工業(yè)鍋爐鼓風機變頻器調(diào)速系統(tǒng)課程設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　現(xiàn)今在中國各行各業(yè)的各類機械與電氣設備中與風機配套的電機約占全國電機裝機量的60%，耗用電能約占全國發(fā)電總量的三分之一。特別值得一提的是，大多數(shù)風機在使用過程中都存在大馬拉小車的現(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)檔風板或閥門開啟度的方式來調(diào)節(jié)氣體的流量、壓力、

2、溫度等。這實際上是通過人為增加阻力的方式，并以浪費電能和金錢為代價來滿足工藝和工況對氣體流量調(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)及服務等方面的要求，負面效應十分嚴重。</p><p>　　隨著電力電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)的迅速發(fā)展，電氣傳動技術(shù)面臨著一場歷史革命，即交流調(diào)速取代直流調(diào)速和計算機數(shù)字控制技術(shù)取代模擬控制技術(shù)已成為發(fā)展趨勢。電機交流變頻

3、調(diào)速技術(shù)是當今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境、推動技術(shù)進步的一種主要手段。</p><p>　　近年來，出于節(jié)能的迫切需要和對產(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、控制精度高，并可以實現(xiàn)高功能化等特點，采用基于PLC的變頻器驅(qū)動方案開始逐步取代風門、擋板、閥門的控制方案。從而大大的降低生產(chǎn)成本，減少能量損耗和對環(huán)境的污染，為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益和社會效益。</p>

4、<p>　　關(guān)鍵詞：鼓風機；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

6、機變頻調(diào)速原理7</p><p>　　4.1 鼓風機線路設計7</p><p>　　4.2主電路器件的選擇10</p><p>　　4.3注意事項13</p><p>　　5 變頻器的參數(shù)設置14</p><p>　　5.1鼓風機控制要求14</p><p>　　5.2變頻器的參數(shù)設

7、置15</p><p>　　6 plc程序設計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22</b></

8、p><p><b>　　1緒 論</b></p><p>　　在進入21世紀的今天，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；并制造出體積小、容量大的驅(qū)動裝置；永久磁鐵電動機也正在開發(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，未來主要朝以下幾個方面發(fā)展：</p&

9、gt;<p><b>　　1.網(wǎng)絡智能化</b></p><p>　　智能化的變頻器買來就可以用，不必進行那么多的設定，而且可以進行故障自診斷、遙控診斷以及部件自動置換，從而保證變頻器的長壽命。利用互聯(lián)網(wǎng)可以實現(xiàn)多臺變頻器聯(lián)動，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.專門化和一體化</b><

10、;/p><p>　　變頻器的制造專門化，可以使變頻器在某一領(lǐng)域的性能更強，如風機、水泵用變頻器、電梯專用變頻器、起重機械專用變頻器、張力控制專用變頻器等。除此以外，變頻器有與電動機一體化的趨勢，使變頻器成為電動機的一部分，可以使體積更小，控制更方便。</p><p><b>　　3.環(huán)保無公害</b></p><p>　　保護環(huán)境，制造“綠色”產(chǎn)品

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

12、源，既要高效，又要低耗。現(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)速傳動技術(shù)也隨之取得了日新月異的進步。這種進步集中體現(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)動異步電機，實現(xiàn)無級調(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>　　變頻器實際上就是一個逆變器.它首先是將交流電變?yōu)橹绷麟?然后用電子元件對直流電進行開關(guān).變?yōu)榻涣麟?一般功率較大的變頻器用可控硅.并設一個可調(diào)頻率的裝置.使頻率在一定范圍內(nèi)可調(diào).用來控制電機的轉(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的調(diào)速中.變頻器不僅調(diào)速平滑，范圍大，效率高，啟動電流小，運行平穩(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倍頻率脈動電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動電

