工業(yè)鍋爐鼓風(fēng)機(jī)變頻器調(diào)速系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　現(xiàn)今在中國(guó)各行各業(yè)的各類機(jī)械與電氣設(shè)備中與風(fēng)機(jī)配套的電機(jī)約占全國(guó)電機(jī)裝機(jī)量的60%，耗用電能約占全國(guó)發(fā)電總量的三分之一。特別值得一提的是，大多數(shù)風(fēng)機(jī)在使用過(guò)程中都存在大馬拉小車(chē)的現(xiàn)象，加之因生產(chǎn)、工藝等方面的變化，需要經(jīng)常調(diào)節(jié)氣體的流量、壓力、溫度等;現(xiàn)許多單位仍然采用落后的調(diào)節(jié)檔風(fēng)板或閥門(mén)開(kāi)啟度的方式來(lái)調(diào)節(jié)氣體的流量、壓力、

2、溫度等。這實(shí)際上是通過(guò)人為增加阻力的方式，并以浪費(fèi)電能和金錢(qián)為代價(jià)來(lái)滿足工藝和工況對(duì)氣體流量調(diào)節(jié)的要求。這種落后的調(diào)節(jié)方式，不僅浪費(fèi)了寶貴的能源，而且調(diào)節(jié)精度差，很難滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)及服務(wù)等方面的要求，負(fù)面效應(yīng)十分嚴(yán)重。</p><p>　　隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動(dòng)技術(shù)面臨著一場(chǎng)歷史革命，即交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢(shì)。電機(jī)交流變頻

3、調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。</p><p>　　近年來(lái)，出于節(jié)能的迫切需要和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高的要求，加之采用PLC和變頻器易操作、易維護(hù)、控制精度高，并可以實(shí)現(xiàn)高功能化等特點(diǎn)，采用基于PLC的變頻器驅(qū)動(dòng)方案開(kāi)始逐步取代風(fēng)門(mén)、擋板、閥門(mén)的控制方案。從而大大的降低生產(chǎn)成本，減少能量損耗和對(duì)環(huán)境的污染，為企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。</p>

4、<p>　　關(guān)鍵詞：鼓風(fēng)機(jī)；電力電子；PLC；變頻器</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　2 變頻器的運(yùn)行2</p><p>　　2.1 變頻器的工作原理2</p><p>　　2

5、.2 變頻器的結(jié)構(gòu)與功能2</p><p>　　2.2.1 變頻器的結(jié)構(gòu)2</p><p>　　2.2.2 變頻器的功能3</p><p>　　3 變頻器的選擇4</p><p>　　3.1 變頻器的控制方式4</p><p>　　3.2 變頻器的選型5</p><p>　　4 鼓風(fēng)

6、機(jī)變頻調(diào)速原理7</p><p>　　4.1 鼓風(fēng)機(jī)線路設(shè)計(jì)7</p><p>　　4.2主電路器件的選擇10</p><p>　　4.3注意事項(xiàng)13</p><p>　　5 變頻器的參數(shù)設(shè)置14</p><p>　　5.1鼓風(fēng)機(jī)控制要求14</p><p>　　5.2變頻器的參數(shù)設(shè)

7、置15</p><p>　　6 plc程序設(shè)計(jì)16</p><p>　　6.1 S7-200的I/O接口分配表16</p><p>　　6.2 plc程序16</p><p><b>　　總結(jié)21</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)22</b></

8、p><p><b>　　1緒 論</b></p><p>　　在進(jìn)入21世紀(jì)的今天，電力電子器件的基片已從Si（硅）變換為SiC（碳化硅）,使電力電子新元件具有耐高壓、低功耗、耐高溫的優(yōu)點(diǎn)；并制造出體積小、容量大的驅(qū)動(dòng)裝置；永久磁鐵電動(dòng)機(jī)也正在開(kāi)發(fā)研制之中。隨著IT技術(shù)的迅速普及，以及人類思維理念的改變，變頻器相關(guān)技術(shù)的發(fā)展迅速，未來(lái)主要朝以下幾個(gè)方面發(fā)展：</p&

9、gt;<p><b>　　1.網(wǎng)絡(luò)智能化</b></p><p>　　智能化的變頻器買(mǎi)來(lái)就可以用，不必進(jìn)行那么多的設(shè)定，而且可以進(jìn)行故障自診斷、遙控診斷以及部件自動(dòng)置換，從而保證變頻器的長(zhǎng)壽命。利用互聯(lián)網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)變頻器聯(lián)動(dòng)，甚至是以工廠為單位的變頻器綜合管理控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　2.專門(mén)化和一體化</b><

