畢業(yè)設(shè)計(jì)---變頻器pid調(diào)節(jié)的恒溫系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)綜合實(shí)踐</b></p><p>　　題 目： 變頻器PID調(diào)節(jié)的恒溫系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　系 別： 電氣電子工程系 專 業(yè)：電氣自動(dòng)化技術(shù) </p><p>　　班 級(jí)： 自動(dòng)化0802 學(xué) 號(hào)： </p><

2、p>　　課 題 摘 要</p><p>　　本課題設(shè)計(jì)是根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)上和社會(huì)生活中需要恒溫控制的要求，設(shè)計(jì)了一套基于PID變頻調(diào)速恒溫系統(tǒng)。PID變頻恒溫系統(tǒng)由PID變頻器、風(fēng)機(jī)組、加熱裝置、溫度傳感器、信號(hào)采集轉(zhuǎn)換電路等構(gòu)成。</p><p>　　本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是采用變頻器實(shí)現(xiàn)對(duì)三相鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行變頻調(diào)速，來改變對(duì)恒溫箱的鼓風(fēng)大小，利用溫度傳感器檢測(cè)恒溫箱的當(dāng)前溫度信號(hào)，

3、恒溫箱中溫度發(fā)生變化，采集的信號(hào)就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，在經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路把所采集的信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的PID輸入控制的電流信號(hào)，從而控制變頻器的輸出電壓和頻率，進(jìn)而改變鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來改變供氣量，最終保持系統(tǒng)的溫度恒定。該變頻恒溫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成果可運(yùn)用于許多實(shí)際的恒溫控制系統(tǒng)中，并能夠取得穩(wěn)定可靠的運(yùn)行效果和良好的節(jié)能效果。</p><p>　　關(guān)鍵詞： 變頻調(diào)速 恒溫供氣 PID控制 信號(hào)采集</p>

4、<p><b>　　目 次</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1 恒溫控制的意義1</p><p>　　1.2 變頻恒溫系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2.1 變頻調(diào)速技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展與現(xiàn)狀2</p&g

5、t;<p>　　1.2.2 變頻恒溫系統(tǒng)的研究與現(xiàn)狀2</p><p>　　2PID變頻恒溫系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 PID恒溫系統(tǒng)流程框圖4</p><p>　　2.2 PID恒溫控制系統(tǒng)接線圖6</p><p>　　3 電機(jī)調(diào)速模塊的分析7</p><p>　　

6、3.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理7</p><p>　　3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速簡(jiǎn)介7</p><p>　　3.1.2電動(dòng)機(jī)的調(diào)速指標(biāo)7</p><p>　　3.1.3 調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載9</p><p>　　3.1.4變頻調(diào)速的主要性能9</p><p>　　3.2　離心風(fēng)機(jī)調(diào)控方式的分析、選擇10&

7、lt;/p><p>　　3.3變頻器的分析和選擇12</p><p>　　3.3.1 變頻器驅(qū)動(dòng)負(fù)載特性的分析12</p><p>　　3.3.2 變頻器容量的計(jì)算13</p><p>　　3.3.3變頻器選擇注意事項(xiàng)15</p><p>　　4 三菱變頻器FR-E700的簡(jiǎn)要介紹17</p>&

8、lt;p>　　4.1 三菱變頻器FR-E740簡(jiǎn)介17</p><p>　　4.2 三菱變頻器FR-E740常規(guī)介紹18</p><p>　　4.2.1 主電路接線端18</p><p>　　4.2.2 控制電路接線端及端子功能介紹19</p><p>　　4.2.3 操作面板及其功能介紹22</p><p

9、>　　5 溫度信號(hào)處理模塊的介紹24</p><p>　　5.1 溫度采集轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)24</p><p>　　5.2 電壓電流轉(zhuǎn)換電路25</p><p>　　5.3 溫度顯示電路26</p><p>　　5.3.1 數(shù)字電壓表電路原理26</p><p>　　5.3.2 ICL7107管腳排列

10、27</p><p>　　6 PID功能簡(jiǎn)介及系統(tǒng)的設(shè)置與調(diào)試29</p><p>　　6.1 PID控制器的組成及作用29</p><p>　　6.2 PID基本構(gòu)成及功能概述29</p><p>　　6.3 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)設(shè)置介紹32</p><p>　　6.4 系統(tǒng)的調(diào)試34</p>

11、<p><b>　　結(jié) 論36</b></p><p><b>　　致 謝37</b></p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)38</p><p>　　附錄A Pt1000分度表39</p><p><b>　　1 緒論</b></p><

12、;p>　　1.1 恒溫控制的意義</p><p>　　在工業(yè)上，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，溫度控制是工業(yè)生產(chǎn)過程和社會(huì)生活中經(jīng)常遇到的過程控制，人們需要對(duì)各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足重輕的作用，其溫度的控制效果直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因而設(shè)計(jì)一種較為理想的溫度控制系統(tǒng)是非常有價(jià)值的。工業(yè)生產(chǎn)中溫度控制具有單向性、時(shí)滯性、大慣性和

13、時(shí)變性的特征，同時(shí)要實(shí)現(xiàn)溫度控制的快速性和準(zhǔn)確性，對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。</p><p>　　在日常生活中，人們也經(jīng)常碰到需要控制溫度的問題。例如，冬天做面包時(shí)，酵母菌發(fā)酵緩慢，甚至不能發(fā)酵，這時(shí)，人們常采用加熱的方法提高發(fā)酵溫度，但若經(jīng)驗(yàn)不足，溫度提得過高，則容易把酵母菌殺死。又如，有的地區(qū)冬天很冷，需要室內(nèi)取暖，這這樣的溫度又不能過高，也不能太低，所以需要采用比較可靠的恒溫裝置。再如，有些家庭

14、喜歡養(yǎng)金魚，到了冬天，常擔(dān)心溫度太低而使魚凍死?？傊愃频膯栴}在日常生活中常常碰到。所有這些，如果采用恒溫控制裝置，就可以得到解決。所以設(shè)計(jì)一個(gè)較可靠的恒溫控制電路，是具有非常重要的價(jià)值意義的。本課題設(shè)計(jì)的是一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的恒溫控制器，它可以根據(jù)使用者的實(shí)際需要，將溫度設(shè)定在某一范圍，當(dāng)溫度低于設(shè)定溫度時(shí)，電路會(huì)自動(dòng)控制變頻器的頻率使電機(jī)轉(zhuǎn)速下降，風(fēng)力降低，恒溫箱的溫度升高，當(dāng)高于設(shè)定溫度時(shí)，電路會(huì)自動(dòng)控制變頻器的頻率使電機(jī)轉(zhuǎn)速上升，風(fēng)

15、力增大，恒溫箱的溫度降低。本電路經(jīng)濟(jì)、可靠，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)及日常生活中需要恒溫的地方，一般均能適用。</p><p>　　對(duì)于不同場(chǎng)所、不同工藝、所需溫度高低范圍不同、精度不同，則采用的測(cè)溫元件、測(cè)溫方法以及對(duì)溫度的控制方法也將不同；產(chǎn)品工藝不同、控制溫度的精度不同、時(shí)效不同，則對(duì)數(shù)據(jù)采集的精度和采用的控制算法也不同。因而，對(duì)溫度的測(cè)控方法要多種多樣。隨著電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，微機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)也得到了迅

16、速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。利用微機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)控的技術(shù)，也便隨之而生，并得到日益發(fā)展和完善，越來越顯示出其優(yōu)越性。雖然現(xiàn)有的溫度傳感元件大多為模擬器件（如熱電耦）體積大、應(yīng)用復(fù)雜、而且不容易實(shí)現(xiàn)數(shù)字化等缺點(diǎn)，阻礙了應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展。但是這些器件相對(duì)來說比較經(jīng)濟(jì)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)中不必要花那么昂貴的電子產(chǎn)品，在此我們采用的是市場(chǎng)上最為常見的鉑電阻，通過測(cè)溫電路來實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量與恒定控制。</p><p>　　實(shí)現(xiàn)恒溫控

17、制的方法有很多，傳統(tǒng)的控制方法普片是利用PLC自適應(yīng)控制加熱絲實(shí)現(xiàn)恒溫控制，還有利用模擬PID調(diào)節(jié)的恒溫控制，另外還有基于單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)。由于利用PLC還要利用模擬PID調(diào)節(jié)的恒溫控制，其算法需要查表轉(zhuǎn)換，比較復(fù)雜，單片機(jī)的恒溫控制系統(tǒng)電路較為復(fù)雜，而且不是很穩(wěn)定。所以我們采用了變頻器PID自動(dòng)計(jì)算控制，集合電子電路來實(shí)現(xiàn)恒溫控制。</p><p>　　1.2 變頻恒溫系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p>

