起重機電氣系統(tǒng)的設(shè)計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含2張CAD圖紙+帶任務(wù)書+開題報告+外文翻譯】
起重機電氣系統(tǒng)的設(shè)計
摘 要
起重機在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)和運輸中完成生產(chǎn)進程自動化和機械化扮演著重要的角色。起重機的自動化有助于減輕體力勞動，提高工作效率，降低工傷有著重要的實際意義。在鋼鐵行業(yè)、鐵路運輸、工礦采集、碼頭港口及物流周轉(zhuǎn)等企業(yè)和部門中起重機都得到了廣泛的運用。相比于國外的起重機設(shè)備，我國起重機設(shè)備的控制系統(tǒng)大部分還是采用比較傳統(tǒng)的控制方式。本課題對傳統(tǒng)的控制方式進行了改良，采用基于可編程控制器的方式來控制起重機主回路的運轉(zhuǎn)。這種方式簡化了起重機的控制系統(tǒng)、減少了控制系統(tǒng)部分占用的空間、操作維護更加簡單等。
論文首先介紹了課題的研究背景，研究的目的及意義，設(shè)計方案的對比和選擇，塔式起重機的結(jié)構(gòu)和載荷情況等，詳細計算了起重機主要的電器設(shè)備，分析了起重機的工作原理。完成課題中吊鉤的上升和下降的高速和低速的要求，分析了線路過流、短路、過載等保護的工作原理。
實現(xiàn)可編程控制器線路的監(jiān)控，采用的是電流變送器和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊的組合，將線路的交流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號供可編程控制器讀取與預(yù)設(shè)值進行比較，然后根據(jù)設(shè)定程序?qū)χ骰芈吠瓿煽刂撇僮鳎敿毜亟忉屃烁鞫蔚某绦?。為了能夠?qū)崿F(xiàn)電腦終端的監(jiān)測，本課題增加了利用電腦組態(tài)王軟件實現(xiàn)對可編程控制器內(nèi)部數(shù)據(jù)的讀取。本系統(tǒng)的控制核心是采用三菱的可編程控制器。在論文的最后主要是對起重機模擬樣機設(shè)計的解釋。
關(guān)鍵詞：塔式起重機；Y-△啟動；可編程控制器；模數(shù)轉(zhuǎn)換；電動機
Abstract
To complete the production process automation and mechanization crane plays an important role in modern industrial production and transportation. That automated cranes help to reduce manual labor, improve work efficiency and reduce work-related injuries has important practical significance. It has been widely used in the steel industry, railway transport, mining acquisition, port terminals and other.Compared to foreign crane equipment, Chinese control system of crane equipment mostly adopts the traditional control mode. The traditional control method was modified, in the subject, on PLC-based control system for the crane.The crane control system is simplified on the way.It made operation and maintenance easier and so on.
Paper introduces the research background, purpose and significance of the research.The design schemes are compared in the paper.There are detailed data and working principle of the crane.Completed the task in the rise and fall of the hook of high and low speed, and it analyze the circuit overcurrent, short circuit and overload protection.
Monitoring lines use a combination of current transducer and A / D to complete the AC signal into the digital signal for the PLC to read compared with a preset value, then according to the setting program, it control operation.There are detailed explanations of the various sections of the program. In order to enable monitoring of computer terminals, the subject use Kingview in computer to reads internal data in PLC.Control core of the system is the use of Mitsubishi -64MR PLC. In the end of the paper,it is mainly explanation of the crane simulation prototype design.