16、流也使直流電壓變動，為了抑制電壓波動采用電感和電容吸收脈動電壓(電流)，一般通用變頻器電源的直流部分對主電路而言有余量，故省去電感而采用簡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位單片機或DSP為控制核心，從而實現(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，以所確定的時間使上橋、下橋的功率開關(guān)器件導通和關(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)在風機、水泵的應用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機械在設計配用動力驅(qū)動時，都留有一定的富余量。當電機不能在滿負荷下運行時，除達到動力驅(qū)動要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費。</p><p>　　2.功率因數(shù)補償節(jié)能</p><p>　　無功功率不但增加線損和設備的發(fā)熱，更主要的是功率因

19、數(shù)的降低導致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無功電能消耗在線路當中，設備使用效率低下，浪費嚴重，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，從而減少了無功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。</p><p><b>　　3.軟啟動節(jié)能</b></p><p>　　電機硬啟動對電網(wǎng)造成嚴重的沖擊，而且還會對電網(wǎng)容量要求過高，啟動時產(chǎn)生的大電流和震動時對擋板和閥門的損害極大，對設

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功能將使啟動電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對電網(wǎng)的沖擊和對供電容量的要求，延長了設備和閥門的使用壽命。節(jié)省了設備的維護費用。</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控制轉(zhuǎn)差頻率來控制轉(zhuǎn)矩和電流。轉(zhuǎn)差頻率控制需要檢出電動機的轉(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，然后以電動機速度與轉(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，以直流電機和交流電機比較的方法闡述了這一原理。由此開創(chuàng)了交流電動機和等效直流電動機的先河。矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動機在三相坐標系下的定子交流電流Ia、Ib、Ic。通過三相-二相變換，等效成兩相靜止坐標系下的交流電流Ia1、Ib1，再通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的直流電流Im1、It1(Im1相當于直流電動機

23、的勵磁電流，It1相當于直流電動機的電樞電流)，然后模仿直流電動機的控制方法，求得直流電動機的控制量，經(jīng)過相應的坐標反變換實現(xiàn)對異步電動機的控制。</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，控制上對除定子電阻外的所有電機參數(shù)變化魯棒性良好，所引入的定子磁鏈觀測器能很

24、容易估算出同步速度信息，因而能方便的實現(xiàn)無速度傳感器，這種控制被稱為無速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制。</p><p><b>　　4.恒轉(zhuǎn)矩負載</b></p><p>　　多數(shù)負載具有恒轉(zhuǎn)矩特性，但在轉(zhuǎn)速精度及動態(tài)性能等方面要求一般不高，例如擠壓機，攪拌機，傳送帶，廠內(nèi)運輸電車，吊車的平移機構(gòu)，吊車的提升機構(gòu)和提升機等。選型時可選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>　　變頻器的負載類型：9-19型離心通風機為二次方率負載

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

27、構(gòu)，還具有較高的性能價格比。MM4新一代變頻器給用戶提供一個完全開放的編程平臺，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現(xiàn)盡可能復雜的控制特性。它的幾十個自由功能塊可以代替PLC實現(xiàn)一些簡單的編程操作。其中：</p><p>　　MM420具有模塊化設計，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，非常方便的用手進行更換，MM420適合用于各種變速驅(qū)動系統(tǒng)裝置，尤其適合用于

