電力拖動(dòng)課程設(shè)計(jì)--變頻液位自動(dòng)控制系統(tǒng)-在線瀏覽
2025-08-06 03:32本頁面
【正文】 算 法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，而變頻器的作用則是最電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，最終達(dá)到變頻調(diào)速的目的。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。從控制規(guī)模上來說，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來說，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合；從產(chǎn)品的配套能力來 說，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易 。 1． 課題完成的功能： 設(shè)計(jì)變頻液位控制系統(tǒng)的主電路和控制電路以及驅(qū)動(dòng)電路。 2．設(shè)計(jì)任務(wù)及要求： （ 1）設(shè)計(jì)液位變頻控制系統(tǒng)的主電路圖、控制 電路和驅(qū)動(dòng)電路圖 并且繪制。 （ 3）結(jié)合實(shí)際對(duì)主電路以及驅(qū)動(dòng)電路各個(gè)元件進(jìn)行選取。 3．技術(shù)參數(shù) ： （ 1）電動(dòng)機(jī)的參數(shù)：額定功率 125Kw 額定電壓 380V 額定電流 220A 額定轉(zhuǎn)速1450rpm 額定效率 。 3 2 變頻液位系統(tǒng)的基本構(gòu)成與工作原理 圖 21 液位自動(dòng)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 水 箱 閥 門 1電 動(dòng) 機(jī)泵 1閥 門 2P 2泵 2 進(jìn) 水 P I D 調(diào) 節(jié) 器變 頻 器 給 定電 動(dòng) 機(jī)儲(chǔ) 水 箱 圖 22 液位自動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖 水泵電機(jī)多采用三相異步電動(dòng)機(jī)，而其轉(zhuǎn)速公式為 ： 60 (1 )fnsp?? （ 21） 液位傳感器 報(bào) 警 PLC 變頻器 液位顯示 泵 流量計(jì) 4 式中： f 表示電源頻率， p 表示電動(dòng)機(jī)極對(duì) 數(shù)， s 表示轉(zhuǎn)差率。（ 2） 改變電機(jī)極對(duì)數(shù) 。 改變電機(jī)極對(duì)數(shù)調(diào)速的調(diào)控方式控制簡(jiǎn)單，投資省，節(jié)能效果顯著，效率高，但需要專門的變極電機(jī)，是有級(jí)調(diào)速，而且級(jí)差比較大，即變速時(shí)轉(zhuǎn)速變化較大，轉(zhuǎn)矩也變化大，因此只適用于特定轉(zhuǎn)速的生產(chǎn)機(jī)器。 變頻調(diào)速節(jié)能原理分析 1．交流電機(jī)變頻調(diào)速原理 根據(jù)電磁感應(yīng)原理，交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足下式： p60fn0 ? （同步電動(dòng)機(jī)） （ 22） ? ?p fs1n ? （異步電動(dòng)機(jī)） （ 23） 式中： 0n — 電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速 n— 電動(dòng)機(jī)異步轉(zhuǎn)速 p — 電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù) f— 交流電源頻率 s— 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著電源頻率 f ， 電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù) p ， 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率 s（異步電動(dòng)機(jī)）變化。而使用過大的轉(zhuǎn)差率調(diào)速顯然是不經(jīng)濟(jì)的，對(duì)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)及效率的影響也很大，故應(yīng)用范圍十分有限。變頻調(diào)速方式實(shí)現(xiàn)了在不影響電動(dòng)機(jī)各項(xiàng)性能前提下的速度無級(jí)調(diào)節(jié)、恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速或恒功率調(diào)速等調(diào)速方式，因此受到工業(yè)界的廣泛重視，應(yīng)用案 例越來越多?？梢姰?dāng)流量?jī)H下降到 80%時(shí)需要的功率 P 將下降到額定功率的 50%(≈ )左右，當(dāng)流量下降到 50%時(shí)需要的功率 2P 僅為額定功率的 13%．圖 2 是水泵特性曲線。 可見調(diào)速控制變載水泵具有顯著的節(jié)電效果。夜間供水量急劇減少時(shí)，可方便地設(shè)定每日休眠工作的起始 /停止時(shí)刻，并可設(shè)定休眠時(shí)的壓力給定值。實(shí)踐證明，使用變頻設(shè)備可使水泵運(yùn)行平均轉(zhuǎn)速比工頻轉(zhuǎn)速降低 20%，從而大大降低能耗，節(jié)能率可達(dá)（ 20～40） %。 變頻液位系統(tǒng)的工作原理 變頻器采用 PID 恒定控制，它采集外部信號(hào)作為反饋信號(hào)。以上控制信號(hào)都為 PLC 的輸入信號(hào)。當(dāng)水位達(dá)到高限位時(shí)，液位傳感器給出停止水泵運(yùn)行的信號(hào)。當(dāng)壓力高于設(shè)定值時(shí)，變頻器變頻，水泵電機(jī)減速。在二級(jí)泵站水泵的運(yùn)行當(dāng)中，它將受到一級(jí)泵站的清水池的缺水信號(hào)的控制，以此來防止清水池幾乎缺水時(shí)水泵空轉(zhuǎn)。 6 3 變頻液位系統(tǒng)主電路設(shè)計(jì)及元件清單 圖 3
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