【正文】 β T C ω 1 F ω 1 F ω 1 F Bi ?i Ti Ci Ai A ?i α Mi M B (a)三相交流繞組 (b)兩相交流繞組 (c)旋轉(zhuǎn)的直流繞組 圖 9 通過控制 iM 、 iT大小也就是電流。 在實際的等效變換中，先將異步電動機在三相靜止坐標系下的定子電流 iA、iB、 ic 通過三相 /兩相變換，等效變換，等效為兩相靜止坐標系下的交流電流 iα、 iβ再通過磁場定向的旋轉(zhuǎn)變換，等效為同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的直流電流 iM 、 iT。又令 M繞組的軸線與三相合成旋轉(zhuǎn)磁場方向平行，則 iM相當于電動機的勵磁電流分量 iT，相當于電動機的轉(zhuǎn)矩電流分量，調(diào)節(jié) iM 的大小可以在磁場一定時改變轉(zhuǎn)矩。 由電動機原理可 知，異步電動機三相定子繞組電流在空間產(chǎn)生一個角速度為ω 1的旋轉(zhuǎn)磁場。正弦調(diào)制波的頻率 fr,即是逆變器的輸出頻率 f1改變 fr,便可改變 f1三角載波的幅值為恒定，因而改變正弦調(diào)制彼的幅值就改變了矩形脈沖的面積，由此實現(xiàn)輸出電壓幅值的改變。三角載波的頻率 fc,和正弦調(diào)制波的頻率 fr,之比即 fc / fr =Nc稱為8 載波比。其通常 是采用調(diào)制的方法，即把正弦波作為調(diào)制信號，把接受調(diào)制的信號作為載被，通過對載波的調(diào)制即可得到SAM 波形。 隨著電力半導體器件和微型計算機控制技術(shù)的迅速發(fā)展，促進了電力變頻技術(shù)新的突破性發(fā)展， 70 年代后期發(fā)展起來的脈寬調(diào)制 (Pulse Width Modulation, PWM)技術(shù)成了現(xiàn)在最常用的變頻器功率開關(guān)器件的控制策略。控制電路的優(yōu)劣決定了變頻器性能的優(yōu)劣。逆變電路的輸出就是變頻器的輸出，它被用來實現(xiàn)對異步電動機的調(diào)速控制。 逆變電路 逆變電路是利用六個半導體開關(guān)器件組成的三相橋式逆變電路，有規(guī)律的控制逆變器中的主開關(guān)元器件的通與斷，得到任意頻率的三相交流電輸出。它的主要作用是對工頻的外部電源進行整流，并給逆變電路和控制電路提供所需要的直流電源。在器件結(jié)構(gòu)上，從分立器件發(fā)展到由分立器件組合成功率變換 電路的初級模塊，繼而將功率變換電路與觸發(fā)控制電路、緩沖電路、檢測電路等組合在一起的復雜模塊。從晶閘管發(fā)展到 PID, PIC 通過門極或柵極控制脈沖可實現(xiàn)器件導通與關(guān)斷的全控器件。變頻器具備對電機和變頻器本身的完善保護功能 ,如過熱、過載、過流、過壓、缺相、接地等 ,從而避免備在不正常狀態(tài)下長時間運行 ,保護設(shè)備不至于損壞。在基頻以下，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”的調(diào)速，而在基頻以上基本上屬于“恒功率調(diào)速”。 把基頻以下和基頻以上兩種情況合起來，可得到異步電動機的變頻調(diào)速控制特性，如圖 。帶定子壓降補償?shù)暮愎β时瓤刂铺匦詾?b 線 (1fEb g? )，無補償?shù)臑?a 線(11fUa?)。低頻時， U1和 gE 讀數(shù)較小，定子阻抗壓降所占的份量都比較顯著，不能在忽略。 1． 基頻以下調(diào)速 即采用恒定的電動勢 。 m? — 美極氣隙磁通量，單位為 Wb。 1N — 定子每線繞組串聯(lián)匝數(shù) 。 三相異步電動機每相電動勢的有效值是 : mNg kNfE ?? （ ） 式中 : gE — 氣隙磁通在定子每相中感應電動勢有效值，單位為 V。對于直流電機來說，勵磁系統(tǒng)是獨立的，所以只要對電樞反應的補償合適，保持 m? 不變是很容易做到的。 在電動機調(diào)速時，一個重要的因素時希望保持每極磁通量 m? 為額定值不變。 p — 電機的極對數(shù)。 f — 定子的電源頻率，單位為 Hz。 本課題橋式起重機基本參數(shù) : 該機的起重量為 20/5 噸，其跨度 (L)為 15m/min，大車起升速度為 ，大車運行速度為 75m/min。變頻調(diào)速以其可靠性好，高品質(zhì)的調(diào)速性能、節(jié)能效益顯著的特性在起重運輸機械行業(yè)中具有廣泛的發(fā)展前景。 要從根本上解決這些問題，只有徹底改變傳統(tǒng)的控制方式。 ，機械特性軟，負載變化時轉(zhuǎn)速也變化，調(diào)速不理想。 本課題設(shè)計的意義 、 主要內(nèi)容 及基本參數(shù) 傳統(tǒng)橋式起重機的控制系統(tǒng)主要采用交流繞線轉(zhuǎn)子串電阻的方法進行啟動和調(diào)速，繼電一接觸器控制，這種控制系統(tǒng)的主要缺點有 : 2 ，工作任務重，電動機以及所串電阻燒損和斷裂故障時有發(fā)生。機 構(gòu)主要指主起升機構(gòu)、副起升機構(gòu)、小車運行機構(gòu)、大車運行機構(gòu)。目前串級調(diào)速產(chǎn)品的控制技術(shù)仍停留在模擬階段，尚未實現(xiàn)控制系統(tǒng)具有很好的調(diào)速性能和起制動性能，很好的保護功能及系統(tǒng)監(jiān)控功能，所以有時采用直流電動機，而直流電動機制造工藝復雜，使用維護要求高，故障率高。常在額定速度下進行機械制動，對起重機的機構(gòu)沖擊大，制動閘瓦磨損嚴重 。前四種方案均屬有級調(diào)速，調(diào)速范圍小，無法高速運行，只能在額定速 度以下調(diào)速 。(5)可控硅串級調(diào)速 。(3)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速 。 傳統(tǒng)的起重機驅(qū)動方案一般采用 :(1)直接起動電動機 。究其原因是頻繁的超負荷作業(yè)及過大的機械振動沖擊所引起的機械疲勞。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國橋式起重機制造廠和 使用部門在設(shè)計、制造工藝、設(shè)備使用維修、管理方面，不斷積累經(jīng)驗，不斷改造，推動了橋式起重機的技術(shù)進步。3Q3vdWe3YXvbJr 目 錄 摘 要 .............................................................. I 第一章 緒 論 ........................................................ 1 橋式起重機簡介 ............................................... 1 本課題設(shè)計的意義、主要內(nèi)容及基本參數(shù) ........................ 