18、;<p>　　1.2.1 變頻調(diào)速技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展與現(xiàn)狀</p><p>　　變頻器的快速發(fā)展得益于電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)及電機(jī)控制理論的發(fā)展。1964年，最先提出把通信技術(shù)中的脈寬調(diào)制PWM技術(shù)應(yīng)用到交流傳動(dòng)中的是德國(guó)人。20世紀(jì)80年代初，日本學(xué)者提出了基于磁通軌跡的磁通軌跡控制方法。從20世紀(jì)80年代后半期開始，美、日、德、英等發(fā)達(dá)國(guó)家的基于VVVF技術(shù)的通用變頻器已商品化并廣

19、泛應(yīng)用。在我國(guó)，60%的發(fā)電量是通過電動(dòng)機(jī)消耗掉的，因此如何利用電機(jī)調(diào)速技術(shù)進(jìn)行電機(jī)運(yùn)行方式的改造以節(jié)約電能，一直受到國(guó)家和業(yè)界人士的重視?，F(xiàn)在，我國(guó)約有200家左右的公司、工廠和研究所從事變頻調(diào)速技術(shù)的工作，但自行開發(fā)生產(chǎn)的變頻調(diào)速產(chǎn)品和國(guó)際市場(chǎng)上的同類產(chǎn)品相比，還有比較大的技術(shù)差距。隨著改革開放和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)采取要么直接從發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)口現(xiàn)成的變頻調(diào)速設(shè)備，要么內(nèi)外結(jié)合，即在自行設(shè)計(jì)制造的成套裝置中采用外國(guó)進(jìn)口或合資企業(yè)的先進(jìn)變

20、頻調(diào)速設(shè)備，然后自己開發(fā)應(yīng)用軟件的辦法，很好地為國(guó)內(nèi)重大工程項(xiàng)目提供了電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的解決辦法，適應(yīng)了社會(huì)的需要。總之，雖然國(guó)內(nèi)變頻調(diào)速技術(shù)取得了較好的成績(jī)，但是總體上來說國(guó)內(nèi)自行開發(fā)、生產(chǎn)相關(guān)設(shè)備的能力還比較弱，對(duì)國(guó)外公司的依賴還很</p><p>　　1.2.2 變頻恒溫系統(tǒng)的研究與現(xiàn)狀</p><p>　　變頻恒溫在變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來的。在早期，由于國(guó)外生產(chǎn)的變頻器

21、的功能主要限定在頻率控制、升降速控制、正反轉(zhuǎn)控制、起動(dòng)控制以及制動(dòng)控制、壓頻比控制以及各種保護(hù)功能。應(yīng)用在變頻恒溫供氣系統(tǒng)中，變頻器僅作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，為了滿足供氣量大小需求不同時(shí)，保證溫度恒定，需在變頻器外部提供溫度控制器和溫度傳感器，對(duì)溫度進(jìn)行閉環(huán)控制。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展和變頻恒溫供氣系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及自動(dòng)化程度高等方面的優(yōu)點(diǎn)以及顯著的節(jié)能效果被大家發(fā)現(xiàn)和認(rèn)可后，國(guó)外許多生產(chǎn)變頻器的廠家開始重視并推出具有恒壓恒溫供氣功能的變頻器，

22、像日本Samco公司，就推出了將PID調(diào)節(jié)器和PLC可編程控制器等硬件集成在變頻器控制的基板上，通過設(shè)置指令代碼實(shí)現(xiàn)PLC和PID等電控系統(tǒng)的眾多功能，對(duì)社會(huì)上各式各樣的控制系統(tǒng)帶來了一個(gè)嶄新的科技。目前國(guó)內(nèi)有不少公司在做變頻控制工程，其中恒溫和恒壓控制最為普片，大多采用國(guó)外的變頻器控制風(fēng)機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速；也有的采用可編程控制器(PLC)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)；有的采用單片機(jī)及相應(yīng)的軟件予以實(shí)現(xiàn)。但在系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、穩(wěn)定性能、抗擾性能以及開放

23、性等多方面的綜合技術(shù)指標(biāo)來說，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒能達(dá)到</p><p>　　PID變頻恒溫系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 PID恒溫系統(tǒng)流程框圖</p><p>　　PID控制變頻恒溫供氣系統(tǒng)主要有變頻器、溫度傳感器和現(xiàn)場(chǎng)的熱風(fēng)機(jī)組一起組成一個(gè)完整的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的控制流程圖如圖2－1所示：</p><p>　　圖2－1 PID

24、變頻恒溫供氣系統(tǒng)控制流程圖</p><p>　　從圖中可看出，系統(tǒng)可分為：執(zhí)行機(jī)構(gòu)、信號(hào)檢測(cè)機(jī)構(gòu)、控制機(jī)構(gòu)三大部分，具體為：</p><p>　　(l) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)是由三相異步電機(jī)鼓風(fēng)機(jī)組成，他的作用是為系統(tǒng)鼓風(fēng)提供熱氣，供氣的大小和溫度的高低跟電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比變化來控制，而電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由變頻調(diào)速器控制，可以進(jìn)行變頻調(diào)速，用以根據(jù)用恒溫箱里溫度的變化而改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以維持系統(tǒng)的

25、溫度恒定。</p><p>　　信號(hào)檢測(cè)機(jī)構(gòu)：在系統(tǒng)控制過程中，需要檢測(cè)系統(tǒng)的溫度。把溫度變化的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號(hào)進(jìn)行反饋。當(dāng)溫度升高時(shí)，把溫度升高的模擬信號(hào)采集過來進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，把對(duì)應(yīng)的電流信號(hào)輸入到PID控制器上，讓其改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其溫度下降到恒定值。溫度下降時(shí)效果一樣，只是信號(hào)反相而已。</p><p>　　(3) 控制機(jī)構(gòu)：恒溫控制系統(tǒng)一般安裝在控制系統(tǒng)柜中，包括控制器

26、PID變頻器和電子電控設(shè)備兩部分。PID變頻控制器是整個(gè)變頻恒溫供氣控制系統(tǒng)的核心。PID控制器對(duì)采集的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、實(shí)施控制算法，得出對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制方案，通過變頻調(diào)速器對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制；其跟蹤供氣控制器送來的控制信號(hào)改變運(yùn)行頻率，完成轉(zhuǎn)速控制。</p><p>　　作為一個(gè)控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的安全監(jiān)控及報(bào)警是必不可少的重要組成部分。由于本課題設(shè)計(jì)的時(shí)間、人力和資金關(guān)系，所以沒有做專門的報(bào)警監(jiān)控電路，在電機(jī)維

27、護(hù)上做了熱繼電器做為電動(dòng)機(jī)的過載過熱保護(hù)，電子線路部分溫度監(jiān)控顯示電路和電流監(jiān)測(cè)電流，用于隨時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的溫度變化和電流值。</p><p>　　恒溫供氣系統(tǒng)通過檢測(cè)系統(tǒng)的溫度變化，并將其轉(zhuǎn)換為4—20mA的電流信號(hào)，此檢測(cè)信號(hào)是實(shí)現(xiàn)恒恒溫供氣的關(guān)鍵參數(shù)。將此檢測(cè)信號(hào)與變頻器的設(shè)定值進(jìn)行比較，將比較后的偏差值進(jìn)行PID運(yùn)算，再將運(yùn)算后的數(shù)字信號(hào)通過D/A轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)作為變頻器的輸入信號(hào)，控制變頻器的輸出頻

28、率，從而控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而控制鼓風(fēng)機(jī)的供氣流量和溫度，最終使系統(tǒng)的溫度恒定，實(shí)現(xiàn)PID恒溫供氣控制。其控制系統(tǒng)框圖如圖2－2所示。</p><p>　　圖2－2 變頻器恒溫控制系統(tǒng)框圖</p><p>　　在此次設(shè)計(jì)中，由于在市場(chǎng)上購(gòu)買能夠供熱氣的熱鼓風(fēng)機(jī)價(jià)格昂貴，所以我們?cè)谙到y(tǒng)的實(shí)物設(shè)計(jì)中對(duì)加熱這一塊做了改變，我們的思路是在恒溫箱中直接用熱電爐加熱，通過鼓風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)的大小來排出箱子中的

29、熱氣，如果箱子中溫度高，變頻器頻率增大，是電機(jī)轉(zhuǎn)速增加鼓風(fēng)量就加大，使熱氣排出量加大，溫度下降。如果箱子中溫度低，變頻器控制頻率為零或者很小，使鼓風(fēng)機(jī)不用鼓風(fēng)或者鼓小風(fēng)，讓溫度迅速上升。這樣設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)基本上是能實(shí)現(xiàn)恒溫控制的，但不能實(shí)現(xiàn)任意的溫度控制，因?yàn)闊犭姞t加熱的溫度是固定的，而鼓風(fēng)排氣不成線性，所以不能實(shí)現(xiàn)任意溫度的控溫。</p><p>　　2.2 PID恒溫控制系統(tǒng)接線圖</p><