10、;/p><p>　　變頻器的制造專門(mén)化，可以使變頻器在某一領(lǐng)域的性能更強(qiáng)，如風(fēng)機(jī)、水泵用變頻器、電梯專用變頻器、起重機(jī)械專用變頻器、張力控制專用變頻器等。除此以外，變頻器有與電動(dòng)機(jī)一體化的趨勢(shì)，使變頻器成為電動(dòng)機(jī)的一部分，可以使體積更小，控制更方便。</p><p><b>　　3.環(huán)保無(wú)公害</b></p><p>　　保護(hù)環(huán)境，制造“綠色”產(chǎn)品

11、是人類的新理念。21世紀(jì)的電力拖動(dòng)裝置應(yīng)著重考慮：節(jié)能，變頻器能量轉(zhuǎn)換過(guò)程的低公害，使變頻器在使用過(guò)程中的噪聲、電源諧波對(duì)電網(wǎng)的污染等問(wèn)題減少到最小程度。</p><p><b>　　4.適應(yīng)新能源</b></p><p>　　現(xiàn)在以太陽(yáng)能和風(fēng)力為能源的燃料電池以其低廉的價(jià)格嶄露頭角，有后來(lái)居上之勢(shì)。這些發(fā)電設(shè)備的最大特點(diǎn)是容量小而分散，將來(lái)的變頻器就要適應(yīng)這樣的新能

12、源，既要高效，又要低耗?，F(xiàn)在電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)以驚人的速度向前發(fā)展，變頻調(diào)速傳動(dòng)技術(shù)也隨之取得了日新月異的進(jìn)步。這種進(jìn)步集中體現(xiàn)在交流調(diào)速裝置的大容量化，變頻器的高性能化和多功能化，結(jié)構(gòu)的小型化一些方面。</p><p><b>　　2 變頻器的運(yùn)行</b></p><p>　　2.1 變頻器工作原理</p><p>　　

13、變頻器的工作原理是把市電（380V、50Hz）通過(guò)整流器變成平滑直流，然后利用GTR或IGBT組成的三相逆變器，將直流電變成可變電壓和可變頻率的交流電，由于采用微處理器編程的正弦脈寬調(diào)制（SPWM）方法，使輸出波形近似正弦波，用于驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速,其中閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)如下圖：</p><p>　　圖2-1 變頻器工作原理圖</p><p>　　2.2 變頻器的結(jié)構(gòu)與功能</p&

14、gt;<p>　　2.2.1 變頻器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　變頻器實(shí)際上就是一個(gè)逆變器.它首先是將交流電變?yōu)橹绷麟?然后用電子元件對(duì)直流電進(jìn)行開(kāi)關(guān).變?yōu)榻涣麟?一般功率較大的變頻器用可控硅.并設(shè)一個(gè)可調(diào)頻率的裝置.使頻率在一定范圍內(nèi)可調(diào).用來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù).使轉(zhuǎn)數(shù)在一定的范圍內(nèi)可調(diào).變頻器廣泛用于交流電機(jī)的調(diào)速中.變頻器不僅調(diào)速平滑，范圍大，效率高，啟動(dòng)電流小，運(yùn)行平穩(wěn)，而且節(jié)能效果明顯。<

15、;/p><p><b>　　1.整流電路</b></p><p>　　整流電路的功能是把交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源。整流電路一般都是單獨(dú)的一塊整流模塊.</p><p><b>　　2.平波電路</b></p><p>　　平波電路在整流器、整流后的直流電壓中含有電源6倍頻率脈動(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電

16、流也使直流電壓變動(dòng)，為了抑制電壓波動(dòng)采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓(電流)，一般通用變頻器電源的直流部分對(duì)主電路而言有余量，故省去電感而采用簡(jiǎn)單電容濾波平波電路。</p><p><b>　　3.控制電路</b></p><p>　　現(xiàn)在變頻調(diào)速器基本系用16位、32位單片機(jī)或DSP為控制核心，從而實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制。</p><p><b&g

17、t;　　4.逆變電路</b></p><p>　　逆變電路同整流電路相反，逆變電路是將直流電壓變換為所要頻率的交流電壓，以所確定的時(shí)間使上橋、下橋的功率開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通和關(guān)斷。從而可以在輸出端U、V、W三相上得到相位互差120°電角度的三相交流電壓。</p><p>　　2.2.3 變頻器的功能</p><p><b>　　1.變頻節(jié)能&

