【正文】 3/2 iA iαiB iβiC對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)電壓和磁通的坐標(biāo)變換表達(dá)式均與電流的變換式相同。設(shè)M軸與軸之間的夾角為w，則～坐標(biāo)系上的分量和坐標(biāo)系上的分量之間的變換關(guān)系如下。(K/P變換)在矢量變換控制系統(tǒng)中，有時(shí)需要將直角坐標(biāo)變換成極坐標(biāo)，用參量的幅值及相位來表示矢量。眾所周知，直角坐標(biāo)與極坐標(biāo)的變換關(guān)系為： ( ) ( )由于取不同值時(shí)，的變換的變化范圍是0～∞，這個(gè)變化幅度太大，在實(shí)際電路中難以實(shí)現(xiàn)，因此在實(shí)際電路中，電流的相位角通常采用其正弦值和余弦值來表示 ( ) ( )直角/極坐標(biāo)變換符號(hào)為：K/P 異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型是一個(gè)高階、非線性、強(qiáng)藕合的多變量系統(tǒng)。忽略磁路飽和，各繞組的自感和互感是恒定的。不考慮頻率和溫度變化對(duì)電阻的影響。依據(jù)電機(jī)的雙軸理論，定子有兩個(gè)集中繞組，DD為直軸繞組。轉(zhuǎn)子上有分布繞組，dd為直流繞組。這四個(gè)繞組上分別加上電源電壓UD眾UQ、Ud、Uq，則原型電機(jī)的電壓方程為:= ()由上可知，等效到α、β坐標(biāo)系上的異步電動(dòng)機(jī)和原型電機(jī)結(jié)構(gòu)完全一致，因此原型電機(jī)的電壓方程也適用于兩相異步電動(dòng)機(jī)。為互感。這樣，對(duì)照原型電機(jī)的電壓矩陣方程式()即可得到異步電動(dòng)機(jī)變換到、軸的電壓方程式(2. 16)= ()接著可得到異步電動(dòng)機(jī)變換到MT軸上的電壓方程式(2. 17).= ()為了進(jìn)一步簡化方程式(2. 15)，可選擇M軸與電機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈的方向重合，T軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)900，與垂直。= ()在矢量控制中，被控制的物理量是定子電流，因此必須從數(shù)學(xué)模型中找到定子電流各分量與其它物理量的關(guān)系。而 ()∴ ()再從式()第四行得== ()∴ ()又因?yàn)?，則將式()代入得 ()由此可得式()和式()為矢量變換控制所用得方程式，:K/P ψ2 運(yùn)算器LM/T2247。橋式起重機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)主要由上位機(jī)(工業(yè)觸摸屏系統(tǒng))、下位機(jī)(PLC控制系統(tǒng))、變頻調(diào)速系統(tǒng)組成。起升機(jī)構(gòu)起升機(jī)構(gòu)屬位能負(fù)載機(jī)構(gòu)。變頻器的選擇，應(yīng)以選擇變頻器的額定電流為基準(zhǔn)，一般以電動(dòng)機(jī)的額定電流，負(fù)載率，變頻器運(yùn)行的效率為依據(jù)。PLC接受電機(jī)的旋轉(zhuǎn)編碼器經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換卡送達(dá)的反饋信號(hào)，避免吊鉤的下滑?？紤]到運(yùn)行機(jī)構(gòu)的工作頻率較少，為節(jié)省成本，在調(diào)速中運(yùn)行機(jī)構(gòu)共用一臺(tái)變頻器。通常選額定功率大一級(jí)的變頻器。 PLC技術(shù)簡介 PLC概述 可編程程序控制器(Programmable Controler)，也稱為PLC(programmable Logic controler)，即是可編程邏輯控制器。PLC內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。電源輸入模塊輸出模塊 它的強(qiáng)大功能使其無論是在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)都能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。并可以將這些模塊安裝在同一機(jī)架上。CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序，輸入部分從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中采集信號(hào)，輸出部分則輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。這里介紹CPU222。和CPU 221相比，它可以進(jìn)行一定的模擬量控制和2個(gè)模塊的擴(kuò)展，因此是應(yīng)用更廣泛的全功能控制器。典型的數(shù)字量I/0擴(kuò)展模塊有:輸入擴(kuò)展模塊EM221有兩種:8種DC, 8點(diǎn)AC輸入。輸入/輸出混合擴(kuò)展模塊EM2323有六種:分別為4點(diǎn)((8點(diǎn)、16點(diǎn))DC輸入/4點(diǎn)(8點(diǎn)、16點(diǎn))DC輸出、4點(diǎn)(8點(diǎn)、16點(diǎn))DC輸入/4點(diǎn)(8點(diǎn)、16點(diǎn))繼電器輸出。 EM232模塊提供了有2輸出模擬量通道，具有12位的分辨率，且具有多輸入，輸出信號(hào)范圍。它能夠不用外部放大器而與傳感器直接相連，可根據(jù)輸出模擬量的大小，通過其外置的D工P開關(guān)選擇不同的檔位及分辨率，且模擬量的輸出可作為測(cè)量傳感器的恒流源使用。Siemens S7 200PLC的工作過程:PLC上電后，首先進(jìn)行初始化，然后進(jìn)入循環(huán)工作過程。 一、變頻調(diào)速對(duì)電機(jī)的要求采用變頻調(diào)速時(shí)，由于變頻器輸出波形中高次諧波的影響以及電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍的擴(kuò)大產(chǎn)生了一些與在工頻電源下傳動(dòng)時(shí)不同的特征。隨著高開關(guān)頻率的工GBT等電力電子器件的使用、PWM調(diào)制、矢量控制、增強(qiáng)型V/f控制方法的應(yīng)用、使變頻器輸出波形、諧波成份、功率因數(shù)及使用效率得到了很大的改善，有效地提高了變頻控制電機(jī)的低速區(qū)轉(zhuǎn)矩。二、變頻起重機(jī)系統(tǒng)中電機(jī)的選型起重機(jī)起升和運(yùn)行機(jī)構(gòu)的調(diào)速比一般不大于1:20，且為斷續(xù)工作制，通常接電持續(xù)率在60%以下，負(fù)載多為大慣量系統(tǒng)。普通電機(jī)與變頻電機(jī)在不連續(xù)工作狀態(tài)下特性基本一致。三、電機(jī)冷卻西門子變頻器在調(diào)速比為1:20的范圍內(nèi)能確保起重機(jī)上普通電機(jī)有150%的過載力矩值。但若電機(jī)要求在整個(gè)工作周期內(nèi)在大于1:4的速比下持續(xù)運(yùn)行則必須采用他冷式電機(jī)。目前，國內(nèi)用于起重機(jī)械的4極電機(jī)有強(qiáng)迫通風(fēng)冷卻的YZFXXX4型電機(jī)等。一般情況下,電機(jī)容量P為式中一電機(jī)平均起動(dòng)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩倍數(shù)起重機(jī)起升機(jī)構(gòu)的負(fù)荷特點(diǎn)是起動(dòng)時(shí)間短(13s)，只占等速運(yùn)動(dòng)時(shí)間的較少比例。其電機(jī)容量P為 (kw)式中 一起重機(jī)額定提升負(fù)載，kg 一額定起升速度，m/s 一重力加速度，g=9. 81m/s 一機(jī)構(gòu)總效率，能承受電壓波動(dòng)的影響，其最大轉(zhuǎn)矩值必須大于2,否則必須讓電機(jī)放容，從而降低電機(jī)在額定運(yùn)行時(shí)的工作效率。 二、變頻器容量選擇 。等額變頻器僅能提供小于150%超載力矩值，為此可通過提高變頻器容量(Yz型電機(jī))或同時(shí)提高變頻器和電機(jī)容量(Y型電機(jī))來獲得200%力矩值。若用在電機(jī)額定功率選定的基礎(chǔ)上提高一擋的方法選擇變頻器的容量，則可能會(huì)造成不必要的放容損失。