30、;p>　　如圖5-1是PID恒溫控制的接線圖，變頻器主電路部分，電源輸入端R/S/T接的是交流380V電壓，輸出端U/V/W接熱風(fēng)機(jī)電機(jī)。控制電路正轉(zhuǎn)端子STF接正傳啟動(dòng)開關(guān)，反轉(zhuǎn)端子STR沒有接開關(guān)，PID控制選擇用不常用的MRS端子，在MRS端子與SD之間接一個(gè)開關(guān)，用以控制PID的啟動(dòng)與停止。端子10/2/5各端按下圖所示接一個(gè)電位器，用以設(shè)定目標(biāo)值，端子4是4～20mA電流輸入端，實(shí)物接線參考下圖6-1即可。</p&

31、gt;<p>　　圖2-3 PID恒溫控制接線圖</p><p>　　3 電機(jī)調(diào)速模塊的分析 </p><p>　　3.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速原理</p><p>　　3.1.1三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速簡(jiǎn)介</p><p>　　調(diào)速就是在一定的負(fù)載下，根據(jù)生產(chǎn)的需要人為的改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這是生產(chǎn)機(jī)械經(jīng)常向電動(dòng)機(jī)提出的要求。調(diào)速

32、性能的好壞往往影響到生產(chǎn)機(jī)械的工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。變頻調(diào)速技術(shù)的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源的輸入頻率成正比的關(guān)系，電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為：</p><p>　　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。</p><p>　　從上式可知，三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法有：</p><p>　　(l) 改變電源頻率</p><p>　　(

33、2) 改變電機(jī)極對(duì)數(shù)</p><p><b>　　(3) 改變轉(zhuǎn)差率</b></p><p>　　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。改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速為了保證其較大的調(diào)速范圍一般采用串級(jí)調(diào)速的方式，其最大優(yōu)點(diǎn)是它可以回收轉(zhuǎn)

34、差功率，節(jié)能效果好，且調(diào)速性能也好，但由于線路過于復(fù)雜，增加了中間環(huán)節(jié)的電能損耗，且成本高而影響它的推廣價(jià)值。下面重點(diǎn)分析改變電源頻率調(diào)速的方法及特點(diǎn)。</p><p>　　根據(jù)公式可知，當(dāng)轉(zhuǎn)差率變化不大時(shí)，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n基本上與電源頻率f成正比。連續(xù)調(diào)節(jié)電源頻率，就可以平滑地改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。但是，單一地調(diào)節(jié)電源頻率，將導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行性能惡化。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，已出現(xiàn)了各種性能良好、工作可靠的變頻調(diào)速電

35、源裝置，它們促進(jìn)了變頻調(diào)速的廣泛應(yīng)用。</p><p>　　3.1.2電動(dòng)機(jī)的調(diào)速指標(biāo)</p><p><b>　?。?）調(diào)速范圍</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)在滿載（電流為額定值）情況下所能得到的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比稱為調(diào)速范圍，用D表示，即</p><p><b>　?。?）調(diào)速方向</b&g

36、t;</p><p>　　調(diào)速方向指調(diào)速后的轉(zhuǎn)速比原來的額定轉(zhuǎn)速（基本轉(zhuǎn)速）高還是低。若比基本轉(zhuǎn)速高，稱為往上調(diào)，比基本轉(zhuǎn)速低，稱為往下調(diào) 。</p><p><b>　?。?）調(diào)速的平滑性</b></p><p>　　調(diào)速的平滑性由一定調(diào)速范圍內(nèi)能得到的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)來說明。級(jí)數(shù)越多，相鄰兩轉(zhuǎn)速的差值越小，平滑性越好。如果轉(zhuǎn)速只能跳躍式的調(diào)節(jié)，例如

37、只能從3000 r/min 一下調(diào)節(jié)到 1500 r/min ，再又調(diào)節(jié)到1000 r/min 等，兩者中間的轉(zhuǎn)速無法得到，這種調(diào)速稱為有級(jí)調(diào)速。如果在一定的調(diào)速范圍內(nèi)的任何轉(zhuǎn)速都可以得到則稱為無級(jí)調(diào)速。無級(jí)調(diào)速的平滑性當(dāng)然比有級(jí)調(diào)速好。</p><p>　　平滑的程度可用相鄰兩轉(zhuǎn)速之比來衡量，稱為平滑系數(shù)（smooth factor），即 </p>

38、<p>　　σ越接近于1，平滑性越好。無級(jí)調(diào)速時(shí)σ=1，平滑性最好。</p><p><b>　?。?）調(diào)速的穩(wěn)定性</b></p><p>　　調(diào)速的穩(wěn)定性是用來說明電動(dòng)機(jī)在新的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，負(fù)載變化而引起轉(zhuǎn)速變化的程度，通常用靜差率（static slip）來表示。其定義為：在某一機(jī)械特性上運(yùn)行時(shí)電動(dòng)機(jī)有理想空載到滿載時(shí)的轉(zhuǎn)速差與理想空載轉(zhuǎn)速之百分比，

39、即</p><p>　　δ越小，穩(wěn)定性越好。靜差率與機(jī)械特性的硬度有關(guān)。機(jī)械特性的硬度的定義為，</p><p>　　α越大，轉(zhuǎn)矩變化時(shí)，n變化的程度就越小，機(jī)械特性就越硬，靜差率δ就越小，穩(wěn)定性就越好。靜差率還與理想空載轉(zhuǎn)速n0的大小有關(guān)。例如兩條平行的機(jī)械特性硬度相同，中的n0-nf 相同，由于n0不同，它們的δ就不同，n0大的，δ小，n0小的，δ就大。</p><

40、p>　　生產(chǎn)機(jī)械在調(diào)速時(shí)，為保持一定的穩(wěn)定性會(huì)對(duì)靜差率提出一定的要求。靜差率還會(huì)對(duì)調(diào)速范圍起到制約的作用，因?yàn)槿绻{(diào)速時(shí)所得到的最低轉(zhuǎn)速下的δ太大，則該轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定性太差，便難以滿足生產(chǎn)機(jī)械的要求。</p><p><b>　?。?）調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　這要由調(diào)速時(shí)的初期投資，調(diào)速厚的電能消耗以及各種運(yùn)行費(fèi)用的多少來說明。</p>

41、<p>　　3.1.3 調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載</p><p>　　電動(dòng)機(jī)在各種不同轉(zhuǎn)速下滿載運(yùn)行時(shí)，如果允許輸出的功率相同，則這種調(diào)速方法稱為恒功率調(diào)速；如果允許輸出的轉(zhuǎn)矩相同，則這種調(diào)速方法稱為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。</p><p>　　不同的生產(chǎn)機(jī)械對(duì)此的要求往往不同。例如切削機(jī)床，要求精加工小切削量時(shí)，工件轉(zhuǎn)速高，粗加工大切削量時(shí)，工件轉(zhuǎn)速低。因此，它希望電動(dòng)機(jī)能具有恒功率調(diào)速的性能

42、。另一類生產(chǎn)機(jī)械，例如起重機(jī)、卷揚(yáng)機(jī)等則要求電動(dòng)機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下都能輸出同樣的轉(zhuǎn)矩，因此，它希望電動(dòng)機(jī)具有恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速的性能。</p><p>　　那么對(duì)于三相異步電動(dòng)機(jī)來說，由于</p><p>　　所以三相異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法可以分為兩大類：一類是通過改變同步轉(zhuǎn)速n0來改變轉(zhuǎn)速n，具體方法有變極調(diào)速（改變p）和變頻調(diào)速（改變f1）；另一類是通過改變轉(zhuǎn)差率s來實(shí)現(xiàn)調(diào)速，這就需要讓電動(dòng)機(jī)從固有

43、特性上運(yùn)行改為人為特性上運(yùn)行，具體方法有變壓調(diào)速（改變U1），轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速（改變R2），等等。</p><p>　　3.1.4變頻調(diào)速的主要性能</p><p>　　（1）.調(diào)速方向即可往上調(diào)，也可往下調(diào)；</p><p>　?。?）.平滑性好，可實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速；</p><p>　?。?）.調(diào)速的穩(wěn)定性好，機(jī)械特性的工作段基本平行，硬度

44、大，靜差率小；</p><p>　?。?）.調(diào)速范圍廣；</p><p>　?。?）.調(diào)速的經(jīng)濟(jì)性方面，初期投資達(dá)，需要專用的變頻裝置。但運(yùn)行費(fèi)用不大；</p><p>　?。?）.調(diào)速時(shí)的允許負(fù)載分析如下：</p><p>　?、賔1<fN時(shí)為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速。</p><p>　　由于f1<fN是，U1/f1

