【正文】 電變成頻率任意可調(diào)的三相 逆變 成頻率任意可調(diào)的三相交流電 (直流一交流變換) 。整流 逆變RST交流直流交流UWVDU3 8 V5 0 H Z0 ～ 3 8 0 VO — l O O H Z圖 32 交直交變頻器的基本結(jié)構(gòu)安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計16 交直交變頻器主電路變頻器的的整流部分采用三相橋式不可控控整流電路，逆變部分采用全控型器件的電壓型你變電路，直流側(cè)并聯(lián)有大電容，相當(dāng)于電壓源，直流電壓基本無脈動，當(dāng)交流側(cè)為阻感負載時，需要提供無功功率，直流側(cè)電容起緩沖無功的作用，為了給交流側(cè)向直流側(cè)反饋的無功能量提供通道，逆變橋各臂都并聯(lián)了反饋二極管。三相橋式逆變電路的工作過程與單相逆變橋相同，只要注意三相之間互隔T／3(T 是周期)就可以了。如圖33 所示 從電路結(jié)構(gòu)上看，如果把三相負載看成三相整流變壓器的三個繞組，那么三相橋式逆變電路猶如三相橋式可控整流電路與三相二極管整流電路的反并聯(lián)，其中可控電路用來實現(xiàn)直流到交流的逆變，不可控電路為感性負載電流提供續(xù)流回路，完成無功能量的續(xù)流和反饋，因此VD 1～VD 6稱為續(xù)流二極管。逆變電路采用PWM控制方式，即對脈沖的寬度進行調(diào)制的技術(shù)，應(yīng)用面積等效原 M~UVW 圖 33 交直交變換電路安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計17理，將所需要的波形等效為一系列幅值相等，寬度按正弦規(guī)律變化的脈沖波形。如果脈沖的寬度按正弦規(guī)律變化，脈沖的面積和正弦波形等效，則為SPWM調(diào)制。全控型器件的具體導(dǎo)通順序為：第 1 個 T/6：VVV5 導(dǎo)通，VVV2 截止：第 2 個 T/6：Vl、VV2 導(dǎo)通，VVV5 截止：第 3 個 T/6：VVV2 導(dǎo)通，VVV5 截止：第 4 個 T/6：VVV2 導(dǎo)通，VVV5 截止：第 5 個 T/6：VVV5 導(dǎo)通，VVV2 截止：第 6 個 T/6：VVV5 導(dǎo)通，VVV2 截止。 變頻器的參數(shù)介紹變 頻 器 功 能 參 數(shù) 很 多 ， 一 般 都 有 數(shù) 十 甚 至 上 百 個 參 數(shù) 供 用 戶 選 擇 。 實 際 應(yīng) 用 中 ，沒 必 要 對 每 一 參 數(shù) 都 進 行 設(shè) 置 和 調(diào) 試 ， 多 數(shù) 只 要 采 用 出 廠 設(shè) 定 值 即 可 。 但 有 些 參 數(shù)由 于 和 實 際 使 用 情 況 有 很 大 關(guān) 系 ， 且 有 的 還 相 互 關(guān) 聯(lián) ， 因 此 要 根 據(jù) 實 際 進 行 設(shè) 定 和調(diào) 試 。 因 各 類 型 變 頻 器 功 能 有 差 異 ， 而 相 同 功 能 參 數(shù) 的 名 稱 也 不 一 致 ， 為 敘 述 方 便 ，本 文 以 富 士 變 頻 器 基 本 參 數(shù) 名 稱 為 例 。 由 于 基 本 參 數(shù) 是 各 類 型 變 頻 器 幾 乎 都 有 的 ，完 全 可 以 做 到 觸 類 旁 通 。(1) 加 減 速 時 間 加 速 時 間 就 是 輸 出 頻 率 從 0 上 升 到 最 大 頻 率 所 需 時 間 ， 減 速 時 間 是 指 從 最 大 頻率 下 降 到 0 所 需 時 間 。 通 常 用 頻 率 設(shè) 定 信 號 上 升 、 下 降 來 確 定 加 減 速 時 間 。 