Keywords: Tower cranes; Y-△ method;PLC; Analog-to-digital conversion; motor
目 錄
摘 要 I
Abstract II
1 緒論 1
1.1 課題簡介 1
1.2 起重機的介紹 1
1.3 國外塔式起重機的發(fā)展現(xiàn)狀 1
1.4 國內(nèi)塔式起重機的發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.5 可編程控制器在工業(yè)自動控制中的應(yīng)用 2
1.6 課題研究的目的及意義 2
1.7 本章小結(jié) 2
2 起重機電氣系統(tǒng)的方案設(shè)計 3
2.1 10/1.6t塔式起重機 3
2.1.1塔式起重機QTZ160的簡介 3
2.1.2塔式起重機的結(jié)構(gòu)和運動形式 4
2.2 塔式起重機控制系統(tǒng)改造的原因分析 4
2.3設(shè)計任務(wù) 5
2.4 設(shè)計要求 5
2.5 方案設(shè)計 5
2.6 本章小結(jié) 7
3 起重機電氣系統(tǒng)的主回路的設(shè)計 8
3.1 起重機主電路的設(shè)計 8
3.2 主要電器設(shè)備計算及選型 8
3.2.1三相電動機的工作原理 8
3.2.2起重機的主要電器設(shè)備的選擇 9
3.3 主電動機電器控制線路的設(shè)計 13
3.4 起重機保護系統(tǒng)的設(shè)計 14
3.4.1過流保護和短路保護控制線路的設(shè)計 14
3.4.2起重機限位保護和聯(lián)鎖保護的設(shè)計 15
3.5 本章小結(jié) 15
4 起重機電氣系統(tǒng)控制部分的設(shè)計 16
4.1 可編程控制器 16
4.1.1可編程控制器系列的基本組成 16
4.1.2編程軟件GX Developer的簡介 16
4.2可編程控制器程序的設(shè)計 16
4.3 可編程控制器的選擇 17
4.3.1可編程控制器程序流程圖 18
4.4 電動機的正反轉(zhuǎn)程序部分的設(shè)計 19
4.5 模數(shù)轉(zhuǎn)換部分的設(shè)計 19
4.5.1模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊-4AD的簡介 19
4.5.2電流采集程序的設(shè)計 20
4.6 主電動機過流和短路軟件部分的設(shè)計 21
4.6.1電流變送器的簡介 21
4.6.2過流保護和短路保護的設(shè)計 21
4.7 PC實時顯示的設(shè)計 22
4.8 本章小結(jié) 22
5 起重機模擬樣機 23
5.1 實驗儀器及設(shè)備 23
5.1.1模擬樣機電動機的選擇 23
5.1.2模擬樣機電動機額定電流的計算 23
5.2 模擬樣機電路各處電流值的計算及元器件的選擇 23
5.3 模擬樣機運行前檢查 24
5.3.1起重機外觀及標(biāo)注 24
5.3.2起重機電氣絕緣檢查 24
5.3.3電源柜檢查 25
5.3.4起重機可編程控制器輸入點檢查 25
5.3.5起重機可編程控制器輸出點檢查 25
5.4 調(diào)試步驟 25
5.5 本章小結(jié) 26
6 結(jié)論 27
致 謝 28
參考文獻 29
附 錄 30
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基于 控系統(tǒng)的感應(yīng)電動機的設(shè)計與實現(xiàn) . 級會員 摘 要 我們將對基于可編程邏輯控制器（ 術(shù)的感應(yīng)電機的監(jiān)測控制系統(tǒng)的實現(xiàn)進行說明。此外，我們也提供速度控制與保護的硬件軟件的實現(xiàn)。這部分是來自對感應(yīng)電機性能測試所獲取的結(jié)果。在正常操作期間和跳閘條件下， 速度的相關(guān)操作參數(shù)由用戶與監(jiān)測器的請求來實現(xiàn)。