45、=常數(shù)，Φm基本不變，因此各種轉(zhuǎn)速下的滿載轉(zhuǎn)矩T=CTΦmI2Ncosφ2基本不變。</p><p>　?、趂1<fN時(shí)為恒功率調(diào)速。</p><p>　　由于f1>fN時(shí)，U1=常數(shù)，根據(jù)，Φm與f1（既是n）成反比，因此在各種轉(zhuǎn)速下的滿載轉(zhuǎn)矩T=CTΦmI2Ncosφ2基本上與轉(zhuǎn)速n成反比，兩者的乘積基本不變，允許的輸出功率基本不變。</p><p>

46、;　　3.2 離心風(fēng)機(jī)調(diào)控方式的分析、選擇</p><p>　　離心風(fēng)機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的風(fēng)機(jī)，是風(fēng)機(jī)節(jié)能的主要對(duì)象。從調(diào)查中了解到，目前風(fēng)機(jī)運(yùn)行中存在的主要問題是能源浪費(fèi)嚴(yán)重。根據(jù)國(guó)家有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，風(fēng)機(jī)與泵的用電量占全國(guó)用電總量的40％左右。造成風(fēng)機(jī)能耗大的主要原因是由于運(yùn)行中的風(fēng)機(jī)大量采用檔板、閥門等調(diào)節(jié)方式。這種方式雖簡(jiǎn)便易行，但在調(diào)節(jié)過程中將產(chǎn)生大量的能量損耗。因此，生產(chǎn)工程中若需經(jīng)常調(diào)節(jié)風(fēng)量的鼓風(fēng)機(jī)，應(yīng)

47、選擇合適的調(diào)節(jié)方式，以降低能耗。</p><p>　　（1）離心風(fēng)機(jī)的工作原理及特性 ：?jiǎn)渭?jí)高速離心風(fēng)機(jī)的工作原理是，原動(dòng)機(jī)通過軸驅(qū)動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，氣流由進(jìn)口軸向進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的葉輪后變成徑向流動(dòng)被加速，然后進(jìn)入擴(kuò)壓腔，改變流動(dòng)方向而減速，這種減速作用將高速旋轉(zhuǎn)的氣流中具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為壓能（勢(shì)能），使風(fēng)機(jī)出口保持穩(wěn)定壓力。 </p><p>　　從理論上講，離心鼓風(fēng)機(jī)的壓力-流量特性曲線是一

48、條直線，但由于風(fēng)機(jī)內(nèi)部存在摩擦阻力等損失，實(shí)際的壓力與流量特性曲線隨流量的增大而平緩下降，對(duì)應(yīng)的離心風(fēng)機(jī)的功率-流量曲線隨流量的增大而上升。當(dāng)風(fēng)機(jī)以恒速運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)將沿壓力-流量特性曲線移動(dòng)。風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的工況點(diǎn)，不僅取決于本身的性能，而且取決于系統(tǒng)的特性，當(dāng)管網(wǎng)阻力增大時(shí)，管路性能曲線將變陡。</p><p>　　風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)的基本原理就是通過改變風(fēng)機(jī)本身的性能曲線或外部管網(wǎng)特性曲線，以得到所需工況。 <

49、;/p><p>　?。?）變頻調(diào)控原理與特性 :隨著科技的不斷發(fā)展，交流電機(jī)調(diào)速技術(shù)被廣泛采用。通過新一代全控型電子元件，用變頻器改變交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速方式來進(jìn)行風(fēng)機(jī)流量的控制，可以大幅度減少以往機(jī)械方式調(diào)控流量造成的能量損耗。 </p><p>　　圖3－1 變頻調(diào)節(jié)時(shí)風(fēng)機(jī)的性能曲線</p><p>　　變頻調(diào)節(jié)的節(jié)能原理：如圖3－1中曲線1和2表示調(diào)速時(shí)的壓力-流量曲線

50、，曲線3和4表示節(jié)流調(diào)節(jié)時(shí)管路阻力特性曲線，曲線5表示恒速時(shí)功率-流量曲線，設(shè)A點(diǎn)為風(fēng)機(jī)最大工況點(diǎn)。當(dāng)風(fēng)量需從Q1減少到Q2時(shí)，如果采用節(jié)流調(diào)節(jié)法，工況點(diǎn)由A到B，風(fēng)壓增加到H2，由圖中可看出軸功率P2下降，但減少的不太多。如果采用變頻調(diào)節(jié)方式，風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)由A到C，可見在滿足同樣風(fēng)量Q2 情況下，風(fēng)壓H3將大幅度下降，功率P3隨著顯著減少。節(jié)省的功率損耗△P＝△HQ2與圖中面積BH2H3C成正比。 </p><p&g

51、t;　　由以上分析可知，變頻調(diào)節(jié)是一種高效的調(diào)節(jié)方式。鼓風(fēng)機(jī)采用變頻調(diào)節(jié)，不會(huì)產(chǎn)生附加壓力損失，節(jié)能效果顯著，調(diào)節(jié)風(fēng)量范圍0％～100％，適合調(diào)節(jié)范圍寬，且經(jīng)常處于低負(fù)荷下運(yùn)行的場(chǎng)合。但是，當(dāng)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，風(fēng)量減小時(shí)，風(fēng)壓將發(fā)生很大變化，由風(fēng)機(jī)比例定律： </p><p>　　Q1/Q2＝(n1/n2)，　H1/H2＝(n1/n2)2，　P1/P2＝(n1/n2)3 </p><p>　　

52、可知，當(dāng)其轉(zhuǎn)速降低到原額定轉(zhuǎn)速的一半時(shí)，對(duì)應(yīng)工況點(diǎn)的流量、壓力、軸功率各下降到原來的1/2、1/4、1/8，這就是變頻調(diào)節(jié)方式可以大幅度節(jié)電的原因。 根據(jù)變頻調(diào)節(jié)這一特性，選擇變頻器控制鼓風(fēng)機(jī)的的轉(zhuǎn)速是最佳的選擇。 </p><p>　　(3)　不同調(diào)控方式的比較 </p><p>　　圖3－2 不同調(diào)節(jié)方式下功率消耗比較</p><p>　　圖3－2給出了不同調(diào)控

53、方式時(shí)風(fēng)量和軸功率的關(guān)系。其中可以看出變頻調(diào)節(jié)的離心鼓風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)范圍很廣，在節(jié)能上有顯著效果，通過對(duì)變頻調(diào)節(jié)方式的原理與特點(diǎn)的分析，鼓風(fēng)機(jī)調(diào)控方式的選擇，從節(jié)能方面和對(duì)風(fēng)量、風(fēng)壓要求前提下，從流量變化范圍、風(fēng)機(jī)功率大小、調(diào)節(jié)裝置的技術(shù)復(fù)雜程度、可靠性及投資等方面綜合考慮，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，作出合理的選擇。在此系統(tǒng)中我們還考慮到噪聲低，價(jià)格低的因數(shù)，所以購(gòu)買了低噪聲離心鼓風(fēng)機(jī)。 </p><p>　　3.3變頻器的分

54、析和選擇</p><p>　　3.3.1 變頻器驅(qū)動(dòng)負(fù)載特性的分析</p><p>　　變頻器的正確選擇對(duì)于控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行是非常關(guān)鍵的。選擇變頻器時(shí)必須要充分了解變頻器所驅(qū)動(dòng)的負(fù)載特性。人們?cè)趯?shí)踐中常將生產(chǎn)機(jī)械分為三種類型: 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載、恒功率負(fù)載和風(fēng)機(jī)、水泵負(fù)載。</p><p><b>　　（1） 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載</b></p>

55、<p>　　負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n無關(guān)，任何轉(zhuǎn)速下TL總保持恒定或基本恒定。例如傳送帶、攪拌機(jī)，擠壓機(jī)等摩擦類負(fù)載以及吊車、提升機(jī)等位能負(fù)載都屬于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。變頻器拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)的負(fù)載時(shí)，低速下的轉(zhuǎn)矩要足夠大，并且有足夠的過載能力。如果需要在低速下穩(wěn)速運(yùn)行，應(yīng)該考慮標(biāo)準(zhǔn)異步電動(dòng)機(jī)的散熱能力，避免電動(dòng)機(jī)的溫升過高。</p><p><b>　　（2） 恒功率負(fù)載</b></p

