法有許多不足。對(duì)于需要頻繁起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)，過大的起動(dòng)電流將造成電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱，影響電動(dòng)機(jī)的壽命。同時(shí)電動(dòng)機(jī)繞組在電動(dòng)力的作用下，會(huì)發(fā)生變形，可能引起短路，進(jìn)而燒毀電動(dòng)機(jī)。另外過大的起動(dòng)電流，會(huì)使線路壓降增大，造成電網(wǎng)電壓的顯著下降，從而影響同一電網(wǎng)的其他設(shè)備的正常工作，有時(shí)甚至使它們停下來(lái)或無(wú)法帶負(fù)載起動(dòng)。這是因?yàn)榧熬c電網(wǎng)電壓的平方成正比，電網(wǎng)電壓的顯著下降，可使及均下降到低于一般規(guī)定。,而電源總?cè)萘枯^大，能符合下式要求的話，電動(dòng)機(jī)也可允許直接起動(dòng)。 　　　　　?。ǎ┤绻荒軡M足式()的要求，則必須采用減壓起動(dòng)的方法，通過減壓，把起動(dòng)電流限制到允許的數(shù)值.傳統(tǒng)異步電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式的共同特點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩固定不可調(diào)，起動(dòng)過程存在較大的沖擊電流，使被拖動(dòng)負(fù)載受到較大的機(jī)械沖擊。且易受電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響。因此采用軟起動(dòng)器可以避免以上問題?！?】軟起動(dòng)器的工作原理及功能1．軟起動(dòng)器的工作原理，通過改變晶閘管的觸發(fā)角來(lái)改變電動(dòng)機(jī)定子兩端電壓，進(jìn)而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速和定子電流等物理量。晶閘管的控制方式有兩種:一是相位控制，即通過控制晶閘管的導(dǎo)通角來(lái)調(diào)壓。二是周波控制，即把晶閘管作為靜止接觸器，交替的接通與切斷幾個(gè)周波的電源電壓，用改變接通時(shí)間與切斷時(shí)間之比來(lái)控制輸出電壓的有效值，從而達(dá)到調(diào)壓的目的?！　　　　　? 晶閘管三相交流調(diào)壓電路。由干所示的電路中沒有中線，因此在工作時(shí)若要負(fù)載電流流通，至少要有兩相構(gòu)成通路。其中一相是正向晶閘管導(dǎo)通，另一相則是反向晶閘管導(dǎo)通。為了保證在電路起始工作時(shí)有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，以及在感性負(fù)載反向晶問管導(dǎo)通。為了保證在電路起始工作時(shí)有兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，以及在感性負(fù)載與控制角較小時(shí)仍能保證不同相的兩個(gè)晶閘管同時(shí)導(dǎo)通，本系統(tǒng)采用了能夠產(chǎn)生大于的寬脈沖或雙窄脈沖的觸發(fā)電路。和整流電路一樣，交流調(diào)壓電路的工作情況和負(fù)載性質(zhì)有很大關(guān)系。因此下面就分別予以討論。單相交流調(diào)壓電路是三相交流調(diào)壓電路的基礎(chǔ)，這里就用單相交流調(diào)壓電路為例進(jìn)行討論電阻負(fù)載.（1）電阻負(fù)載圖 3. 2為 電阻負(fù)載的單相交流調(diào)壓電路圖。圖中的晶閘管VT1和VT2也可以用一個(gè)雙向晶閘管代替。在交流電源的正半周和負(fù)半周，分別對(duì)VT1和VT2的控制角進(jìn)行控制角可以調(diào)節(jié)輸出電壓。正負(fù)半周起始時(shí)間(=0)均為電壓過零時(shí)刻。在穩(wěn)態(tài)情況下，應(yīng)使正負(fù)半周的相等。從而可以得出，負(fù)載電壓波形是電源電壓波形的一部分，而且負(fù)載電流和負(fù)載電壓波形相同。原因在于負(fù)載為純電阻性負(fù)載，電流與電壓同相位。 　電阻負(fù)載原理圖圖 中 在控制角為時(shí)，負(fù)載電壓有效值、負(fù)載電流有效值、晶閘管電流有效值和電路的功率因數(shù)分別為: 　（）()　　　?。ǎ　　　　　　　　。ǎ┯缮鲜龈魇娇梢钥闯?，“的移相范圍為時(shí)，相當(dāng)于晶閘管一直導(dǎo)通，輸出電壓為最大值。隨著的增大，逐漸降低，直到時(shí)，．此外時(shí)，功率因數(shù)，隨著的增大，輸入電流滯后于電壓并且發(fā)生畸變，也逐漸降低。(2)　阻感負(fù)載。，穩(wěn)態(tài)時(shí)負(fù)載電流應(yīng)該是正弦波，其相位滯后于電源電壓的角度為。用晶閘管進(jìn)行控制時(shí)，很顯然只能進(jìn)行滯后控制，使負(fù)載電流更加滯后，而無(wú)法使其超前。為了方便，把的時(shí)刻仍定在電源電壓過零時(shí)刻。當(dāng)在時(shí)刻開通晶閘管VTl，負(fù)載電流應(yīng)該滿足如下微分方程式和初始條件: ?。ǎ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　?（）解方程可以求得：　　　　 （）；為晶閘管導(dǎo)通角 （）VT2導(dǎo)通時(shí)，上述表達(dá)式完全相同，只是的極性相反，并且相位相差.上述電路在控制角為時(shí)，負(fù)載電壓有效值、負(fù)載電流有效值、晶閘管電流分別為:（）　　　　（）　　　　　　　　　　　　　 （）　　　　　　　　　?。ǎ┯缮纤魇娇梢酝茖?dǎo)出，阻感負(fù)載時(shí)觸發(fā)角的移相范圍為。由于異步電動(dòng)機(jī)是感性負(fù)載，由上述分析可以得知，當(dāng)交流調(diào)壓電路帶感性負(fù)載時(shí)，只有當(dāng)觸發(fā)角大于負(fù)載的功率因數(shù)角時(shí)，才能起到調(diào)壓的作用。當(dāng)時(shí)，電流導(dǎo)通的時(shí)間將始終保持在。其情況與一樣，相控不起任何調(diào)壓作用，甚至在晶閘管觸發(fā)脈沖不夠?qū)挼那闆r下，出現(xiàn)只有一個(gè)方向上的晶閘管工作，負(fù)載上出現(xiàn)直流分量，在使用相控晶閘管電路時(shí)采用寬脈沖觸發(fā)，移相范圍限制在.，主電路的每相由反并聯(lián)的兩個(gè)晶閘管構(gòu)成。要實(shí)現(xiàn)異步電動(dòng)機(jī)的平穩(wěn)起動(dòng)，需要控制電機(jī)的輸入電壓。該電路的調(diào)壓實(shí)質(zhì)是對(duì)電源電壓進(jìn)行斬波。電機(jī)獲得的電壓是非正弦的，但是每相電壓的正負(fù)半周是對(duì)稱的。是晶閘管的觸發(fā)角，是負(fù)載的功率因數(shù)角(也叫晶閘管的續(xù)流角)，是晶閘管的導(dǎo)通角。觸發(fā)角﹑功率因數(shù)角以及導(dǎo)通角