在 電 動機 加 速 時 須 限 制 頻 率 設(shè) 定 的 上 升 率 以 防 止 過 電 流 ， 減 速 時 則 限 制 下 降 率 以 防 止 過 電壓 。 加 速 時 間 設(shè) 定 要 求 ： 將 加 速 電 流 限 制 在 變 頻 器 過 電 流 容 量 以 下 ， 不 使 過 流 失 速而 引 起 變 頻 器 跳 閘 ； 減 速 時 間 設(shè) 定 要 點 是 ： 防 止 平 滑 電 路 電 壓 過 大 ， 不 使 再 生 過 壓失 速 而 使 變 頻 器 跳 閘 。 加 減 速 時 間 可 根 據(jù) 負 載 計 算 出 來 ， 但 在 調(diào) 試 中 常 采 取 按 負 載和 經(jīng) 驗 先 設(shè) 定 較 長 加 減 速 時 間 ， 通 過 起 、 停 電 動 機 觀 察 有 無 過 電 流 、 過 電 壓 報 警 ；然 后 將 加 減 速 設(shè) 定 時 間 逐 漸 縮 短 ， 以 運 轉(zhuǎn) 中 不 發(fā) 生 報 警 為 原 則 ， 重 復(fù) 操 作 幾 次 ， 便可 確 定 出 最 佳 加 減 速 時 間 。 (2) 轉(zhuǎn) 矩 提 升又 叫 轉(zhuǎn) 矩 補 償 ， 是 為 補 償 因 電 動 機 定 子 繞 組 電 阻 所 引 起 的 低 速 時 轉(zhuǎn) 矩 降 低 ， 而把 低 頻 率 范 圍 f/V 增 大 的 方 法 。 設(shè) 定 為 自 動 時 ， 可 使 加 速 時 的 電 壓 自 動 提 升 以 補 償起 動 轉(zhuǎn) 矩 ， 使 電 動 機 加 速 順 利 進 行 。 如 采 用 手 動 補 償 時 ， 根 據(jù) 負 載 特 性 ， 尤 其 是 負載 的 起 動 特 性 ， 通 過 試 驗 可 選 出 較 佳 曲 線 。 對 于 變 轉(zhuǎn) 矩 負 載 ， 如 選 擇 不 當(dāng) 會 出 現(xiàn) 低安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計18速 時 的 輸 出 電 壓 過 高 ， 而 浪 費 電 能 的 現(xiàn) 象 ， 甚 至 還 會 出 現(xiàn) 電 動 機 帶 負 載 起 動 時 電 流大 ， 而 轉(zhuǎn) 速 上 不 去 的 現(xiàn) 象 。 (3) 電 子 熱 過 載 保 護本 功 能 為 保 護 電 動 機 過 熱 而 設(shè) 置 ， 它 是 變 頻 器 內(nèi) CPU 根 據(jù) 運 轉(zhuǎn) 電 流 值 和 頻 率計 算 出 電 動 機 的 溫 升 ， 從 而 進 行 過 熱 保 護 。 本 功 能 只 適 用 于 “一 拖 一 ”場 合 ， 而 在“一 拖 多 ”時 ， 則 應(yīng) 在 各 臺 電 動 機 上 加 裝 熱 繼 電 器 。 電 子 熱 保 護 設(shè) 定 值 （ %） =[電 動 機 額 定 電 流 （ A） /變 頻 器 額 定 輸 出 電 流 （ A） =100% 。(4) 頻 率 限 制即 變 頻 器 輸 出 頻 率 的 上 、 下 限 幅 值 。 頻 率 限 制 是 為 防 止 誤 操 作 或 外 接 頻 率 設(shè) 定信 號 源 出 故 障 ， 而 引 起 輸 出 頻 率 的 過 高 或 過 低 ， 以 防 損 壞 設(shè) 備 的 一 種 保 護 功 能 。 此功 能 還 可 作 限 速 使 用 ， 如 有 的 皮 帶 輸 送 機 ， 由 于 輸 送 物 料 不 太 多 ， 為 減 少 機 械 和 皮帶 的 磨 損 ， 可 采 用 變 頻 器 驅(qū) 動 ， 并 將 變 頻 器 上 限 頻 率 設(shè) 定 為 某 一 頻 率 值 ， 這 樣 就 可使 皮 帶 輸 送 機 運 行 在 一 個 固 定 、 較 低 的 工 作 速 度 上 。 (5) 偏 置 頻 率其 用 途 是 當(dāng) 頻 率 由 外 部 模 擬 信 號 （ 電 壓 或 電 流 ） 進 行 設(shè) 定 時 ， 可 用 此 功 能 調(diào) 整頻 率 設(shè) 定 信 號 最 低 時 輸 出 頻 率 的 高 低 ， 有 的 變 頻 器 當(dāng) 頻 率 設(shè) 定 信 號 為 0%時 ， 偏差 值 可 作 用 在 0～ fmax 范 圍 內(nèi) ， 有 的 變 頻 器 （ 如 明 電 舍 、 三 墾 ） 還 可 對 偏 置 極 性 進行 設(shè) 定 。 如 在 調(diào) 試 中 當(dāng) 頻 率 設(shè) 定 信 號 為 0%時 ， 變 頻 器 輸 出 頻 率 不 為 0Hz， 而 為xHz， 則 此 時 將 偏 置 頻 率 設(shè) 定 為 負 的 xHz 即 可 使 變 頻 器 輸 出 頻 率 為 0Hz。 (6) 頻 率 設(shè) 定 信 號 增 益此 功 能 僅 在 用 外 部 模 擬 信 號 設(shè) 定 頻 率 時 才 有 效 。 它 是 用 來 彌 補 外 部 設(shè) 定 信 號 電壓 與 變 頻 器 內(nèi) 電 壓 （ +10v） 的 不 一 致 問 題 ； 同 時 方 便 模 擬 設(shè) 定 信 號 電 壓 的 選 擇 ， 設(shè)定 時 ， 當(dāng) 模 擬 輸 入 信 號 為 最 大 時 （ 如 10v、 5v或 20mA） ， 求 出 可 輸 出 F/V圖 形 的 頻率 百 分 數(shù) 并 以 此 為 參 數(shù) 進 行 設(shè) 定 即 可 ； 如 外 部 設(shè) 定 信 號 為 0～ 5v時 ， 若 變 頻 器 輸 出頻 率 為 0～ 50Hz， 則 將 增 益 信 號 設(shè) 定 為 200%即 可 。 變頻器的選型及硬件配置（ 1） 通 過 對 各 主 要 生 產(chǎn) 廠 家 的 產(chǎn) 品 的 性 能 價 格 比 分 析 ， 選 用 三墾力達公司SAMCOVMO5SPF 系列通用變頻器的 調(diào)速變 頻 器 。 SAMCOVMO5SPF 具備無速度傳感器矢量控制功能，可實現(xiàn)無傳感器應(yīng)用場合的高轉(zhuǎn)矩及高精度控制。同時具備電機參數(shù)的自動檢測功能，因此能實現(xiàn)在各種運行條件下對電機的最佳控制。 SAMCOVMO5SPF 能適應(yīng)不同的用途提供兩種系列，一般工業(yè)用的 SHF 系列和風(fēng)機、水泵用的 SPF 系列。安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計19三肯系列通用變頻器介紹:三墾通用變頻器采用 恒定控制方式和無速度傳感器/Uf矢量控制方式，通過電動機參數(shù)自動測定功能進行電動機參數(shù)的自動測量，實現(xiàn)無速度傳感器矢量控制。三墾通用變頻器到目前為止已歷經(jīng)了五次更新?lián)Q代：第一代SVS、SVF 系列采用大功率晶體管逆變器(GTR)和正弦波脈寬調(diào)制 (SPWM)控制技術(shù)；第二代 MS、MF 系列采用 16 位微機處理控制的電壓矢量控制技術(shù)，面板采用了全數(shù)字控制；第三代 LS、LF 系列采用高速開關(guān)器件絕緣柵雙極性晶體管 IGBT、高性能準32 位微機處理器及大規(guī)模集成晶片(LIS)，并運用三墾電氣株式會社獨特的高頻載波SPWM 控制方式，變頻調(diào)速范圍為 ，控制功能已擴展到近 200 項，其中包括可以實現(xiàn)程序運行、內(nèi)置 PID 控制功能、節(jié)電控制和變頻控制自動切換、與計算器實現(xiàn)串行通信，最多控制 32 臺變頻器運行；第四代 IHE/IPF 變頻器是以矢量控制理論為基礎(chǔ)的無速度傳感器控制高性能通用變頻器，采用了內(nèi)含 IGBT 的智能功率模塊 IPM及 32 位微機處理器，使變頻器的低速性能大幅提高，最大起動轉(zhuǎn)矩達到 150％額定轉(zhuǎn)矩，在 100％負載轉(zhuǎn)矩內(nèi)，其速度控制精度小于177。