18、lt;/b></p><p>　　變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)，都留有一定的富余量。當(dāng)電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費(fèi)。</p><p>　　2.功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能</p><p>　　無(wú)功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因

19、數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無(wú)功電能消耗在線路當(dāng)中，設(shè)備使用效率低下，浪費(fèi)嚴(yán)重，使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，從而減少了無(wú)功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。</p><p><b>　　3.軟啟動(dòng)節(jié)能</b></p><p>　　電機(jī)硬啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會(huì)對(duì)電網(wǎng)容量要求過(guò)高，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流和震動(dòng)時(shí)對(duì)擋板和閥門(mén)的損害極大，對(duì)設(shè)

20、備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動(dòng)功能將使啟動(dòng)電流從零開(kāi)始，最大值也不超過(guò)額定電流，減輕了對(duì)電網(wǎng)的沖擊和對(duì)供電容量的要求，延長(zhǎng)了設(shè)備和閥門(mén)的使用壽命。節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。</p><p><b>　　變頻器的選擇</b></p><p>　　3.1 變頻器的控制方式</p><p><b>　　1.

21、轉(zhuǎn)差頻率控制</b></p><p>　　轉(zhuǎn)差頻率控制就是通過(guò)控制轉(zhuǎn)差頻率來(lái)控制轉(zhuǎn)矩和電流。轉(zhuǎn)差頻率控制需要檢出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，構(gòu)成速度閉環(huán)，速度調(diào)節(jié)器的輸出為轉(zhuǎn)差頻率，然后以電動(dòng)機(jī)速度與轉(zhuǎn)差頻率之和作為變頻器的給定頻率。與U/f控制相比，其加減速特性和限制過(guò)電流的能力得到提高。</p><p><b>　　2.矢量控制</b></p><

22、;p>　　矢量控制，也稱磁場(chǎng)定向控制。它是70年代初由西德F.Blasschke等人首先提出，以直流電機(jī)和交流電機(jī)比較的方法闡述了這一原理。由此開(kāi)創(chuàng)了交流電動(dòng)機(jī)和等效直流電動(dòng)機(jī)的先河。矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子交流電流Ia、Ib、Ic。通過(guò)三相-二相變換，等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流Ia1、Ib1，再通過(guò)按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Im1、It1(Im1相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)

23、的勵(lì)磁電流，It1相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流)，然后模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法，求得直流電動(dòng)機(jī)的控制量，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的坐標(biāo)反變換實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。</p><p><b>　　3.直接轉(zhuǎn)矩控制</b></p><p>　　轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)越性在于，轉(zhuǎn)矩控制是控制定子磁鏈，在本質(zhì)上并不需要轉(zhuǎn)速信息，控制上對(duì)除定子電阻外的所有電機(jī)參數(shù)變化魯棒性良好，所引入的定子磁鏈觀測(cè)器能很

24、容易估算出同步速度信息，因而能方便的實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器，這種控制被稱為無(wú)速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制。</p><p><b>　　4.恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載</b></p><p>　　多數(shù)負(fù)載具有恒轉(zhuǎn)矩特性，但在轉(zhuǎn)速精度及動(dòng)態(tài)性能等方面要求一般不高，例如擠壓機(jī)，攪拌機(jī)，傳送帶，廠內(nèi)運(yùn)輸電車(chē)，吊車(chē)的平移機(jī)構(gòu)，吊車(chē)的提升機(jī)構(gòu)和提升機(jī)等。選型時(shí)可選V/f控制方式的變頻器，但是最好采用具有恒

25、轉(zhuǎn)矩控制功能的變頻器。要求控制系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)，靜態(tài)性能。</p><p><b>　　3.2變頻器的選型</b></p><p>　　通用變頻器的選擇包括類型選擇和容量選擇兩個(gè)方面。</p><p>　　采用變頻器的目的：恒壓控制或者恒流控制。</p><p>　　變頻器的負(fù)載類型：9-19型離心通風(fēng)機(jī)為二次方率負(fù)載

26、，可選用風(fēng)機(jī)、泵類專用變頻器。</p><p>　　變頻器與負(fù)載的匹配: Y315S-2型電動(dòng)機(jī)額定功率為110KW，額定電壓380VAC，額定電流200A，所選變頻器應(yīng)滿足以上要求。</p><p>　　西門(mén)子自動(dòng)化產(chǎn)品具備強(qiáng)大的通訊功能和全面的配套軟件。西門(mén)子的MM410-MM440系列變頻器，是西門(mén)子變頻器中最低端的經(jīng)濟(jì)型系列，不僅具有西門(mén)子工程型變頻器MasterDrive的良好架