和常見的 V/f 控制系統(tǒng)相比，由變壓器驅(qū)動和 制的感應(yīng)電機系統(tǒng)的測試證明了其在調(diào)速方面有更高的精度。 制的效率高速地增加到了 95%的同 步率。因此， 明了他們自己在電力驅(qū)動的工控方面是一個通用有效的工具。 關(guān)鍵詞 ： 計算機控制系統(tǒng)；計算機監(jiān)控；電力驅(qū)動；感應(yīng)電機；運動控制；可編程邏輯控制器（ 變頻驅(qū)動器；電壓控制 1 引言 自從有了有效的電力驅(qū)動器的運動控制技術(shù)后，在電機應(yīng)用方面，可編程邏輯控制器（ 電力電子的結(jié)合使用已經(jīng)被引入到自動化制造中 [1]， [2]。這種使用有以下優(yōu)點，比如當(dāng)開關(guān)接通時低壓下降，以及用一個功率因素控制電機和其他設(shè)備的能力 [3]。許多工廠在自動化過程使用 減少生產(chǎn)成本，并提高質(zhì)量與可靠性 [4] - [9]。由于使用 ，其它應(yīng)用也有這些優(yōu)點，其中包括具有改進精度的計算機化數(shù)字控制（ [10]。為了獲得準(zhǔn)確的工業(yè)電力驅(qū)動系統(tǒng)，很有必要使用配有電力轉(zhuǎn)換器、個人計算機和其它電氣設(shè)備的接口 11] - [13]。然而這會使得設(shè)備更加精細、復(fù)雜和昂貴 [14]， [15]。 已發(fā)布的論文中少有涉及到 制的直流電機。他們既報道用 變電樞電壓，來實現(xiàn)直流電機 /發(fā)電機的速度控制模糊方法 [16]，也報道現(xiàn)有工業(yè) 基于自校正調(diào)節(jié)器技術(shù)的自適應(yīng)控制器一體化 [17]。此外，其他類型的 機器也與 接口。因此，工業(yè) 用于控制步進電機的五軸轉(zhuǎn)子的位置、方向和速度，并降低電路部件的數(shù)目，減少成本，提高可靠性 [18]。由于開關(guān)磁阻電機作為一種可能的替代方法，以代替速度可調(diào)的交流和直流驅(qū)動器，所以用于控制轉(zhuǎn)矩和速度的單芯片邏輯控制器就使用了配備電力控制器的 實現(xiàn)數(shù)字邏輯 [19]。其他被報道的應(yīng)用涉及了一種用于乘客電梯的線性感應(yīng)電機，該電機采用 實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)采集 [20]。為了監(jiān)測電能質(zhì)量，并確定破壞變電站生產(chǎn)的干擾，兩個 用來確定設(shè)備的靈敏度 [21]。 只有極 少數(shù)的論文發(fā)表在感應(yīng)電機與 領(lǐng)域。三相感應(yīng)電機的功率因數(shù)控制器利用 提高功率因數(shù)，并在整個控制的條件下使其電壓 3]。矢量控制集成電路在三相脈寬調(diào)制（ 變器 [22]的電壓或電流調(diào)節(jié)上，使用一個復(fù)雜可編程邏輯器件（ 整數(shù)運算。 此外，感應(yīng)電機的許多應(yīng)用需要電機控制功能，對幾個特定的模擬和數(shù)字 I/O 信號、家用信號、跳閘信號、開 /關(guān) /反轉(zhuǎn)指令的處理。在這樣的情況下，包括 控制單元必須被添加到系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中。本文針對三相異步電機提出了一種基于 監(jiān)控系統(tǒng)。它描 述了其所配置的硬件與軟件的設(shè)計與實現(xiàn)。在感應(yīng)電動機的性能表現(xiàn)上獲得的測試結(jié)果提高了效率，并在可變負載恒速控制操作下提高精度。因此， 聯(lián)并控制用戶請求的速度設(shè)定點的操作參數(shù)，并在正常操作和跳閘條件下監(jiān)測感應(yīng)電動機系統(tǒng)。