56、><p>　　機(jī)床主軸和軋機(jī)、造紙機(jī)、塑料薄膜生產(chǎn)線中的卷取機(jī)、開卷機(jī)等要求的轉(zhuǎn)矩，大體與轉(zhuǎn)速成反比，這就是所謂的恒功率負(fù)載。負(fù)載的恒功率性質(zhì)應(yīng)該是就一定的速度變化范圍而言的。當(dāng)速度很低時(shí)，受機(jī)械強(qiáng)度的限制，TL 不可能無限增大，在低速下轉(zhuǎn)變?yōu)楹戕D(zhuǎn)矩性質(zhì)。負(fù)載的恒功率區(qū)和恒轉(zhuǎn)矩區(qū)對(duì)傳動(dòng)方案的選擇有很大的影響。電動(dòng)機(jī)在恒磁通調(diào)速時(shí)，最大允許輸出轉(zhuǎn)矩不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；而在弱磁調(diào)速時(shí)，最大允許輸出轉(zhuǎn)矩與速度成反比，屬于

57、恒功率調(diào)速。如果電動(dòng)機(jī)的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率調(diào)速的范圍與負(fù)載的恒轉(zhuǎn)矩和恒功率范圍相一致時(shí)，即所謂“匹配”的情況下，電動(dòng)機(jī)的容量和變頻器的容量均最小。</p><p>　　（3）風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載</p><p>　　在各種風(fēng)機(jī)、水泵、油泵中，隨葉輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，空氣或液體在一定的速度范圍內(nèi)所產(chǎn)生的阻力大致與速度n的2次方成正比。隨著轉(zhuǎn)速的減小，轉(zhuǎn)矩按轉(zhuǎn)速的2 次方減小。這種負(fù)載所需的功率與速度的3 次方成

58、正比。當(dāng)所需風(fēng)量、流量減小時(shí)，利用變頻器通過調(diào)速的方式來調(diào)節(jié)風(fēng)量、流量，可以大幅度地節(jié)約電能。由于高速時(shí)所需功率隨轉(zhuǎn)速增長(zhǎng)過快，與速度的三次方成正比，所以通常不應(yīng)使風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載超工頻運(yùn)行。</p><p>　　3.3.2 變頻器容量的計(jì)算</p><p>　　變頻器的容量一般用額定輸出電流（A）、額定容量（kVA）、適用電動(dòng)機(jī)功率（KW）表示。其中，額定輸出電流為變頻器可以連續(xù)輸出的最大

59、交流電流有效值。輸出容量指是額定輸出電流和額定輸出電壓乘積的三項(xiàng)視在輸出功率適用電動(dòng)機(jī)功率是以2、4極的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)為對(duì)象，表示在額定輸出電流內(nèi)可以驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功率。應(yīng)注意：6極以上的電動(dòng)機(jī)和變極電動(dòng)機(jī)等特殊電動(dòng)機(jī)的額定電流比標(biāo)準(zhǔn)電流大，不能根據(jù)適用電機(jī)功率選擇變頻器容量。因此，用標(biāo)準(zhǔn)2、4極電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的連續(xù)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載，變頻器的容量可根據(jù)適用電動(dòng)機(jī)的功率選擇；對(duì)于用6極以上和變極電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的負(fù)載、變動(dòng)負(fù)載、斷續(xù)負(fù)載和短路負(fù)載，變頻器的容量

60、應(yīng)按運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)的最大工作電流來選擇。</p><p>　　跟據(jù)電動(dòng)機(jī)電流選擇變頻器的容量：采用變頻器驅(qū)動(dòng)三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速時(shí)，在異步電動(dòng)機(jī)確定后，通常應(yīng)根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)的額定電流來選擇變頻器，或者根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最大電流來選擇。</p><p>　　（1）連續(xù)運(yùn)行場(chǎng)合：</p><p>　　由于變頻器給電動(dòng)機(jī)的是脈動(dòng)電流，其脈動(dòng)值比工頻供電時(shí)

61、的電流要大。因此需將變頻器的容量留有適當(dāng)?shù)脑Ａ俊Ｒ话肓钭冾l器的額定電流≥（1.05—1.1）倍的電動(dòng)機(jī)額定電流（銘牌值）或電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行的最大電流。</p><p><b>　　即：</b></p><p><b>　　或 </b></p><p>　　試中，I1NV ：表示變頻器的額定輸出電流（A）；</p&g

62、t;<p>　　IN ：電動(dòng)機(jī)的額定電流（A）；</p><p>　　Imax ：電動(dòng)機(jī)的實(shí)際最大電流（A）。</p><p>　　如按電動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)行中的最大電流來選定變頻器時(shí)，變頻器的容量可以適當(dāng)減少。</p><p>　?。?）加減速時(shí)變頻器的選擇：</p><p>　　變頻器的最大輸出轉(zhuǎn)矩是由變頻器的最大輸出電流決定的。

63、一般情況下，對(duì)于短時(shí)間的加減速而言，變頻器允許達(dá)到額定輸出電流的130%~150%（依變頻器容量而定）。因此，在短時(shí)間加減速時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩也可能增大。反之，如只需要較小的加減速轉(zhuǎn)矩時(shí)，也可以降低選擇變頻器的容量。由于電流的脈動(dòng)原因，此時(shí)應(yīng)將變頻器的最大輸出電流降低10%以后在進(jìn)行選擇。</p><p>　?。?）頻繁加減速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)變頻器容量的選定 ：</p><p>　　根據(jù)加速、恒速、減速等各

64、種運(yùn)行狀態(tài)下的電流值，按下式確定， </p><p>　　式中：I1NV：變頻器額定輸出電流(A) </p><p>　　I1、I2、…IN：各運(yùn)行狀態(tài)平均電流(A) </p><p>　　t1、t2、…tN：各運(yùn)行狀態(tài)下的時(shí)間 (S)</p><p>　　K0：安全系數(shù)(運(yùn)行頻繁時(shí)取1.2，其它條件下為1.1) </p>&l

65、t;p>　　（4）一臺(tái)變頻器傳動(dòng)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)，且多臺(tái)電動(dòng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)行，即成組傳動(dòng)。 </p><p>　　用一臺(tái)變頻器使多臺(tái)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)于一小部分電機(jī)開始起動(dòng)后，再追加投入其他電機(jī)起動(dòng)的場(chǎng)合，此時(shí)變頻器的電壓、頻率已經(jīng)上升，追加投入的電機(jī)將產(chǎn)生大的起動(dòng)電流，因此，變頻器容量與同時(shí)起動(dòng)時(shí)相比需要大些。 </p><p>　　3.3.3 變頻器選擇注意事項(xiàng)</p><

66、;p>　　用戶可以根據(jù)自己的實(shí)際工藝要求和運(yùn)用場(chǎng)合選擇不同類型的變頻器。在選擇變頻器時(shí)因注意以下幾點(diǎn)注意事項(xiàng)：</p><p>　?。?）選擇變頻器時(shí)應(yīng)以實(shí)際電機(jī)電流值作為變頻器選擇的依據(jù)，電機(jī)的額定功率只能作為參考。另外，應(yīng)充分考慮變頻器的輸出含有豐富的高次諧波，會(huì)使電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率變壞。因此，用變頻器給電動(dòng)機(jī)供電與用工頻電網(wǎng)供電相比較，電動(dòng)機(jī)的電流會(huì)增加10％而溫升會(huì)增加20％左右。所以在選擇電動(dòng)

67、機(jī)和變頻器時(shí)，應(yīng)考慮到這種情況，適當(dāng)留有余量，以防止溫升過高，影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。</p><p>　?。?）變頻器若要長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí)，此時(shí)應(yīng)該采取措施抑制長(zhǎng)電纜對(duì)地耦合電容的影響，避免變頻器出力不夠。所以變頻器應(yīng)放大一、兩檔選擇或在變頻器的輸出端安裝輸出電抗器。對(duì)于一些特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，如高環(huán)境溫度、高開關(guān)頻率、高海拔高度等，此時(shí)會(huì)引起變頻器的降容，變頻器需放大一檔選擇。</p><p>

68、　?。?）使用變頻器控制高速電機(jī)時(shí)，由于高速電動(dòng)機(jī)的電抗小，會(huì)產(chǎn)生較多的高次諧波。而這些高次諧波會(huì)使變頻器的輸出電流值增加。因此，選擇用于高速電動(dòng)機(jī)的變頻器時(shí)，應(yīng)比普通電動(dòng)機(jī)的變頻器稍大一些。</p><p>　　（4）使用變頻器驅(qū)動(dòng)齒輪減速電動(dòng)機(jī)時(shí)，使用范圍受到齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)部分潤(rùn)滑方式的制約。潤(rùn)滑油潤(rùn)滑時(shí)，在低速范圍內(nèi)沒有限制；在超過額定轉(zhuǎn)速以上的高速范圍內(nèi)，有可能發(fā)生潤(rùn)滑油用光的危險(xiǎn)。因此，不要超過最高轉(zhuǎn)速容許值

