【正文】 轉(zhuǎn)磁場軌跡為目的，一次生成三相調(diào)制波形，以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進行控制的。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng)性能不高、控制曲 線會隨負載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應慢、電機轉(zhuǎn)矩利用率不高，低速時因定子電阻和逆變器死區(qū)效應的存在而性能下降，穩(wěn)定性變差等。 一、 U/f=C 的正弦脈寬調(diào)制（ SPWM）控制方式 U/f特點是控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，機械特性硬度也較好，能夠滿足一般傳動的平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個領(lǐng)域得到廣泛應用。 第 二 節(jié) 變頻器 的 控制方式 低壓通用變頻輸出電壓為 380～ 650V，輸出功率為 ～ 400kW，工作頻率為 0～400Hz，它的主電路都采用交 — 直 — 交電路。 4． 速度檢測電路 :以裝在異步電動機軸機上的速度檢測器 (tg、 plg 等 )的信號為速度信號，送入運算回路，根據(jù)指令和運算可使電動機按指令速度運轉(zhuǎn)。 3． 驅(qū)動電路：驅(qū)動主電路器件的電路。 1． 運算電路：將外部的速度、轉(zhuǎn)矩等指令同檢測電路的電流、電壓信號進行比較運算， 決定逆變器的輸出電壓、頻率。以電壓型 pwm 逆變器為例示出開關(guān)時間和電壓波形。裝置容量小時，如果電源和主電路構(gòu)成器件有余量，可以省去電感采用簡單的平波回路。 2． 平波回路：在整流器整流后的直流電壓中，含有電源 6 倍頻率的脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電流也使直流電壓變動。 1． 整流器：最近大量使用的是二極管的變流器，它把工頻電源變換為直流電源。 圖 311 變頻器總體結(jié)構(gòu)框圖 本科生畢業(yè)設(shè)計 12 二 、變頻器 基本結(jié)構(gòu) （一）主電路 主電路是給異步電動機提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分 。變頻器就是通過改變電動機電源頻率實現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的，是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速。 第一節(jié) 變頻器的工作原理 一 、 變頻器的基本概念 交流電動機的同步轉(zhuǎn)速表達式 為 ： p sfn )1(60 ?? …………………… (1) 式中 n—— 異步 電動機的轉(zhuǎn)速； f—— 異步電動機的頻率； s—— 電動機轉(zhuǎn)差率； p—— 電動機極對數(shù)。 選擇性能好的變頻器應用到工業(yè)控制中， 從而使得工業(yè)控制更接近理想化， 是每個專業(yè)技術(shù)人員共同追求的目標。 PLC 標準的積木式硬件結(jié)構(gòu)與模塊化的程序設(shè)計可以適應大小不同、功能復雜的控制要求，并能適應產(chǎn)品規(guī)格或工藝要求的變動，從而可以節(jié)省大量的人力和物力。因此，世界上許多國家的可編程控制器生產(chǎn)公司都將梯形圖語言作為第一用戶語言。 （ 二 ）編程方便，使用簡單 PLC 使用簡單，一般情況下，不需考慮接口問題，只需用螺絲刀就可以完成全部接線工作。因此， PLC具有其他工業(yè)控制設(shè)備無可比擬的高可靠性，其平均無故障時間達到（ 3～ 5） 410 h。 三、 PLC 的 特點 可編程控制器具有許多明顯的特點，其中最主要的有以下幾點。 2. 程序執(zhí)行 階段 PLC 在該階段，按先左后右、先上后下的步序，逐條執(zhí)行程序指令，并將運算結(jié)果存入有關(guān)的輸入映像寄存器中。接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在 PLC 處于運行 (RUN)狀態(tài)時 ,除完成上述操作外 ,還要完成輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理的工作。在通信服務(wù)階段， PLC 與 帶微處理器的智能裝置通信，響應編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。 PLC 執(zhí)行一次整個過程所需時間稱為一個掃描周期。 二、基本工作原理 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，整個工作過程分為內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入處理、用戶程序執(zhí)行、輸出處理幾個階段。 （三） 輸入 /輸出接口 輸入 /輸出接口 通常也稱 I / O 單元或 I / O 模塊，是 PLC 與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接通道。這樣，即使某個 CPU 出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應 的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。