1 第二章 矢量控制變頻調(diào)速 ............................................. 4 變頻調(diào)速的基本原理 .......................................... 4 變頻器的基本結(jié)構(gòu)和功能 ....................................... 6 變頻器的主電路 ......................................... 6 變頻器的控制電路構(gòu)成 ................................... 7 變頻調(diào)速的控制方式 — 矢量控制方式 ............................. 8 矢量控制的基本思想 ..................................... 8 矢量變換規(guī)律 ........................................... 9 矢量變換下異步電動機的數(shù)學模型 ........................ 12 矢量變換控制方程 ............................................ 13 第三章 橋式起 重機變頻控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 ............................ 15 總體設(shè)計方法 ................................................ 15 PLC 技術(shù)簡介 ................................................ 16 PLC 概述 .............................................. 16 Siemens S7200結(jié)構(gòu)及工作原理 ......................... 17 部件的選擇 .................................................. 18 電機的選用 ............................................ 18 變頻器的選用 .......................................... 20 PLC 的選用 ............................................ 23 常用輔件的選擇 ........................................ 24 起重機變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計 ...................................... 26 系統(tǒng)控制的要求 ........................................ 26 控制系統(tǒng)的 1/O 點及地址分配 ............................ 26 第四章 橋式起重機變頻調(diào)速系統(tǒng)軟件設(shè)計 .............................. 30 S7200PLC 網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議 .................................... 30 S7200PLC 網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議的種類 ........................ 30 本系統(tǒng)通信協(xié)議的選擇 .................................. 31 PLC 程序設(shè)計 ................................................ 32 PLC 編程軟件概述 ...................................... 32 程序設(shè)計 .............................................. 33 系統(tǒng)抗干擾措施 .............................................. 39 第五章 結(jié)束語 ...................................................... 41 致 謝 ............................................................. 42 參考文獻 ........................................................... 43 1 第一章 緒 論 橋式起重機簡介 橋式起重機在冶金企業(yè)及其它行業(yè)有著廣泛的應用 ,其作用主要用來實現(xiàn)物體的升降和轉(zhuǎn)運 ,橋式起重機工作環(huán)境惡劣 ,工作任務重。 ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。ksv*3t nGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。ksv*3t nGK8!z89AmYWv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。ksv*3tnGK8! z89AmYWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。ksv*3tnGK8! z89Am YWpazadNuGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qvz849Gx^Gj qv^$U*3tnGK8! z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE% amp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK! zn%Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gjqvt nGK8! z89Am YWv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5ux^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK! zn% Mz849Gx^Gj qv^$UE9wEwZQcUE%amp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRr Wwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gj