28、水泵，風機和傳送帶系統(tǒng)的驅(qū)動裝置。</p><p>　　MM430適合用于工業(yè)部門的水泵和風機。比420具有更多的輸入輸出端，還具有優(yōu)化的帶有手動，自動切換的操作面板，以及自適應功能的軟件。MM430防護等級是IP20,無濾波器，三相380V輸入，C型尺寸。</p><p>　　MM440適合用于各種變速驅(qū)動裝置。尤其適合用于吊車和起重系統(tǒng)，立體倉儲系統(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)。這些應用對象要求變頻器具有比常規(guī)應用更高的技術(shù)性能和更快的動態(tài)響應。</p><p>　　經(jīng)對各種變頻調(diào)速系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟性能論證，選用MM430西門子的變頻調(diào)速系統(tǒng)應用于風機上。 MM430變頻器是標準風機水/泵專用型變頻器它傳動平穩(wěn)、運轉(zhuǎn)輕松無憂,為風機和水泵類變轉(zhuǎn)矩控制專家。其功能為線性U/f控制，多點設定的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 鼓風機變頻調(diào)速節(jié)能原理</p><p>　　工業(yè)鼓風機的工作要求是指在特定的工作環(huán)境中，風機輸出的風量要隨著外界條件的變化，保持在設定的參數(shù)值上。這樣，既可滿足工作要求，又不使電動機空轉(zhuǎn)，而造成電能的浪費。為實現(xiàn)上述目標，本系統(tǒng)采用閉環(huán)控制的方式。工業(yè)現(xiàn)場的

31、壓力由壓力傳感器檢測，變換成模擬輸入反饋信號，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，控制變頻器調(diào)節(jié)風機轉(zhuǎn)速，從而達到控制工廠車間溫度的目的[2]。系統(tǒng)組成簡圖如上圖2-1所示。 離心式鼓風機屬典型的平方率負載，理想的平方率負載的阻轉(zhuǎn)矩T與轉(zhuǎn)速N的平方成正比。

32、 </p><p>　　4.1 鼓風機線路設計</p><p><b>　?。?） 系統(tǒng)主電路</b></p><p>　　如圖4-1所示該圖L1，L2，L3作為鼓風機變頻器輸入

33、端子，經(jīng)過變頻器，由輸出端子U、V、W接入電動機中，接入端由斷路器及過流過壓等保護裝置組成，接觸器起連接軟開關(guān)作用。</p><p>　?。?））系統(tǒng)的控制電路</p><p>　　如圖4-2所示，它由1臺電動機，一套壓力傳感器、斷相相序保護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是泵和風機類專用變

34、頻器，擴展功能強．CPU224集成了14點輸入10點輸出，共有24點數(shù)字量I/0，其模擬量擴展模塊具有較大的適應性和靈活性，且安裝方便，滿足設計需要。</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>　　當變頻器需要檢修時，或者因某種原因而長時間不用時，將QF切斷，使變頻器與電源隔離。</p><p><b>　　保護作用</b></p>&

36、lt;p>　　當變頻器輸入側(cè)發(fā)生短路等故障時，進行保護。</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，對電容器的充電電流可達額定電流的（2-3）倍；</p><p>　　變頻器的進線電流是脈沖電流，

37、其峰值?？赡艹^額定電流；</p><p>　　通用變頻器允許的過載能力為150%，1min。風機、泵類不易過載，所以MM430（風機、泵類專用）過載能力較低，為120%，1min。</p><p>　　所以，為了避免誤動作，斷路器的額定電流應選：</p><p>　　其中為變頻器的額定電流。</p><p>　　4) 因為電動機有可能在工頻

38、下運行，故應按電動機在工頻下的啟動電流來進行選擇，即</p><p>　　查閱相關(guān)技術(shù)手冊，選擇TCYW1型萬能式空氣斷路器。其主要技術(shù)數(shù)據(jù)為：</p><p>　　額定電流630A,額定電壓400,動作時間0.18s。</p><p><b>　　接觸器</b></p><p><b>　　（1）主要作用&l

39、t;/b></p><p>　　1）可通過按鈕開關(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，可自動切斷電源。</p><p><b>　?。?）選擇原則</b></p><p>　　由于接觸器自身并無保護功能，不存在誤動作的問題，故選擇原則是主觸點的額定電流。</p>

40、<p>　　查閱相關(guān)技術(shù)手冊，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，則因為電流中含有較強的諧波成分，故主觸點的額定電流。其中為電動機的額定電流。</p><p>