它按照 PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、 I/O 以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。下圖為一典型 PLC 結(jié)構(gòu)簡圖。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(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)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 第一 節(jié) PLC的定義 國際電工委員會（ IEC）于 1987 年頒布了可編程控制器標準草案第三稿。 縱觀來說，可編程控制器其實 是在傳統(tǒng)繼電接觸器控制的基礎(chǔ)上 ,采用電子技術(shù)和計算機技術(shù)發(fā)展起來的工業(yè)控制裝置。 本科生畢業(yè)設(shè)計 7 第三 章 可編程控制器 (PLC)簡介 可編程控制器 (Programmable Logical Controller 簡稱 PLC) 是 一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設(shè)計的。其機組運轉(zhuǎn)噪聲低，對環(huán)境影響小，與同等能力的其他類型空調(diào)器相比，運轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)，從而拓寬了其適應范圍。 室內(nèi)的風機盤管有多種形式： 明裝與暗裝、立式與臥式、吊頂式等。此外，由于冷（熱）水機組的輸配系統(tǒng)所占空間較小，因此一般不受住宅層高的限制。目前風機盤管一般均可以調(diào)節(jié)其風機轉(zhuǎn)速，從而調(diào)節(jié)送入室內(nèi)的冷（熱）量。在這個過程里，冷凍水、冷卻水作為能量傳遞的載體，在冷凍泵、冷卻泵得到動能不停地循環(huán)在各自的管道系統(tǒng)里， 不斷地將室內(nèi)的熱量經(jīng)冷凍機的作用，由冷卻塔排出。其理想運行狀態(tài)是：在冷凍水循環(huán)系統(tǒng)中，在冷凍泵的作用下冷凍水流經(jīng)冷凍主機，在蒸發(fā)器進行熱交換，被吸熱降溫后（ 7℃）被送到終端盤管風機或空調(diào)風機，經(jīng)表冷器吸收空調(diào)室內(nèi)空氣的熱量升溫后（ 12℃ ），再由冷凍泵送到主機蒸發(fā)器形成閉合循環(huán)。但該系統(tǒng)的缺點也顯而易見，除了無法 直接引入新風之外，造價較高，安裝難度大，水管也容易腐蝕，維護難度較大。蒸發(fā)器主要以水 作為輸送冷量或熱量的傳遞介質(zhì)，經(jīng)由冷凍泵、補水閥、水箱、放空閥、平衡閥、循環(huán)水管線所組成的冷凍水系統(tǒng)輸送到室內(nèi)末端設(shè)備。 冷媒系統(tǒng)一般配備一臺壓縮機冷凝器有風冷和水冷形式。 （ 5）安裝復雜，是一項系統(tǒng)工程。在安裝價格上，戶式中央空調(diào)器比起普通家用空調(diào)器 并不具有明顯優(yōu)勢。 （ 2）電源負荷要求較高 它工作時的電負荷較大，老式住宅要考慮電路負荷是否滿足?？筛鶕?jù)負荷的要求自動控制機組的運行，從而達到最佳的性能。 （ 4）制冷能量調(diào)節(jié)范圍大 它采用區(qū)域溫度控制，每一個房間可單獨進行溫度控制。 （ 2）美觀 空調(diào)風道與裝修相結(jié)合，完全隱蔽，不占用室內(nèi)空間，為現(xiàn)代家庭空調(diào)器（分體機、柜機）的換代產(chǎn)品。 戶式中央空調(diào)器 按照輸送冷熱量的介質(zhì)不同，可分為多聯(lián)式、風管式和水冷式等三種類型。 一個完整的室溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)是 由測定溫度的傳感器，變送器，調(diào)節(jié)器，執(zhí)行器和房間對象等幾個環(huán)節(jié) 組成的。 3． 封閉式：送風全部來自空調(diào)房間，而不補給新風。 本科生畢業(yè)設(shè)計 4 回風系統(tǒng)由于利用了一部分回風，設(shè)備投資和運行費用比直流式大為減少。在室內(nèi)吸收了余熱、余濕后全部經(jīng)排風口排到室外 。 ② 水系統(tǒng)控制； ③ 風系統(tǒng)控制。典型的中央空調(diào)系統(tǒng)夏季熱量搬運圖如圖 111 所示。 中央空調(diào)系統(tǒng)一般由如 下三部分組成： ① 冷熱源系統(tǒng)； ② 冷媒輸送系統(tǒng)；③ 空氣分布系統(tǒng)?；旧?，中央空調(diào)系統(tǒng)的科學規(guī)律都可以根據(jù)以上三大理論，通過純粹的數(shù)學推演和科學實驗的修正來予以表達。 本科生畢業(yè)設(shè)計 3 第二 章 中央空調(diào) 簡述 本章將概要地講述一下中央空調(diào)系統(tǒng)的一般組成及其分類，以及基本的 自動控制原理，然后著重講解一下戶式水冷式中央空調(diào)的結(jié)構(gòu)和工作原理。 2. 確定 冷凍、冷卻循環(huán)水泵采用 集中控制 的具體方案， 實現(xiàn) PLC 的功能 。 第 二 節(jié) 主要研究內(nèi)容 經(jīng)過系統(tǒng)的分析并結(jié)合實際情況，本次研究的內(nèi)容和目標是實 現(xiàn)基于 觸摸屏的 PLC 和變頻器的中央空調(diào)系統(tǒng)的集中控制，該系統(tǒng)將利用 PLC 和變頻器實現(xiàn)水泵電機的軟啟動和調(diào)速，使整個系統(tǒng)的 運行 達到 最佳狀態(tài)。 本科生畢業(yè)設(shè)計 2 綜上所述，本課題的研究意義在于： 1. 