流程的輸入輸出設(shè)備連接到 ，而且控制程序被輸入到 存儲器中（圖 1）。 2 作系統(tǒng)控制器 一種以微處理器為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境中的自動化過程而設(shè)計。它使用一個可編程存儲器來實現(xiàn) 特定的功能，如算術(shù)，計數(shù)，邏輯，排序和定時 ，該可編程存儲器適用于定位用戶的 指導(dǎo)說明的內(nèi)存 [23]， [24]。 以編程用于感應(yīng)、激活和控制工業(yè)設(shè)備，因此，采用了許多允許電信號進行接口的 I/O 口。 圖 1 控制動作 在我們的應(yīng)用里，它控制著通過模擬和數(shù)字的輸入輸出，這些輸入輸出是感應(yīng)電機多變的恒定負載的速度運行時的變化。另外，通過控制程序， 連續(xù)性地監(jiān)視輸入并激活輸出。這個 統(tǒng)是一種包含特殊化硬件構(gòu)造塊的模塊類型，它直接插入一個專用總線，一個中央處理單元（ 一個供電單元，輸入 — 輸出模塊的 I / O 口，以及一個程序終端。這種模塊化方法具有這樣的優(yōu)點：初始 配置可用于擴展其他未來的應(yīng)用，例如多機系統(tǒng)或計算機連接。 3 感應(yīng)電機控制系統(tǒng) 圖 2 是實驗系統(tǒng)的方框圖，下列配置能夠從這種設(shè)置中獲得。 a）一個用于恒定速度操作的閉環(huán)控制系統(tǒng)，配置有速度反饋和負載電流反饋。由逆變器供電，感應(yīng)電動機驅(qū)動可變負載，同時 制逆變器 V/f 的輸出。 b）一個用于可變速度運轉(zhuǎn)的開環(huán)控制系統(tǒng)。感應(yīng)電機驅(qū)動可變負載，并通過在恒定控制 V/f 模式下的逆變器進行供電。 止活動。 圖 2 實驗系統(tǒng)的電氣圖 c）標(biāo)準(zhǔn)變速操作。感應(yīng)電機驅(qū)動的可變負載，并且由恒定電壓 源供電。 從閉環(huán)結(jié)構(gòu) a）除去速度和負載反饋可以得到開環(huán)配置 b）。 4 硬件說明 該控制系統(tǒng)由繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動機實現(xiàn)并測試，其具有的技術(shù)規(guī)范在表 應(yīng)電動機驅(qū)動一個提供了一個可變負載的直流發(fā)電機。三相電源與三相主開關(guān)相連，然后接到一個三相熱過載繼電器上，該繼電器提供保護以防止電流過載。繼電器輸出端連接到整流器，整流器整流三相電壓，并給出一個直流輸入送至絕緣柵雙極晶體管（ 變器。表Ⅱ概括了它的技術(shù)規(guī)范 [25]。直流電壓輸入值通過 變器轉(zhuǎn)換成三相電壓輸出，這個電壓將供給感應(yīng)電動機的 定子。另一方面，逆變器和基于 表 1 異步電動機技術(shù)規(guī)格 表 2 逆變器技術(shù)規(guī)格 此控制器的是在 模塊化系統(tǒng)上實現(xiàn)的 [5]， [26] - [28]。 結(jié)構(gòu)指的是其內(nèi)部的硬件和軟件。作為一個基于微處理器的系統(tǒng)， 統(tǒng)硬件由以下模塊設(shè)計并構(gòu)建 [29] - [37]： ?中央處理器單元（ ?離散輸出模塊（ ?離散輸入模塊（ ?模擬量輸出模塊（ ?模擬量輸入模塊（ ?電源。 置的其他細節(jié)如表 3 和 4 所示。 表 3 置 速度傳感器被用于速度反饋，電流傳感器被用于負載電流反饋，而第二個電流傳感器連接到定子回路 [32]。因此，閉環(huán)系統(tǒng)的兩個反饋回路是通過使用負載電流傳感器、速度傳感器和 設(shè)置的。 測速發(fā)電機（永磁直流電動機）被用于速度檢測。感應(yīng)電機機械地驅(qū)動其主軸并產(chǎn)生一個輸出電壓，它的幅度和旋轉(zhuǎn)速度成正比。