27、構(gòu)，還具有較高的性能價(jià)格比。MM4新一代變頻器給用戶提供一個(gè)完全開(kāi)放的編程平臺(tái)，使用戶可以根據(jù)自己的需要最大限度的合理利用有限的資源實(shí)現(xiàn)盡可能復(fù)雜的控制特性。它的幾十個(gè)自由功能塊可以代替PLC實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的編程操作。其中：</p><p>　　MM420具有模塊化設(shè)計(jì)，額定功率范圍0.12～11kW。操作面板和通訊模塊可以不使用任何工具，非常方便的用手進(jìn)行更換，MM420適合用于各種變速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)裝置，尤其適合用于

28、水泵，風(fēng)機(jī)和傳送帶系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置。</p><p>　　MM430適合用于工業(yè)部門(mén)的水泵和風(fēng)機(jī)。比420具有更多的輸入輸出端，還具有優(yōu)化的帶有手動(dòng)，自動(dòng)切換的操作面板，以及自適應(yīng)功能的軟件。MM430防護(hù)等級(jí)是IP20,無(wú)濾波器，三相380V輸入，C型尺寸。</p><p>　　MM440適合用于各種變速驅(qū)動(dòng)裝置。尤其適合用于吊車(chē)和起重系統(tǒng)，立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，食品，飲料和煙草工業(yè)以及包裝工業(yè)的

29、定位系統(tǒng)。這些應(yīng)用對(duì)象要求變頻器具有比常規(guī)應(yīng)用更高的技術(shù)性能和更快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。</p><p>　　經(jīng)對(duì)各種變頻調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能論證，選用MM430西門(mén)子的變頻調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用于風(fēng)機(jī)上。 MM430變頻器是標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)機(jī)水/泵專用型變頻器它傳動(dòng)平穩(wěn)、運(yùn)轉(zhuǎn)輕松無(wú)憂,為風(fēng)機(jī)和水泵類變轉(zhuǎn)矩控制專家。其功能為線性U/f控制，多點(diǎn)設(shè)定的U/f控制，磁通電流控制，內(nèi)置PID控制器，矢量控制。功率范圍為7.5～250kW。圖3-1是

30、MM430變頻器結(jié)構(gòu)框圖。</p><p>　　圖3-1 MM430變頻器結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　4 鼓風(fēng)機(jī)變頻調(diào)速節(jié)能原理</p><p>　　工業(yè)鼓風(fēng)機(jī)的工作要求是指在特定的工作環(huán)境中，風(fēng)機(jī)輸出的風(fēng)量要隨著外界條件的變化，保持在設(shè)定的參數(shù)值上。這樣，既可滿足工作要求，又不使電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)，而造成電能的浪費(fèi)。為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本系統(tǒng)采用閉環(huán)控制的方式。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的

31、壓力由壓力傳感器檢測(cè)，變換成模擬輸入反饋信號(hào)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后 1與PLC中給定值比較，再經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換變成模擬量輸出信號(hào)，控制變頻器調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制工廠車(chē)間溫度的目的[2]。系統(tǒng)組成簡(jiǎn)圖如上圖2-1所示。 離心式鼓風(fēng)機(jī)屬典型的平方率負(fù)載，理想的平方率負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速N的平方成正比。

32、 </p><p>　　4.1 鼓風(fēng)機(jī)線路設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。?） 系統(tǒng)主電路</b></p><p>　　如圖4-1所示該圖L1，L2，L3作為鼓風(fēng)機(jī)變頻器輸入

33、端子，經(jīng)過(guò)變頻器，由輸出端子U、V、W接入電動(dòng)機(jī)中，接入端由斷路器及過(guò)流過(guò)壓等保護(hù)裝置組成，接觸器起連接軟開(kāi)關(guān)作用。</p><p>　?。?））系統(tǒng)的控制電路</p><p>　　如圖4-2所示，它由1臺(tái)電動(dòng)機(jī)，一套壓力傳感器、斷相相序保護(hù)裝置以及供電主回路等構(gòu)成。該系統(tǒng)的核心是S7-200（CPU224）和MICROMASTER 430。MICROMASTER 430是泵和風(fēng)機(jī)類專用變