69、。</p><p>　?。?）變頻器驅(qū)動(dòng)繞線轉(zhuǎn)子異步電動(dòng)機(jī)時(shí)，大多是利用已有的電動(dòng)機(jī)。繞線電動(dòng)機(jī)與普通的鼠籠電動(dòng)機(jī)相比，繞線電動(dòng)機(jī)繞組的阻抗小。因此，容易發(fā)生由于紋波電流而引起的過電流跳閘現(xiàn)象，所以應(yīng)選擇比通常容量稍大的變頻器。一般繞線電動(dòng)機(jī)多用于飛輪力矩GD2較大的場(chǎng)合，在設(shè)定加減速時(shí)間時(shí)應(yīng)多注意。</p><p>　?。?）變頻器驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，與工頻電源相比，會(huì)降低輸出容量10％～

70、20％，變頻器的連續(xù)輸出電流要大于同步電動(dòng)機(jī)額定電流與同步牽入電流的標(biāo)幺值的乘積。</p><p>　?。?）對(duì)于壓縮機(jī)、振動(dòng)機(jī)等轉(zhuǎn)矩波動(dòng)大的負(fù)載和油壓泵等有峰值負(fù)載情況下，如果按照電動(dòng)機(jī)的額定電流或功率值選擇變頻器的話，有可能發(fā)生因峰值電流使過電流保護(hù)動(dòng)作現(xiàn)象。因此，應(yīng)了解工頻運(yùn)行情況，選擇比其最大電流更大的額定輸出電流的變頻器。</p><p>　　選擇變頻器時(shí)，一定要注意其防護(hù)等級(jí)是

71、否與現(xiàn)場(chǎng)的情況相匹配。否則現(xiàn)場(chǎng)的灰塵、水汽會(huì)影響變頻器的長(zhǎng)久運(yùn)行。變頻器是本系統(tǒng)控制核心硬件，也是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過頻率的改變實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，從而改變供氣量。變頻器的選擇必須根據(jù)鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)的功率和電流進(jìn)行選擇。根據(jù)控制功能不同，通用變頻器可分為三種類型：普通功能型U/f控制變頻器、具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高功能型U/f控制變頻器以及矢量控制高功能型變頻器。鼓風(fēng)機(jī)組系統(tǒng)屬風(fēng)機(jī)、泵類負(fù)載，低速運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩小，可選用價(jià)格相對(duì)便宜的U/f控制變頻器

72、。</p><p>　　由于購(gòu)買一臺(tái)變頻器比較昂貴，學(xué)校又有兩種型號(hào)的變頻器可以借，其中有三菱變頻器和亞泰變頻器，都可以用與本系統(tǒng)。我們首選較為熟悉的三菱變頻器，他是我們上課所學(xué)的一門學(xué)科之一，所以怎么運(yùn)用都叫熟知，不用花太多時(shí)間去學(xué)習(xí)它。它是用于三相交流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的系列產(chǎn)品，由微處理器控制，采用絕緣柵雙極型晶體管作為功率輸出器件，具有很高的運(yùn)行可靠性和很強(qiáng)的功能。它采用模塊化結(jié)構(gòu)，組態(tài)靈活，有多種完善的變頻器和

73、電動(dòng)機(jī)保護(hù)功能，有內(nèi)置的RS-485/232C接口和用于簡(jiǎn)單過程控制的PI閉環(huán)控制器，可以根據(jù)用戶的特殊需要對(duì)I/O端子進(jìn)行功能自定義?？焖匐娏飨拗茖?shí)現(xiàn)了無跳閘運(yùn)行，磁通電流控制改善了動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，低頻時(shí)也可以輸出大力矩。所以我們采用三菱變頻器FR-E740，其輸出功率為0.4~7.5KW，完全適用</p><p>　　4 三菱變頻器FR-E700的簡(jiǎn)要介紹</p><p>　　4.1 三

74、菱變頻器FR-E740簡(jiǎn)介</p><p>　　本課題采用的變頻器是FR-E700系列的變頻器，F(xiàn)R-E700系列變頻器是具有變頻調(diào)速器和經(jīng)濟(jì)型高性能的變頻器 ，其功率范圍：0.1～15KW ，本系統(tǒng)用的變頻器是FR-E740-1.5K-CHT，其外觀圖如下圖4-1所示，F(xiàn)R-E700系列具有如下特點(diǎn)：</p><p>　?。?） 先進(jìn)磁通矢量控制，0.5Hz時(shí)200%轉(zhuǎn)矩輸出

75、</p><p>　?。?）擴(kuò)充PID，柔性PWM </p><p>　　（3） 內(nèi)置Modbus-RTU協(xié)議 </p><p>　?。?）停止精度提高 </p><p>　　（5）加選件卡FR-A7NC，可以支持CC-Link通訊</p><p>　　（6）加選件卡FR-A7NL，可以支持LONWORKS通訊<

76、/p><p>　?。?）加選件卡FR-A7ND，可以支持Deveice Net通訊</p><p>　?。?）加選件卡FR-A7NP，可以支持Profibus-DP通訊</p><p>　　圖4-1 變頻器FR-E700實(shí)物圖</p><p>　　4.2 三菱變頻器FR-E740常規(guī)介紹</p><p>　　4.2.1 主

77、電路接線端</p><p>　　4.2.2 控制電路接線端及端子功能介紹</p><p>　?。?）控制電路接線端及其變頻器上對(duì)應(yīng)的端子排</p><p>　?。?）標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)控制電路端子的功能</p><p>　?。?）輸出信號(hào)和通訊部分的端子功能</p><p>　　部分的端子可以通過Pr.178～Pr.184、

78、Pr.190～Pr.192 （輸入輸出端子功能選擇）選擇端子功能。請(qǐng)正確設(shè)定Pr.267 和電壓／電流輸入切換開關(guān)，輸入與設(shè)定相符的模擬信號(hào)。若將電壓／電流輸入切換開關(guān)設(shè)為“I”（電流輸入規(guī)格）進(jìn)行電壓輸入，若將開關(guān)設(shè)為“V”（電壓輸入規(guī)格）進(jìn)行電流輸入，可能導(dǎo)致變頻器或外部設(shè)備的模擬電路發(fā)生故障。</p><p>　　4.2.3 操作面板及其功能介紹</p><p>　?。?）變頻器的面

79、板及功能介紹:變頻器所有參數(shù)設(shè)置都是在操作面板上進(jìn)行,下圖就是操作面板的各部分的名稱及功能介紹。</p><p>　?。?）變頻器變更參數(shù)的設(shè)定值：以變更Pr.1上限頻率為例，看如下操作。具體的參數(shù)變更值請(qǐng)參考說明書。</p><p>　　5 溫度信號(hào)處理模塊的介紹</p><p>　　5.1 溫度采集轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于

80、本設(shè)計(jì)課題是恒溫控制，涉及到溫度測(cè)試電路，為了與我們課程設(shè)計(jì)相結(jié)合，把我們所做的課程設(shè)計(jì)應(yīng)用到實(shí)際中來，所以我們采用了大一時(shí)課程設(shè)計(jì)的電路，鉑電阻測(cè)溫電路，并且從控制范圍、精度和測(cè)試范圍上考慮都可以達(dá)到要求，而且還有現(xiàn)成的電路板可以使用，所以從各方面考慮都是最佳的選擇。溫度信號(hào)采集電路模塊如圖下圖5－1所示。電路中鉑電阻用Rt(PT1000)，是作為溫度信號(hào)輸入的，也就是所說的溫度傳感器，其測(cè)溫范圍可以達(dá)到0～500℃，本電路的輸出電壓

81、范圍0.000V～5.000V，溫度與電壓變化的關(guān)系是10mV/℃，根據(jù)溫度的變化，輸出端Vo發(fā)生相應(yīng)的正比例變化。</p><p>　　圖5－1 溫度采集轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　圖5-1電路共由五部分組成，第一部分是由2V穩(wěn)壓管和可調(diào)電位器構(gòu)成的恒流源，為此電路提供1V的恒定輸入電壓，從LM324的U1A的反相輸入端輸入，經(jīng)過放大電路組成的跟隨器后，電壓變成-1V的電壓。</

82、p><p>　　第二部分是由鉑電阻Rt與電阻R1經(jīng)過運(yùn)放LM324的U1B構(gòu)成的線性放大電路，本電路的關(guān)鍵電路就在這里。由于鉑電阻的阻值和溫度之間存在非線性關(guān)系(尤其在高溫段更為明顯) ，因此，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性校正是高精度測(cè)溫不可缺少的環(huán)節(jié)。鉑電阻的非線性特征是一條不規(guī)則的非線性曲線。鉑電阻阻值與溫度之間的關(guān)系是： （1）在0～630.74℃范圍內(nèi)可用下式表示</p>&