l ％，與前幾代變頻器相比，在指令響應(yīng)和負載響應(yīng)性能方面都有提高；IHF/IPF 系列變頻器還具有 控制方式，以供/Uf選擇使用；最新一代 SAMCOvm05 系列通用變頻器采用了最新的科研成果，整體性能上又有了新的飛躍。SAMCOvm05 系列通用變頻器采用智能功率模塊(ASIPM)和高性能 IGBT，結(jié)構(gòu)更為緊湊、可靠；內(nèi)部控制軟件可隨用戶需求升級，免費提供專門設(shè)計的可用于 Windows95/98 操作系統(tǒng)的功能軟件(通信接口功能、負載控制算法等)、傳輸軟件(FMTP)，并可方便的實現(xiàn)版本升級，版本升級功能是一種軟件用戶化功能，可以使通用變頻器轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩魧Ｓ眯妥冾l器，直接通過計算機上的串行通信口增加新的功能。另外還有數(shù)據(jù)拷貝、用戶初始值設(shè)定(操作面板內(nèi)具有原廠和機械配套廠 2 種初始值記憶區(qū)，可供用戶選擇)、變更代碼查詢、自定義多功能輸入/ 輸出端子和模擬輸出功能等功能。SAMCOvm05 系列通用變頻器除了具有 IHF/IPF 系列通用變頻器的所有功能外，還具有卷繞控制、帶 PG 的速度／位置控制和功能更加完善的恒壓供水控制等功能。 、（2）SAMCOVMO5SPF 變頻器的控制電路端子說明： R、S、T 為三相電源輸入端子，從變壓器二次側(cè)三相交流電網(wǎng)引入電能；FA、FB、FC 為異常報警信號輸出端子以及功能接點輸出端子； DI1DI8 為數(shù)字信號多功能輸入端子，接受電位器傳達的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、多段調(diào)速和空轉(zhuǎn)等程序指令 DCM1 和DCM2 為數(shù)字信號共用端子，加 24V 外部電源配合使用 。VRF1,IRF/VRF2，ACM 端口接設(shè)定頻率的電位器，+V1 ，+V2 為頻率設(shè)定的電源端口， VRF1 為頻率設(shè)定端子（05V，010V 或電位器），IRF/VRF2 為頻率設(shè)定端子（420MA 或 05V,010V 或電位器），ACM 為模擬信號共用端子。FLASH 和 JPI 為版本升級用端子；TRA 和 TRB、RXR安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計20為 RS485 電阻端；AOUT1 和 AOUT2 為模擬信號輸出端子； DODO2 和 DO3 為多功能輸出端子，分別控制：運轉(zhuǎn)中、頻率一致和過負載預(yù)報信號往開路集電極傳送；U、V、W 是三相交流電輸出端子。 可編程控制器（PLC） 可編程控制器的作用可編程序控制器是計算機家族中的一員,是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的，是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則而設(shè)計。在本設(shè)計中 PLC 作為一種遠程控制器，不僅實現(xiàn)流量閉環(huán)控制，完成 PID 調(diào)節(jié)和控制變頻器的工作，還要實現(xiàn)手動/自動工作切換，變頻 /工頻切換，實時監(jiān)測系統(tǒng)中各部分的工作狀況并在故障時自動報警，在變頻器發(fā)生故障時，自動切換到工頻工作狀態(tài)。實現(xiàn)系統(tǒng)的智能控制。 可編程控制器的特點1） 編程方法簡單易學(xué)梯形圖是使用最多的可編