34、頻器，擴(kuò)展功能強(qiáng)．CPU224集成了14點(diǎn)輸入10點(diǎn)輸出，共有24點(diǎn)數(shù)字量I/0，其模擬量擴(kuò)展模塊具有較大的適應(yīng)性和靈活性，且安裝方便，滿足設(shè)計(jì)需要。</p><p>　　圖4-1 系統(tǒng)主電路圖</p><p>　　圖4-2系統(tǒng)控制電路</p><p>　　4.2 主電路器件的選擇</p><p><b>　　斷路器</b&g

35、t;</p><p><b>　?。?）主要作用</b></p><p><b>　　隔離作用</b></p><p>　　當(dāng)變頻器需要檢修時(shí)，或者因某種原因而長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)，將QF切斷，使變頻器與電源隔離。</p><p><b>　　保護(hù)作用</b></p>&

36、lt;p>　　當(dāng)變頻器輸入側(cè)發(fā)生短路等故障時(shí)，進(jìn)行保護(hù)。</p><p><b>　?。?）選擇原則</b></p><p><b>　　由于：</b></p><p>　　變頻器在剛接電源的瞬間，對(duì)電容器的充電電流可達(dá)額定電流的（2-3）倍；</p><p>　　變頻器的進(jìn)線電流是脈沖電流，

37、其峰值常可能超過(guò)額定電流；</p><p>　　通用變頻器允許的過(guò)載能力為150%，1min。風(fēng)機(jī)、泵類不易過(guò)載，所以MM430（風(fēng)機(jī)、泵類專用）過(guò)載能力較低，為120%，1min。</p><p>　　所以，為了避免誤動(dòng)作，斷路器的額定電流應(yīng)選：</p><p>　　其中為變頻器的額定電流。</p><p>　　4) 因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)有可能在工頻

38、下運(yùn)行，故應(yīng)按電動(dòng)機(jī)在工頻下的啟動(dòng)電流來(lái)進(jìn)行選擇，即</p><p>　　查閱相關(guān)技術(shù)手冊(cè)，選擇TCYW1型萬(wàn)能式空氣斷路器。其主要技術(shù)數(shù)據(jù)為：</p><p>　　額定電流630A,額定電壓400,動(dòng)作時(shí)間0.18s。</p><p><b>　　接觸器</b></p><p><b>　?。?）主要作用&l

39、t;/b></p><p>　　1）可通過(guò)按鈕開(kāi)關(guān)方便地控制變頻器的通電與斷電；</p><p>　　2）變頻器發(fā)生故障時(shí)，可自動(dòng)切斷電源。</p><p><b>　?。?）選擇原則</b></p><p>　　由于接觸器自身并無(wú)保護(hù)功能，不存在誤動(dòng)作的問(wèn)題，故選擇原則是主觸點(diǎn)的額定電流。</p>

40、<p>　　查閱相關(guān)技術(shù)手冊(cè)，選擇CJ40-200A型交流接觸器。其主要技術(shù)數(shù)據(jù)為：額定電流200A，額定電壓380V。</p><p><b>　　輸出接觸器</b></p><p>　　變頻器的輸出端一般不裝接觸器。如由于某種需要而接入時(shí)，則因?yàn)殡娏髦泻休^強(qiáng)的諧波成分，故主觸點(diǎn)的額定電流。其中為電動(dòng)機(jī)的額定電流。</p><p>

41、;　　查閱相關(guān)技術(shù)手冊(cè)，選擇GMC-220型交流接觸器。其主要技術(shù)數(shù)據(jù)為：額定電流220A，輔助觸點(diǎn)2a2b。</p><p><b>　　主電路的線徑</b></p><p>　?。?）電源和變頻器之間的導(dǎo)線</p><p>　　一般說(shuō)來(lái)，和同容量普通電動(dòng)機(jī)的電線選擇方法相同?？紤]到其輸入側(cè)的功率因數(shù)往往較低，應(yīng)本著宜大不宜小的原則來(lái)決定線徑

42、。</p><p>　?。?）變頻器和電機(jī)之間的導(dǎo)線</p><p>　　因?yàn)轭l率下降時(shí)，電壓也要下降，在電流相等的情況下，線路電壓降在輸出電壓中的比例將上升，而電動(dòng)機(jī)得到電壓的比例則下降。這有可能導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)帶不動(dòng)負(fù)載并發(fā)熱。所以，在決定變頻器和電動(dòng)機(jī)之間導(dǎo)線的線徑時(shí)，最關(guān)鍵的因素便是線路電壓降的影響。一般要求：</p><p><b>　?。?-1）&l