極性取決于旋轉(zhuǎn)的方向。來自測速發(fā)電機的電壓信號必須和 定的電壓范圍匹配（ 0流和 200 千歐內(nèi)阻）。其他的 4V 直流低壓提供設(shè)計。 表 4 塊與 I/O 口設(shè)計 對 于手動控制，該方案配備了啟動，停止，和跳閘按鈕，以及一個前后方向選擇的開關(guān)。如圖 2 所示，所有被描述的組件：主開關(guān)，自動三相開關(guān)，自動單相開關(guān)，三相熱過載繼電器，負載自動開關(guān)，信號燈（前進，后退，開始，停止，跳閘），按鈕（開始，停止，跳閘），選擇開關(guān)（向前或向后旋轉(zhuǎn)），速度選擇器，增益選擇器，以及在控制面板上安裝的 塊和整流逆變器。程序通過 人計算機和 口下載到。 編程要基于輸入設(shè)備的邏輯要求，并且程序主要是邏輯算法實現(xiàn)，而不是數(shù)值計算。大多數(shù)的編程操作是在簡 單的兩態(tài)“開或關(guān)”的基礎(chǔ)上工作，這些不同的可能 性分別對應(yīng)于“真或假”（邏輯格式）和“ 1 或 0”（二進制形式）。因此， 用模擬設(shè)備，對基于繼電器控制系統(tǒng)的電路提供靈活的可程序化選擇。 用梯形圖編程方法。 統(tǒng)以軟件工具的形式供了一個在主計算機終端上運行的設(shè)計環(huán)境，該環(huán)境允許開發(fā)，檢驗，測試和診斷梯形圖。首先，在梯形圖中寫入高級別程序 [33]， [34]。然后，梯形圖被轉(zhuǎn)換成二進制指令碼，以便它們可以被存儲在隨機存取存儲器（ 可擦除可編程只讀存儲器（ 。每個連續(xù)的指令由碼并執(zhí)行。 功能是控制存儲器和 I / O 設(shè)備的動作，并根據(jù)程序來處理數(shù)據(jù)。 每個輸入和輸出連接點有用于識別 I / O 位的地址。該方法用于與輸入、輸出相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的直接表示，并且存儲器是基于這樣一個事實，即 存儲器被組織成三個區(qū)域：輸入圖象存儲器（ I）、輸出圖像存儲器（ Q）、以及內(nèi)部存儲器（ M）。任何一個存儲單元都用％ I，％ Q 和％ M 直接引用（表 4）。 圖 3 主程序流程圖 序在主程序中采用循環(huán)掃描以便對輸入變量進行定期檢查（圖 3）。該程序循環(huán)一開始通過掃描輸入到系統(tǒng)里，并在固定存 儲器位置（輸入圖象存儲器 I）中存儲它們的狀態(tài)。然后梯形圖程序逐級執(zhí)行。掃描程序并解決各種梯級的邏輯性以判定輸出狀態(tài)。更新后的輸出狀態(tài)被存儲在固定的存儲單元（輸出圖像存儲器 Q）。然后在程序掃描結(jié)束時，保存在內(nèi)存中的輸出值被用于同時設(shè)置和重置 物理輸出。對于給定的成一個循環(huán)時間或掃描時間所花費的時間為 秒 /K（ 1000 步），并且有 1000步的最大程序容量。 開發(fā)系統(tǒng)包括一臺通過 口與 標(biāo)連接的主機（ 主機提供軟件環(huán)境來執(zhí)行文件編輯、存儲、打印和程序操作監(jiān)測。在 運行開發(fā)程序的過程包括：使用編輯器畫出梯形圖源程序，源程序轉(zhuǎn)換成二進制對象代碼，這些代碼將運行在 通過串行通訊端口從 下載目標(biāo)代碼到 統(tǒng)。 制軟件 如圖 4 所示，這是速度控制軟件的流程圖。軟件調(diào)節(jié)速度并監(jiān)視恒速控制而不考慮扭矩 的變化。此時作為電機電源的逆變器開始執(zhí)行，同時它也受 軟件控制。沒有反饋控制回路和 變器不能單獨保持恒定的速度。 在控制面板上，操作者選擇速度設(shè)定值 及向前 /向后的旋轉(zhuǎn)方向。然 后，通過按壓手動啟動按鈕時，電動機開始轉(zhuǎn)動。如果停止按鈕被按下，則停止轉(zhuǎn)動。