通過對中央空調(diào)系統(tǒng)的 集中控制 的研究，可以提高能量利用率 ，降低維護費用，減少 勞動強度 ， 智能控制， 對于當今能源短缺的形勢具有重要意義。 隨著工業(yè)自動化控制的發(fā)展 ,一種新的工控產(chǎn)品人機界面又稱觸摸屏出現(xiàn) ,給予工業(yè)設(shè)備現(xiàn)場控制一種全新的圖形操作界面。 隨著電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)的發(fā)展，應用變頻調(diào)速技術(shù)與 PLC 自動控制系統(tǒng)可 以大幅度節(jié)約電能和提高系統(tǒng)的自動化程度， 利用變頻器、 PLC、數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、溫度傳感器、溫度模塊等器件的有機結(jié)合，構(gòu)成溫差閉環(huán)自動控制系統(tǒng)，自動調(diào)節(jié)水泵的輸出流量，能有效地達到節(jié)能目的。而國家供電緊張形勢依然沒有根本緩解，電價不斷上調(diào)，造成中央空調(diào)系統(tǒng)運行費用上升，如何控制空調(diào)系統(tǒng)的電能費用己經(jīng)成為越來越多空調(diào)的經(jīng)營管理者所關(guān)注的問題。無論季節(jié)、晝夜和用戶負荷的怎樣變化，各電機都長期固定在 工頻狀態(tài)下全速運行，雖然可滿足最大的用戶負荷，但不具備隨用戶負荷動態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)功率的特性，而在大多數(shù)時間里，用戶負荷是較低的，這樣就造成很大的能源浪費。采用新技術(shù)降低系統(tǒng)能耗 非常重要 。 顯然， 中央空調(diào)系統(tǒng) 即應 按照舒適節(jié)能的目 標設(shè)計。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 本科生畢業(yè)設(shè)計 V 目 錄 第一章 緒 論 ........................................................................................................................... 1 第一節(jié) 課題來源及研究意義 .......................................................................................... 1 第二節(jié) 主要研究內(nèi)容 ......................................................................................................... 2 第二章 中央空調(diào)簡述 ................................................................................................................ 3 第一節(jié) 中央空調(diào)系統(tǒng)的組成和分類 ................................................................................... 3 一、中央空調(diào)系統(tǒng)的組成 ................................................................................................ 3 二、中央空調(diào)系統(tǒng)的分類 ................................................................................................ 3 第二節(jié) 戶式中央空調(diào) ......................................................................................................... 4 一、戶式中央空調(diào)器的分類與特點 .................................................................................. 4 二、水管式中央空調(diào)器結(jié)構(gòu)及工作原理 ........................................................................... 5 第三章 可 編程控制器 (PLC)簡介 ................................................................................................... 7 第一節(jié) PLC 的定義 .............................................................................................................. 7 第二節(jié) PLC 的結(jié)構(gòu)及工作原理 ........................................................................................... 7 一、 PLC的結(jié)構(gòu) .....................