43、t;/b></p><p><b>　　的計(jì)算公式是：</b></p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中：——額定相電壓，此處取380V ；</p><p>　　——電動(dòng)機(jī)額定電流，此處取200A ；</p><p>　　——單位長(zhǎng)度（每

44、米）導(dǎo)線的電阻，單位mΩ/m ；</p><p>　　l ——導(dǎo)線的長(zhǎng)度，此處取20m 。</p><p>　　表4-1給出了常用電動(dòng)機(jī)引出線的單位長(zhǎng)度電阻值。</p><p>　　表4-1 常用電動(dòng)機(jī)引出線的單位長(zhǎng)度電阻值</p><p>　　由式（4-1）和（4-2）可直接求出 ，的取值范圍為，查表4-1可選擇標(biāo)稱截面16。</p&

45、gt;<p><b>　　制動(dòng)電阻</b></p><p>　　準(zhǔn)確計(jì)算制動(dòng)電阻值十分麻煩，在實(shí)際工作中基本不用。許多變頻器的使用說(shuō)明書(shū)上給了一些計(jì)算方法，也有的直接提供了供用戶選用的制動(dòng)電阻的規(guī)格。但按說(shuō)明書(shū)上選擇電阻時(shí)須注意下面問(wèn)題，變頻器生產(chǎn)廠家為了減少制動(dòng)電阻檔次，常常對(duì)若干種不同容量的電動(dòng)機(jī)提供相同阻值和容量的制動(dòng)電阻。</p><p>　　選

46、用時(shí)，應(yīng)注意根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的具體情況進(jìn)行調(diào)整。對(duì)同一擋中電動(dòng)機(jī)容量較小者，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的比值偏大。為了減小能量的消耗，應(yīng)根據(jù)制動(dòng)過(guò)程的緩急程度以及飛輪力矩的大小，考慮能否選擇阻值較大的制動(dòng)電阻。對(duì)同一擋中電動(dòng)機(jī)容量較大者，制動(dòng)轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的比值偏小。在一些飛輪力矩較大，又要求快速制動(dòng)的場(chǎng)合，或者如起重機(jī)械那樣，需要釋放位能的場(chǎng)合，上述制動(dòng)電阻有可能滿足不了要求，靠考慮選擇阻值較小的一擋制動(dòng)電阻。</p><p&

47、gt;<b>　　6.工業(yè)壓力變送器</b></p><p>　　工業(yè)壓力變送器選用美國(guó)HONEYWELL和美國(guó)MOTOROLA系列ZPF-802型高精度、超低溫漂（溫度自動(dòng)補(bǔ)償）芯片，其彩鋁合金外殼以及應(yīng)力隔離技術(shù)組裝而成，經(jīng)精密度補(bǔ)償，放大處理轉(zhuǎn)換成4～20mA標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。</p><p>　　ZPF-802型壓力變送器主要技術(shù)參數(shù)如下：</p>&l

48、t;p>　　測(cè)量范圍：差壓：0～10Kpa 正壓：0～25Kpa 負(fù)壓：0～-25Kpa 或者-25Kpa～0Kpa 正負(fù)壓：-25～+25Kpa；</p><p><b>　　電源：24VDC；</b></p><p><b>　　精度：0.5級(jí)；</b></p><p>　　輸出

49、信號(hào)：4～20mA，二線制。</p><p><b>　　4.3注意事項(xiàng)</b></p><p>　　在設(shè)計(jì)變頻器外圍主電路時(shí)，還應(yīng)注意：</p><p>　?。?）若變頻器內(nèi)部整流電路前沒(méi)有保護(hù)硅器件的快速熔斷器，變頻器與電源之間應(yīng)配置符合要求的熔斷器和隔離開(kāi)關(guān)，不能用空氣斷路器代替熔斷器和隔離開(kāi)關(guān)，以避免因內(nèi)部短路對(duì)整流器件的損壞變頻器。&