如表 4 所示，對應(yīng)的輸入信號通過接口連接到 輸出信號連接到 定子電流傳感器中接收跳閘信號測速發(fā)電機中接收速度反饋信號，以及從控制面板上接收這種方式來讀取被要求的速度和電機的實際速度。操作者要求的速度和電動機的實際速度之間的差值會給出誤差信號。如果誤差信號不是零，而是正或負的，那么根據(jù)由 行的計算， 減小或增加逆變器的 V/后結(jié)果就是電動機的速度會被校正。 所實現(xiàn)的控制是比例積分（ 型（即：誤差信號由增益 K 和被積分值相乘，并加入到所請求的速度中）。其結(jié)果是，控制信號被發(fā)送到 連接逆變器的數(shù)字輸入端以控制 K 的變化。在開始時，操作員通過使用安裝在控制面板上的旋轉(zhuǎn)電阻（增益調(diào)整）來選擇增益 K，而 收它的壓降作為控制器的增益信號（ 0）。 我們使用旋轉(zhuǎn)電阻來選擇所需的轉(zhuǎn)速時 讀取該信號。它的值會 被發(fā)送到 在控制面板上顯示（速度設(shè)定點顯示器）。控制面板的其它顯示器顯示實際速度，這些實際速度是從速度反饋信號中計算得出的。第三個顯示器以牛頓 米）。其相應(yīng)信號被輸出到 圖 4 速度控制軟件流程圖 圖 5 顯示出了該軟件的流程圖。在電機運轉(zhuǎn)期間，不可能通過改變開關(guān)位置以反轉(zhuǎn)其方向。在方向逆轉(zhuǎn)之前，必須按下停止按鈕。在啟動和加載過程中，為了保護電機防止電流過載，下列的命令要被編寫入軟件中。 i)向前 /向后的信號 要輸入到 度給定信號載電流子電流速度反饋信號要輸入到 負載時 如果速度設(shè)置點低于超過 20%或者 3 0 0 / m i 電機不會啟動。 i)當(dāng)增量負載超過 m（額定轉(zhuǎn)矩的 40%）， 1 . 3并且速度設(shè)定點低于量超過 40%或者 6 0 0 / m i ，電機不會啟動。 果負載增加超過了 m（額定轉(zhuǎn)矩）， 且如果速度設(shè)定點超過了 100%或者 1 5 0 0 / m i 點擊進入中止過程。 所有其他情況下，電機進入速度控制模式并執(zhí)行速度控制軟件如 圖 5 監(jiān)測器和保護軟件流程圖 圖 6 是該軟件的流程圖。 ?在超載的情況下，電機被切斷，跳閘指示燈（黃色）亮起。操作者必須釋放熱繼電器，然后通過按下跳閘按鈕或停止按鈕關(guān)掉跳閘燈。熱繼電器設(shè)置為 的額定電流。接下來電機可以再次啟動。 ?操作者可以按下停止按鈕切斷電機：實際速度的顯示被設(shè)置為零，啟動燈（綠色）熄滅，以及停車燈（紅）亮起并保持點亮 3 秒鐘。 ?在電機被切斷后和驅(qū)動系統(tǒng)被重新啟動之前，負載必須立刻斷開。電機在切斷后，即使按下了啟動按鈕后， 3 秒內(nèi)也無法啟動。 圖 6 電機的中止和重啟軟件流程圖 在運行過程中系統(tǒng)和變化的負載進行測試，包括對跳 閘的情況下的測試和對異步電動機調(diào)速性能的測試。 過軟件監(jiān)測電機的操作和相關(guān)參數(shù)。 一開始，感應(yīng)電動機的性能由標(biāo)準(zhǔn) 380 伏電壓提供，測量 50網(wǎng)絡(luò)，以上僅供參考。然后，如第 分中所描述的那樣，在無負載和滿載（ 1， 0 種不同模式之間操作試驗的控制系統(tǒng)： a）由變頻器和 制反饋至異步電機 ; b）由逆變器反饋至感應(yīng)電機。 在前幾節(jié)已描述，速度和負載轉(zhuǎn)矩的范圍對應(yīng)于 件和軟件的設(shè)計。 如圖 7 所示，我們在 500 /分的范圍內(nèi)對轉(zhuǎn)速 — 轉(zhuǎn)矩特性進行了研究。結(jié)果表明，對于不同的 速度設(shè)定值置 b）在變速變負載轉(zhuǎn)矩特性下工作。配置 a）在速度范圍 0 /分和負載范圍 0工作時有恒速變負載轉(zhuǎn)矩的特性。但是，在速度超過 1400 轉(zhuǎn) /分并且負載高于 70％的范圍時，系統(tǒng)不能保持在變速變負載和恒速下工作。