83、lt;p>　　RT=R0(1+A*T+B*T^2)</p><p>　　（2）在-200～0℃的溫度范圍內(nèi)為</p><p>　　RT=R0[(1+A*T+B*T^2+C*(T-100℃)T^3)]</p><p>　　式中：R0和RT分別為在0℃和溫度T時(shí)鉑電阻的電阻值，A、B、C為溫度系數(shù)，有實(shí)驗(yàn)確定， R0=100Ω,A=3.90802e-3℃^-1，B

84、=-5.80195e-7^-2,C=-4.27350e-12℃^-4。鉑電阻廣泛應(yīng)用于-200～850℃范圍內(nèi)的溫度測(cè)量，工業(yè)中通常在600℃以下。</p><p>　　由于鉑電阻的阻值和溫度之間存在非線性關(guān)系，所以需要非線性校正電路，運(yùn)放U1C與R2、R3、R4、VR2共同構(gòu)成非線性校正電路，經(jīng)過校正后可以使放大電路的輸出電壓與溫度的變化呈線性。</p><p>　　當(dāng)溫度為0℃，輸出電

85、壓不為0時(shí)，則需要設(shè)置調(diào)零電路，所以第四部分調(diào)零電路，調(diào)零電路的原理是，當(dāng)溫度為零時(shí)，鉑電阻的阻值為零，即放大器的放大增益為-1V，所以，放大器的輸出電壓為+1V，只要調(diào)節(jié)VR2使VR2的阻值加R6的阻值為10K，此時(shí)加法器前面的電壓+1和-1相互抵消，所以輸出電壓為零。</p><p>　　第四部分是加法器，是對(duì)兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行求和比較，此電路中是將經(jīng)鉑電阻反向放大電路放大后的電壓，與放大前的標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行求和比較，

86、再把比較的差值線性放大，來反映溫度的變化，即U0的輸出電壓多少就是反應(yīng)溫度的變化大小。</p><p>　　電路的調(diào)節(jié)：本電路的調(diào)節(jié)，首先是調(diào)節(jié)電位器VR4使運(yùn)放2腳的輸入電壓為+1V，然后用一個(gè)電橋進(jìn)行其他電位器，把電橋調(diào)到1K，然后將兩端接到原本接鉑電阻的兩個(gè)端子上，然后調(diào)節(jié)VR1是輸出電壓為零為止，再調(diào)節(jié)電橋，讓其電阻為500℃時(shí)的電阻2.809K，調(diào)節(jié)VR2、VR3使輸出電壓為5V。調(diào)節(jié)好后方可裝上鉑電阻

87、溫度傳感器。</p><p>　　5.2 電壓電流轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　PID電路中需要4~20mA的電流輸入，溫度采集電路得到的電壓經(jīng)過電壓電流轉(zhuǎn)換電路把得到的0.2~1V的電壓轉(zhuǎn)換成4~20mA，這里采用有2個(gè)運(yùn)算放大器構(gòu)成的電壓電流轉(zhuǎn)換，如下圖5－2所示，輸出電流極性與輸入電壓極性相同，其輸出電流由下式?jīng)Q定：</p><p>　　設(shè)計(jì)思路，根據(jù)常溫下溫

88、度為20℃左右，檢測(cè)出加熱箱的加熱溫度最高為近100℃，所有集合上節(jié)所說的鉑電阻測(cè)溫電路，可以設(shè)計(jì)成溫度在20~100℃變化，即電路的輸出電壓為0.2~1V，由上式可以算出輸入電壓0.2~1V時(shí)，輸出4~20mA的各電阻值，如下圖5－2所示也標(biāo)出其阻值。</p><p>　　圖5－2 電壓電流轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　5.3 溫度顯示電路</p><p>　　5

89、.3.1 數(shù)字電壓表電路原理</p><p>　　溫度顯示電路采用的是數(shù)字電壓表電路原理，主要由芯片ICL7107和共陽極半導(dǎo)體數(shù)碼管LED組成。ICL7107 是雙積型的A/D 轉(zhuǎn)換器，還集成了A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬部分電路，如緩沖器、積分器、電壓比較器、正負(fù)電壓參考源和模擬開關(guān)，以及數(shù)字電路部分如振蕩源、計(jì)數(shù)器、鎖存器、譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和控制邏輯電路等，使用時(shí)只需外接少量的電阻、電容元件和顯示器件，就可以完成模擬

90、到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換，從而滿足設(shè)計(jì)要求。顯示穩(wěn)定可讀和測(cè)量反應(yīng)速度快， ICL7107 的一個(gè)周期為用4000 個(gè)計(jì)數(shù)脈沖時(shí)間作為A/D 轉(zhuǎn)換的一個(gè)周期時(shí)間，每個(gè)周期分成自動(dòng)穩(wěn)零（AZ）、信號(hào)積分（INT）和反積分（DE）3 個(gè)階段。內(nèi)部邏輯控制電路不斷地重復(fù)產(chǎn)生AZ、INT、DE 3 個(gè)階段的控制信號(hào)，適時(shí)地指揮計(jì)數(shù)器、鎖存器、譯碼器等協(xié)調(diào)工作，使輸出對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)的數(shù)值。而輸入模擬量的數(shù)值在其內(nèi)部數(shù)值上等于計(jì)數(shù)數(shù)值T，即：VIN 的數(shù)值=

91、T 的數(shù)值或Vin=Vref(T/1000) 式中：1000 為積分時(shí)間（1000 個(gè)脈沖周期）；T 為反積分時(shí)間（滿度時(shí)為2000）。ICL7107的數(shù)字電路顯示如圖5-3所示。</p><p>　　圖5-3 ICL7107的數(shù)字電路顯示如圖</p><p>　　5.3.2 ICL7107管腳排列</p><p>　　管腳1和26是ICL7107的正、負(fù)極。COM

92、為模擬信號(hào)的公共端，簡(jiǎn)稱模擬地，使用時(shí)應(yīng)與IN－、UREF－端短接。TEST是測(cè)試端，該端經(jīng)內(nèi)部500Ω電阻接數(shù)字電路的公共端（GND），因二者呈等電位，故亦稱做數(shù)字地。該端有兩個(gè)功能：①作測(cè)試指示，將它接U＋時(shí)LCD顯示全部筆段1888、可檢查顯示器有無筆段殘缺現(xiàn)象；②作為數(shù)字地供外部驅(qū)動(dòng)器使用，來構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)及標(biāo)志符的顯示電路。a1～g1、a2～g2、a3～g3、bc4分別為個(gè)位、十位、百位、千位的筆段驅(qū)動(dòng)端，接至LCD的相應(yīng)筆段電極

93、。千位b、c段在LCD內(nèi)部連通。當(dāng)計(jì)數(shù)值N＞1999時(shí)顯示器溢出，僅千位顯示“1”，其余位消隱，以此表示儀表超量程（過載溢出）。POL為負(fù)極性指示的驅(qū)動(dòng)端。BP為L(zhǎng)CD背面公共電極的驅(qū)動(dòng)端，簡(jiǎn)稱“背電極”。OSC1～OSC3為時(shí)鐘振蕩器引出端，外接阻容元件可構(gòu)成兩級(jí)反相式阻容振蕩器。UREF＋、UREF－分別為基準(zhǔn)電壓的正、負(fù)端，利用片內(nèi)U＋－COM之間的＋2.8V基準(zhǔn)電壓源進(jìn)行分壓后，可提供所需UREF值，亦可選外基準(zhǔn)。CREF＋、C

94、REF－是外接基準(zhǔn)電容端。IN＋、IN－為模擬電壓的正、負(fù)輸入端。CAZ端</p><p>　　圖5－4 芯片ICL7107實(shí)物圖</p><p>　　6 PID功能簡(jiǎn)介及系統(tǒng)的設(shè)置與調(diào)試</p><p>　　6.1 PID控制器的組成及作用</p><p>　　當(dāng)今的自動(dòng)控制技術(shù)都是基于反饋的概念。反饋理論的要素包括三個(gè)部分：測(cè)量、比

95、較和執(zhí)行。測(cè)量關(guān)心的變量，與期望值相比較，用這個(gè)誤差糾正調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)的響應(yīng)。這個(gè)理論和應(yīng)用自動(dòng)控制的關(guān)鍵是，做出正確的測(cè)量和比較后，如何才能更好地糾正系統(tǒng)。PID（比例-積分-微分）控制器作為最早實(shí)用化的控制器已有50多年歷史，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。PID控制器簡(jiǎn)單易懂，使用中不需精確的系統(tǒng)模型等先決條件，因而成為應(yīng)用最為廣泛的控制器，PID控制器由比例單元（P）、積分單元（I）和微分單元（D）組成，其中：</p>