50、lt;/p><p>　?。?）變頻器的型號(hào)確定后，選擇變頻器的引入和引出電纜。根據(jù)變頻器的功率選擇導(dǎo)線截面合適的三芯或四芯屏蔽動(dòng)力電纜。尤其是從變頻器到電機(jī)之間的動(dòng)力電纜一定要選用屏蔽結(jié)構(gòu)的電纜，且要盡可能短，這樣可降低電磁輻射和容性漏電流。當(dāng)電纜長(zhǎng)度超過(guò)變頻器所允許的輸出電纜長(zhǎng)度時(shí)，電纜的雜散電容將影響變頻器的正常工作，為此要配置輸出電抗器。對(duì)于控制電纜，尤其是I/0信號(hào)電纜也要用屏蔽結(jié)構(gòu)的。對(duì)于變頻器的外圍元件與

51、變頻器之間的連接電纜其長(zhǎng)度不得超過(guò)10m。 </p><p>　　（3）在輸入側(cè)裝交流電抗器或EMC濾波器。根據(jù)變頻器安裝場(chǎng)所的其它設(shè)備對(duì)電網(wǎng)品質(zhì)的要求，若變頻器工作時(shí)已影響到這些設(shè)備的正常運(yùn)行，可在變頻器輸入側(cè)裝交流電抗器或EMC濾波器，抑制由功率器件通斷引起的電磁干擾。若與變頻器連接的電網(wǎng)的變壓器中性點(diǎn)不接地，則不能選用EMC濾波器。</p><p>　?。?）當(dāng)變頻器用500V以上電

52、壓驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，需在輸出側(cè)配置du/dt濾波器，以抑制逆變輸出電壓尖峰和電壓的變化，有利于保護(hù)電機(jī)，同時(shí)也降低了容性漏電流和電機(jī)電纜的高頻輻射，以及電機(jī)的高頻損耗和軸承電流。使用du/dt濾波器時(shí)要注意濾波器上的電壓降將引起電機(jī)轉(zhuǎn)矩的稍微降低；變頻器與濾波器之間電纜長(zhǎng)度不得超過(guò)3m。</p><p>　　5 變頻器的參數(shù)設(shè)置</p><p><b>　　5.1控制要求</b&

53、gt;</p><p>　?。?）工藝參數(shù): 風(fēng)量：1875 m3/h</p><p>　　（2）鼓風(fēng)機(jī)參數(shù)：型號(hào)：9-19型離心通風(fēng)機(jī)</p><p>　　額定風(fēng)流量：12749 m3/h</p><p>　　額定風(fēng)壓：14.8 kPa</p><p>　?。?）電動(dòng)機(jī)參數(shù)：型號(hào)：Y315S-2</p>

54、;<p>　　額定功率：110KW</p><p><b>　　額定頻率：50Hz</b></p><p>　　額定電壓：380VAC；</p><p>　　額定轉(zhuǎn)速：1470 r/min</p><p><b>　　額定電流：200A</b></p><p>

55、　　（4）鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)的起動(dòng)/停止、正轉(zhuǎn)、調(diào)速控制。</p><p>　?。?）變頻器采用遠(yuǎn)方控制方式。</p><p>　　（6）通過(guò)壓力變送器測(cè)得實(shí)際風(fēng)力大小，同時(shí)和風(fēng)力給定組成閉環(huán)控制。</p><p>　　（7）變頻器的運(yùn)行狀態(tài)指示（如運(yùn)行、停止、過(guò)流、低壓等）。</p><p>　　（8）變頻器的報(bào)警處理。</p>&l

56、t;p>　　變頻器的參數(shù)設(shè)定在調(diào)試過(guò)程中是十分重要的。由于參數(shù)設(shè)定不當(dāng)，不能滿足生產(chǎn)的需要，導(dǎo)致起動(dòng)、制動(dòng)的失敗，或工作時(shí)常跳閘，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒毀功率模塊IGBT或整流橋等器件。變頻器的品種不同，參數(shù)量亦不同。一般單一功能控制的變頻器約50～60個(gè)參數(shù)值，多功能控制的變頻器有200個(gè)以上的參數(shù)。但不論參數(shù)多或少，在調(diào)試中是否要把全部的參數(shù)重新調(diào)正呢？</p><p>　　不是的，大多數(shù)可不變動(dòng)，只要按出廠值就可

57、，只要把使用時(shí)原出廠值不合適的予以重新設(shè)定就可，例如外部端子操作、模擬量操作、基底頻率、最高頻率、上限頻率、下限頻率、啟動(dòng)時(shí)間、制動(dòng)時(shí)間(及方式)、熱電子保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、載波頻率、失速保護(hù)和過(guò)壓保護(hù)等是必須要調(diào)正的。當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn)不合適時(shí)，再調(diào)整其他參數(shù)。 </p><p>　　5.2變頻器參數(shù)設(shè)置</p><p>　　根據(jù)上述要求對(duì)變頻器做出如下設(shè)置：</p><p