41、;　　查閱相關(guān)技術(shù)手冊，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2a2b。</p><p><b>　　主電路的線徑</b></p><p>　　（1）電源和變頻器之間的導線</p><p>　　一般說來，和同容量普通電動機的電線選擇方法相同。考慮到其輸入側(cè)的功率因數(shù)往往較低，應本著宜大不宜小的原則來決定線徑

42、。</p><p>　?。?）變頻器和電機之間的導線</p><p>　　因為頻率下降時，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，而電動機得到電壓的比例則下降。這有可能導致電動機帶不動負載并發(fā)熱。所以，在決定變頻器和電動機之間導線的線徑時，最關(guān)鍵的因素便是線路電壓降的影響。一般要求：</p><p><b>　　（4-1）&l

43、t;/b></p><p><b>　　的計算公式是：</b></p><p><b>　　（4-2）</b></p><p>　　式中：——額定相電壓，此處取380V ；</p><p>　　——電動機額定電流，此處取200A ；</p><p>　　——單位長度（每

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

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

46、用時，應注意根據(jù)生產(chǎn)機械的具體情況進行調(diào)整。對同一擋中電動機容量較小者，制動轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的比值偏大。為了減小能量的消耗，應根據(jù)制動過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電阻。對同一擋中電動機容量較大者，制動轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩的比值偏小。在一些飛輪力矩較大，又要求快速制動的場合，或者如起重機械那樣，需要釋放位能的場合，上述制動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HONEYWELL和美國MOTOROLA系列ZPF-802型高精度、超低溫漂（溫度自動補償）芯片，其彩鋁合金外殼以及應力隔離技術(shù)組裝而成，經(jīng)精密度補償，放大處理轉(zhuǎn)換成4～20mA標準信號。</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>　　測量范圍：差壓：0～10Kpa 正壓：0～25Kpa 負壓：0～-25Kpa 或者-25Kpa～0Kpa 正負壓：-25～+25Kpa；</p><p><b>　　電源：24VDC；</b></p><p><b>　　精度：0.5級；</b></p><p>　　輸出

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

50、lt;/p><p>　　（2）變頻器的型號確定后，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線截面合適的三芯或四芯屏蔽動力電纜。尤其是從變頻器到電機之間的動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。當電纜長度超過變頻器所允許的輸出電纜長度時，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。對于控制電纜，尤其是I/0信號電纜也要用屏蔽結(jié)構(gòu)的。對于變頻器的外圍元件與

51、變頻器之間的連接電纜其長度不得超過10m。 </p><p>　?。?）在輸入側(cè)裝交流電抗器或EMC濾波器。根據(jù)變頻器安裝場所的其它設備對電網(wǎng)品質(zhì)的要求，若變頻器工作時已影響到這些設備的正常運行，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)的變壓器中性點不接地，則不能選用EMC濾波器。</p><p>　?。?）當變頻器用500V以上電

52、壓驅(qū)動電機時，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，有利于保護電機，同時也降低了容性漏電流和電機電纜的高頻輻射，以及電機的高頻損耗和軸承電流。使用du/dt濾波器時要注意濾波器上的電壓降將引起電機轉(zhuǎn)矩的稍微降低；變頻器與濾波器之間電纜長度不得超過3m。</p><p>　　5 變頻器的參數(shù)設置</p><p><b>　　5.1控制要求</b&

53、gt;</p><p>　?。?）工藝參數(shù): 風量：1875 m3/h</p><p>　?。?）鼓風機參數(shù)：型號：9-19型離心通風機</p><p>　　額定風流量：12749 m3/h</p><p>　　額定風壓：14.8 kPa</p><p>　?。?）電動機參數(shù)：型號：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、　?。?）鼓風機電機的起動/停止、正轉(zhuǎn)、調(diào)速控制。</p><p>　?。?）變頻器采用遠方控制方式。</p><p>　?。?）通過壓力變送器測得實際風力大小，同時和風力給定組成閉環(huán)控制。</p><p>　?。?）變頻器的運行狀態(tài)指示（如運行、停止、過流、低壓等）。</p><p>　　（8）變頻器的報警處理。</p>&l