因此，當(dāng) N>1400 轉(zhuǎn) /分時，兩種配置 a）和 b）具有類似的轉(zhuǎn)矩 — 速度響應(yīng)。這一事實表明，在同步率低于 93％的速度時， 制對于由 件實現(xiàn)的恒定速度有效。 圖 7 含 逆變器的轉(zhuǎn)速 我們研究了不同圖 8 中，效率經(jīng)過歸一化后表示出來，作為基準(zhǔn)值或 1 自標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)提供的感應(yīng)電機的效率來使用。如圖 8 所描繪的，結(jié)果表明，在所有情況下配置 a）比配置 b）具有更高的效率。此外，在負載高于 70％且歸一化效率是 ( ) 1? 時操作，意味著在 制下所獲得的效率比另一種情況的效率更高。后者是指在標(biāo)準(zhǔn) 380 伏、 50 赫茲的網(wǎng)絡(luò)，沒有 制也沒有逆變器的情況下操作感應(yīng)電機所得到的效率。根據(jù)該圖， 制系統(tǒng)與 標(biāo)準(zhǔn)電機操作相比，其效率提高了10從理論的角度來看，如果我們忽略磁化電流，效率的近似值是： 11 R? ?? ?? 其中 S 是滑差，分別是定子繞組阻抗和轉(zhuǎn)子繞組阻抗。如從圖 7 中可以看出， 制系統(tǒng) a）工作時有非常低的滑差值，幾乎為零。在所有的速度和負載轉(zhuǎn)矩條件下，配置 a）比配置 b）有更小的滑移，因而效率較高的值是合理，尤其是在高速和高頻條件下。在較低的頻率 時，磁通會增加，一次勵磁電流的增加導(dǎo)致?lián)p失增加。 圖 9 表示 制變頻器的定子電壓 — 定子頻率特性，和在圖 7 中的速度和轉(zhuǎn)矩是相同的范圍。對于圖 7 中的每一個速度 — 轉(zhuǎn)矩特性，定子電壓和定子頻率之間的關(guān)系是不變的。然而，如圖 10 所示 ,對應(yīng)于電機磁通的這種關(guān)系隨著頻率的降低而增加，從 50赫茲的 12 赫茲的 此，從圖 7 可看出，其中可用的扭矩從 50 赫茲的 100％下降到 20 赫茲的 60％。當(dāng)電壓和頻率都下降時，磁通量會隨著最大可用扭矩的減少而增加。 圖 8 控制系統(tǒng)在有、無 況下每單位標(biāo)準(zhǔn)供給電機 的效率 對于全部速度和轉(zhuǎn)矩范圍的調(diào)節(jié)器增益 曲線如圖 11 所示。結(jié)果表明，在特性之間小的位移情況下，在變化的負載情況下，它提供了 這個系統(tǒng)提供了一個相似的動態(tài)響應(yīng)，作為 V/f 速度控制的閉環(huán)系統(tǒng)。它的暫態(tài)性能是有限的，由于扭矩的振蕩 [32]和它的行為對進程限制了該系統(tǒng)的應(yīng)用，而該過程僅需緩慢的速度變化。 從先前描述的方案可以獲得成功的實驗結(jié)果，結(jié)果表明 用于有感應(yīng)電機的 自動化系統(tǒng)。由逆變器驅(qū)動并由 制的感應(yīng)電機監(jiān) 控系統(tǒng)證明了其在恒速可變負荷下運轉(zhuǎn)時，具有高準(zhǔn)確度的調(diào)速功能。 圖 9 制逆變器的定子電壓 — 頻率特性曲線 圖 10 定子電壓與定子頻率之比 圖 11 制特性曲線 忽略所用的速度控制方法的簡單性，這種系統(tǒng)列出： ?在負載轉(zhuǎn)矩下恒定速度的變化 ; ?在更寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的可調(diào)全扭矩 ; ?閉環(huán)速度控制方案具有很好的精度 ; ?更高的效率 ; ?過載保護。 從而，在工業(yè)電力驅(qū)動應(yīng)用方面， 證明是通用且有效的控制工具。 致 謝 筆者衷心感謝雅典國家技術(shù)大學(xué)對實驗系統(tǒng)建設(shè)和實驗室測試及測量的財政支 持。 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