58、>　　表5-1 變頻器的參數(shù)設(shè)置</p><p>　　6 PLC程序設(shè)計(jì)</p><p>　　6.1 S7-200的I/O接口分配表</p><p>　　系統(tǒng)需要啟動(dòng)、停止按鈕，工頻、變頻運(yùn)行控制按鈕和變頻器故障報(bào)警輸入共5個(gè)數(shù)字量輸入。PLC輸出端接變頻器啟動(dòng)控制端，變頻、工頻運(yùn)行接觸器和變頻器故障指示燈共4個(gè)數(shù)字量輸出。</p><p

59、>　　閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)需要接受壓力變送器反饋值和系統(tǒng)設(shè)定值共兩個(gè)模擬量輸入，PLC輸出控制值到變頻器模擬量輸入端AIN+需要一個(gè)模擬量輸出端。因此選擇CPU222并擴(kuò)展一個(gè)模擬量輸入輸出模塊EM235 AI4/AQ1。表6-1是CPU222的I/O分配表，表6-2是EM235的I/O分配表。</p><p>　　表 6-1 CPU222的I/O接口分配表</p><p>　　表6-2 E

60、M235 的I/O分配表</p><p><b>　　6.2 PLC程序</b></p><p>　　西門(mén)子系列PLC編程采用STEP7軟件，它是西門(mén)子PLC的視窗軟件支持工具，提供完整的編程環(huán)境，可進(jìn)行離線編程和在線連接和調(diào)試，并能實(shí)現(xiàn)梯形圖與語(yǔ)句表的相互轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)程序包括主程序和子程序，主程序控制啟動(dòng)停止，設(shè)置中斷周期，工變頻切換及變頻器故障指示。子程序?qū)嶋H上是清

61、零子程序，子程序調(diào)用中斷子程序?qū)崿F(xiàn)PID控制。</p><p>　　圖6-1為PLC程序梯形圖。</p><p><b>　　圖6-1 梯形圖</b></p><p><b>　　總 結(jié) </b></p><p>　　通過(guò)此次的課程設(shè)計(jì)，了解到變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的

62、可靠性，各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)，都留有一定的富余量。當(dāng)電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費(fèi)。風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過(guò)調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門(mén)開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門(mén)的截流過(guò)程中。當(dāng)使用變頻調(diào)速時(shí)，如果流量要求減小，通過(guò)降低泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。電動(dòng)機(jī)使用變頻器的作用就是為了調(diào)速，并降低啟動(dòng)電流。</p

63、><p>　　同時(shí)，在此期間，我懂得只有理論，沒(méi)有結(jié)合實(shí)際是很難做出東西的。比如在調(diào)試的過(guò)程中，遇到問(wèn)題往往是書(shū)本上的知識(shí)不能直接的解決的，只要在扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)的前提下，我們才能把東西做好。</p><p>　　經(jīng)過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，讓我深深的感受到理論聯(lián)系實(shí)踐的重要性，平時(shí)在學(xué)習(xí)中不能夠透徹理解的知識(shí)，通過(guò)動(dòng)手，會(huì)有更好的認(rèn)知。本次課程設(shè)計(jì)雖然不長(zhǎng)，但是它給我們帶來(lái)了很多收獲。它使我意識(shí)到自己

64、的操作能力的不足，在理論上還存在很多缺陷。所以在以后的學(xué)習(xí)生活中，我會(huì)更加努力地加強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)踐的學(xué)習(xí)，在努力學(xué)好專業(yè)知識(shí)的同時(shí)努力加強(qiáng)自己的專業(yè)技能方面的能力，使自己的知識(shí)在實(shí)踐中不斷增長(zhǎng)，在實(shí)踐中鍛煉自己，培養(yǎng)自己各方面的能力，不斷提高自己的能力。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?］付麗君，張孟瑋.變頻控制技術(shù)及應(yīng)用.北京：人

65、民郵電出版社2015.2.</p><p>　　［2］楊鈴.變頻調(diào)速技術(shù)在離心式引風(fēng)機(jī)控制中的節(jié)能分析.風(fēng)機(jī)技術(shù)，2006(4)：47～48</p><p>　?。?］王樹(shù).變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p>　?。?］李國(guó)厚.PLC原理與應(yīng)用設(shè)計(jì).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005 </p><p>　　[