56、t;p>　　變頻器的參數(shù)設定在調(diào)試過程中是十分重要的。由于參數(shù)設定不當，不能滿足生產(chǎn)的需要，導致起動、制動的失敗，或工作時常跳閘，嚴重時會燒毀功率模塊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個參數(shù)值，多功能控制的變頻器有200個以上的參數(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，只要按出廠值就可

57、，只要把使用時原出廠值不合適的予以重新設定就可，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、啟動時間、制動時間(及方式)、熱電子保護、過流保護、載波頻率、失速保護和過壓保護等是必須要調(diào)正的。當運轉(zhuǎn)不合適時，再調(diào)整其他參數(shù)。 </p><p>　　5.2變頻器參數(shù)設置</p><p>　　根據(jù)上述要求對變頻器做出如下設置：</p><p

58、>　　表5-1 變頻器的參數(shù)設置</p><p>　　6 PLC程序設計</p><p>　　6.1 S7-200的I/O接口分配表</p><p>　　系統(tǒng)需要啟動、停止按鈕，工頻、變頻運行控制按鈕和變頻器故障報警輸入共5個數(shù)字量輸入。PLC輸出端接變頻器啟動控制端，變頻、工頻運行接觸器和變頻器故障指示燈共4個數(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)設定值共兩個模擬量輸入，PLC輸出控制值到變頻器模擬量輸入端AIN+需要一個模擬量輸出端。因此選擇CPU222并擴展一個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>　　西門子系列PLC編程采用STEP7軟件，它是西門子PLC的視窗軟件支持工具，提供完整的編程環(huán)境，可進行離線編程和在線連接和調(diào)試，并能實現(xiàn)梯形圖與語句表的相互轉(zhuǎn)換。系統(tǒng)程序包括主程序和子程序，主程序控制啟動停止，設置中斷周期，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>　　通過此次的課程設計，了解到變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風機、水泵的應用上。為了保證生產(chǎn)的

62、可靠性，各種生產(chǎn)機械在設計配用動力驅(qū)動時，都留有一定的富余量。當電機不能在滿負荷下運行時，除達到動力驅(qū)動要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費。風機、泵類等設備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。當使用變頻調(diào)速時，如果流量要求減小，通過降低泵或風機的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。電動機使用變頻器的作用就是為了調(diào)速，并降低啟動電流。</p

63、><p>　　同時，在此期間，我懂得只有理論，沒有結(jié)合實際是很難做出東西的。比如在調(diào)試的過程中，遇到問題往往是書本上的知識不能直接的解決的，只要在扎實的專業(yè)知識的前提下，我們才能把東西做好。</p><p>　　經(jīng)過這次的課程設計，讓我深深的感受到理論聯(lián)系實踐的重要性，平時在學習中不能夠透徹理解的知識，通過動手，會有更好的認知。本次課程設計雖然不長，但是它給我們帶來了很多收獲。它使我意識到自己

64、的操作能力的不足，在理論上還存在很多缺陷。所以在以后的學習生活中，我會更加努力地加強理論聯(lián)系實踐的學習，在努力學好專業(yè)知識的同時努力加強自己的專業(yè)技能方面的能力，使自己的知識在實踐中不斷增長，在實踐中鍛煉自己，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</b></p><p>　　［1］付麗君，張孟瑋.變頻控制技術(shù)及應用.北京：人

65、民郵電出版社2015.2.</p><p>　?。?］楊鈴.變頻調(diào)速技術(shù)在離心式引風機控制中的節(jié)能分析.風機技術(shù)，2006(4)：47～48</p><p>　?。?］王樹.變頻調(diào)速系統(tǒng)設計與應用.北京：機械工業(yè)出版社，2005</p><p>　?。?］李國厚.PLC原理與應用設計.北京：化學工業(yè)出版社，2005 </p><p>　　[