96、;<p>　　比例（P）調(diào)節(jié)作用：是按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差，比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用用以減少偏差。比例作用大，可以加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但是過大的比例，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。</p><p>　　積分（I）調(diào)節(jié)作用：是使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無差度。因?yàn)橛姓`差，積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行，直至無差，積分調(diào)節(jié)停止，積分調(diào)節(jié)輸出一常值。積分作用的強(qiáng)弱取決與積分時(shí)間常數(shù)Ti，Ti越

97、小，積分作用就越強(qiáng)。反之Ti大則積分作用弱，加入積分調(diào)節(jié)可使系統(tǒng)穩(wěn)定性下降，動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢。積分作用常與另兩種調(diào)節(jié)規(guī)律結(jié)合，組成PI調(diào)節(jié)器或PID調(diào)節(jié)器。</p><p>　　微分（D）調(diào)節(jié)作用：微分作用反映系統(tǒng)偏差信號(hào)的變化率，具有預(yù)見性，能預(yù)見偏差變化的趨勢(shì)，因此能產(chǎn)生超前的控制作用，在偏差還沒有形成之前，已被微分調(diào)節(jié)作用消除。因此，可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。在微分時(shí)間選擇合適情況下，可以減少超調(diào)，減少調(diào)節(jié)時(shí)間。

98、微分作用對(duì)噪聲干擾有放大作用，因此過強(qiáng)的加微分調(diào)節(jié)，對(duì)系統(tǒng)抗干擾不利。此外，微分反應(yīng)的是變化率，而當(dāng)輸入沒有變化時(shí)，微分作用輸出為零。微分作用不能單獨(dú)使用，需要與另外兩種調(diào)節(jié)規(guī)律相結(jié)合，組成PD或PID控制器。</p><p>　　使用中只需設(shè)定三個(gè)參數(shù)（Kp，Ki和Kd）即可，在很多情況下，并不一定需要全部三個(gè)單元，可以取其中的一到兩個(gè)單元，但比例控制單元是必不可少的。 </p><p&g

99、t;　　6.2 PID基本構(gòu)成及功能概述</p><p>　?。?）PID控制基本構(gòu)成如圖6-1所示。</p><p>　　圖6-1 PID控制基本構(gòu)成</p><p>　　(2) PID動(dòng)作概要</p><p>　?、貾I動(dòng)作：由于PI動(dòng)作由比例動(dòng)作（P）和積分動(dòng)作（I）組合而成，因此可以得到符合偏差大小及時(shí)間變化的操作量。測(cè)量值階跌變化時(shí)

100、的動(dòng)作示例如圖6-2所示。</p><p>　　圖6-2 測(cè)量值階跌變化時(shí)的動(dòng)作示例圖</p><p>　?、赑D動(dòng)作：由于PD動(dòng)作是由比例動(dòng)作（P）和微分動(dòng)作（D）組合而成，因此會(huì)以與偏差的速度相符的操作量進(jìn)行動(dòng)作，以改善過渡特性。測(cè)量值按比例變化時(shí)的動(dòng)作示例如下圖6-3所示。</p><p>　　圖6-3 測(cè)量值按比例變化時(shí)的動(dòng)作示例</p>&l

101、t;p>　?、跴ID動(dòng)作：由于PID動(dòng)作是由PI動(dòng)作和PD動(dòng)作組合而成，即就是P和I及D動(dòng)作的合成動(dòng)作，因而可以實(shí)現(xiàn)集各項(xiàng)動(dòng)作之長(zhǎng)的控制。PID動(dòng)作合成示意圖如圖6-4所示。</p><p>　　圖6-4 PID動(dòng)作合成示意圖 </p><p>　?、茇?fù)作用：當(dāng)偏差X＝ （目標(biāo)值－測(cè)量值）為正時(shí)，增加操作量（輸出頻率），如果偏差為負(fù)，則減小操作量?？照{(diào)里制暖時(shí)的反饋信號(hào)與目標(biāo)信號(hào)負(fù)作

102、用原理如圖6-5所示。</p><p>　　圖6-5 空調(diào)制暖時(shí)的反饋信號(hào)與目標(biāo)信號(hào)負(fù)作用原理</p><p>　?、菡饔茫寒?dāng)偏差X＝ （目標(biāo)值－測(cè)量值）為負(fù)時(shí)，增加操作量（輸出頻率），如果偏差為正，則減小操作量?？照{(diào)里制冷時(shí)的反饋信號(hào)與目標(biāo)信號(hào)正作用原理如圖5-6（a）所示，偏差與操作量（輸出頻率）之間的關(guān)系如圖6-6（b）所示。</p><p>　　圖6-6（

103、a）空調(diào)制冷時(shí)的反饋信號(hào)與目標(biāo)信號(hào)正作用原理</p><p>　　圖6-6（b）偏差與操作量之間的關(guān)系</p><p>　　6.3 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的參數(shù)設(shè)置介紹</p><p>　　在PID控制中，參數(shù)設(shè)置是最重要的一步，如果參數(shù)設(shè)置不對(duì)，PID控制是控制不起來的，這些參數(shù)有常規(guī)的參數(shù)和PID專用的功能參數(shù)，兩部分參數(shù)需綜合設(shè)置才能實(shí)現(xiàn)此PID的功能。常規(guī)參數(shù)一般有電機(jī)

104、的正常運(yùn)行保護(hù)參數(shù)以及變頻器控制端子的功能分配，如上限頻率，它的設(shè)置主要是為了限制電動(dòng)機(jī)速度，使電動(dòng)機(jī)在正常運(yùn)行速度下運(yùn)行。PID專用參數(shù)是為PID功能控制進(jìn)行設(shè)置的參數(shù)，只有設(shè)置好參數(shù)，PID運(yùn)算功能才能實(shí)現(xiàn)，才能進(jìn)行PID閉環(huán)控制。表6-1列出了本次設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，以及設(shè)置此參數(shù)的理由，這是此次實(shí)習(xí)所總結(jié)出來的，與理論是否完全符合沒有深思。除此以外的其他參數(shù)都直接選用變頻器的默認(rèn)值。</p><p>　

105、　表6-1 PID恒溫控制的參數(shù)設(shè)置</p><p><b>　　6.4 系統(tǒng)的調(diào)試</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的實(shí)物圖如圖6-7所示，首先合上右上角左邊的小型斷路器，給變頻器通380V交流電源，然后按上節(jié)所說的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，設(shè)置好參數(shù)后，在合上右上角右邊的小型斷路器，給控制電路提供電源。按下啟動(dòng)按鈕，同時(shí)給線路板和熱電爐上點(diǎn)，當(dāng)線路板顯示溫度上升到50℃左

106、右時(shí)，按下變頻器面板上的RUN按鈕，然后再調(diào)節(jié)電位器，設(shè)置好目標(biāo)頻率，再把開關(guān)合上，以啟動(dòng)PID自動(dòng)控制系統(tǒng)，PID啟動(dòng)完成。</p><p>　　啟動(dòng)完成后，進(jìn)入自動(dòng)監(jiān)視控制，只需要目測(cè)顯示部分，能夠在某個(gè)溫度上下波動(dòng)就實(shí)現(xiàn)了恒溫控制，然后在調(diào)節(jié)一下電位器，使目標(biāo)值改變，再重新達(dá)到另一個(gè)恒定溫度，這樣重復(fù)幾次后，調(diào)試就算完成了。</p><p>　　停止過程沒有特別要求，但最好是首先斷開

107、PID啟動(dòng)開關(guān)，然后按下停止按鈕，斷開電子線路和熱電爐的電源，待箱內(nèi)溫度下降到常溫后，再按下變頻器的停止按鈕PU/EXT，最后斷開兩個(gè)小型斷路器，拔掉電源插頭。</p><p>　　圖6-7 PID恒溫控制系統(tǒng)實(shí)物圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　經(jīng)過兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)，基本上完成了PID恒溫控制的課題，本課題

108、完全實(shí)現(xiàn)了溫度顯示和恒溫控制，經(jīng)過檢驗(yàn)，控制顯示的溫度，與實(shí)際的溫度差在5度范圍內(nèi)變化不定，雖說誤差比較大，但能夠控制到這個(gè)水平已經(jīng)是不錯(cuò)了。這次設(shè)計(jì)的不足之處在于不能實(shí)現(xiàn)任意溫度的控溫，由于當(dāng)初我們的設(shè)計(jì)思路是鼓風(fēng)機(jī)鼓熱風(fēng)，同時(shí)熱風(fēng)的溫度會(huì)隨風(fēng)量的增加而加大，但在購(gòu)買材料時(shí)，發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)機(jī)太過昂貴，老師要我們這個(gè)課題購(gòu)買材料不能超過400元。了解了一下，就是買一個(gè)三相異步電動(dòng)控制的熱風(fēng)機(jī)就要超過400元，而且是他自己改裝的成的。后來沒有辦