式中—電流波形補(bǔ)償系數(shù)，PWM方式K=～ —負(fù)載轉(zhuǎn)距， 一總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)電機(jī)軸的折算值， —加速時(shí)間，s —電機(jī)額定轉(zhuǎn)速，r/min當(dāng)運(yùn)行電機(jī)在300s內(nèi)電機(jī)有大于60s加速時(shí)間時(shí)，變頻器容量按下式取值： ( kVA ) 電流驗(yàn)證:以上公式均以負(fù)載功率作為變頻器容量計(jì)算的基本參數(shù)，相同功率不同極數(shù)的電機(jī)有不同的額定電流。通過利用上述公式的計(jì)算，: 各機(jī)構(gòu)的變頻器參數(shù)變頻器型號(hào)額定功率/電流主起升機(jī)構(gòu)6SE70272ED6137KW/48A副起升機(jī)構(gòu)6SE702747ED6122KW/47A大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)6SE64402AD3115KW/30A小車運(yùn)行機(jī)構(gòu)6SE64402AD25 、變頻器主要參數(shù)設(shè)置首先將所用電機(jī)銘牌數(shù)據(jù)輸入P80_ P85，大車變頻器應(yīng)輸入幾個(gè)電機(jī)的總電流及總功率，并且大車變頻器帶有幾個(gè)電機(jī)時(shí)應(yīng)運(yùn)行于線性頻率/電壓特性，速度變化采用固定頻率的迭加，同時(shí)利用變頻器的制動(dòng)器接通、斷開功能由RL2輸出繼電器觸點(diǎn)控制機(jī)械制動(dòng)器，使行走機(jī)構(gòu)在電機(jī)停止時(shí)不會(huì)由于外力而隨意移動(dòng)。根據(jù)性價(jià)比的選擇，根據(jù)被控對(duì)象的I/0點(diǎn)數(shù)以及工藝要求、掃描速度、自診斷功能等方面的考慮，我們采用SIEMENS公司的S7200系列PLC。同時(shí)它具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件，使得在完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)更加簡單，幾乎可以完成任何功能的控制任務(wù)，同時(shí)具有可靠性高，運(yùn)行速度快的特點(diǎn)，繼承了和發(fā)揮了它在大、中型PLC領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有豐富的指令集，具有強(qiáng)大的多種集成功能和實(shí)時(shí)特性，其性能價(jià)格比高，所以在規(guī)模不太大的領(lǐng)域是較為理想的控制設(shè)備。 斷路器 為避開變頻器投入時(shí)直流回路電容器的充電電流峰值，～，整定值為斷路器額定值的3～4倍。 交流電抗器 在變頻器的輸入端加接交流電抗器，以抑制變頻器造成的高頻峰值電流，或電容器開斷造成的峰值電流對(duì)變頻器的危害。 制動(dòng)單元 為減小大慣性系統(tǒng)的減速時(shí)間，解決變頻器直流電路上的過電壓問題。一旦直流回路電壓超過一定的界限，該晶體管導(dǎo)通，并將過剩的電能通過與之相接的制動(dòng)電阻器轉(zhuǎn)化為熱能耗。借助制動(dòng)單元，消耗電機(jī)發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)下從動(dòng)能轉(zhuǎn)換來的能量。 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的計(jì)算式中一電機(jī)轉(zhuǎn)子飛輪轉(zhuǎn)矩之和， 一負(fù)載轉(zhuǎn)矩， 一減速開始時(shí)轉(zhuǎn)速，r/min 一減速結(jié)束時(shí)轉(zhuǎn)速，r/min 一減速時(shí)間，S 由于高次諧波的驅(qū)動(dòng)效應(yīng)，電纜的實(shí)際使用面積減少，單位實(shí)際工作電阻增大，電纜壓降有增大的趨勢(shì)，故所配電纜一般大于常規(guī)使用值。 (2)運(yùn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)行速度調(diào)節(jié)。 控制系統(tǒng)應(yīng)由PLC、繼電器、操縱臺(tái)各主令控制器、開關(guān)、按鈕、指示燈及各部位限位開關(guān)等組成。 控制系統(tǒng)參數(shù)名稱代碼地址編碼輸入信號(hào)起動(dòng)輸入點(diǎn)QA1停止輸入點(diǎn)TAI主鉤超重輸