PVC電石給料機變頻調(diào)速控制器的設計開題報告.doc

信息與電子工程系畢業(yè)設計(論文)畢業(yè)設計(論文)開題報告信息與電子工程系工業(yè)電氣自動化專業(yè)03級2班課題名稱：PVC電石給料機變頻調(diào)速控制器的設計畢業(yè)設計(論文)起止時間：2006年2月15日6月8日(共16周)學生姓名：林繼聽學號：17指導教師：余世明王海倫報告日期：2005年3月4日信息與電子工程系畢業(yè)設計(論文)1.本課題涉及變頻調(diào)速系統(tǒng)的最新發(fā)展方向。（1）我國變頻調(diào)速技術的發(fā)展概況電氣傳動控制系統(tǒng)通常由電動機、控制裝置和信息裝置3部分組成。電氣傳動關系到合理地使用電動機以節(jié)約電能和控制機械的運轉(zhuǎn)狀態(tài)（位置、速度、加速度等），實現(xiàn)電能-機械能的轉(zhuǎn)換，達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的目的。近年來交流調(diào)速中最活躍、發(fā)展最快的就是變頻調(diào)速技術。變頻調(diào)速是交流調(diào)速的基礎和主干內(nèi)容。上個世紀變壓器的出現(xiàn)使改變電壓變得很容易，從而造就了一個龐大的電力行業(yè)。長期以來，交流電的頻率一直是固定的，變頻調(diào)速技術的出現(xiàn)使頻率變?yōu)榭梢猿浞掷玫馁Y源。我國是一個發(fā)展中國家，許多產(chǎn)品的科研開發(fā)能力仍落后于發(fā)達國家。至今自行開發(fā)生產(chǎn)的變頻調(diào)速產(chǎn)品大體只相當于國際上80年代水平。隨著改革開放，經(jīng)濟高速發(fā)展，形成了一個巨大的市場，它既對國內(nèi)企業(yè)，也對外國公司敞開。很多最先進的產(chǎn)品從發(fā)達國家進口，在我國運行良好，滿足了我國生產(chǎn)和生活需要。國內(nèi)許多合資公司生產(chǎn)當今國際上先進的產(chǎn)品，國內(nèi)的成套部分在自行設計制造的成套裝置中采用外國進口公司和合資企業(yè)的先進設備，自己開發(fā)應用軟件，能為國內(nèi)外重大工程項目提供一流的電氣傳動控制系統(tǒng)。雖然取得很大成績，但應看到由于國內(nèi)自行開發(fā)、生產(chǎn)產(chǎn)品的能力弱，對國外公司的依賴性嚴重。從總體上看我國電氣傳動的技術水平較國際先進水平差距10-15年。（2）國外現(xiàn)狀在大功率交-交變頻（循環(huán)變流器）調(diào)速技術方面，法國阿爾斯通已能提供單機容量達3萬kW的電氣傳動設備用于船舶推進系統(tǒng)。在大功率無換向器電機變頻調(diào)速技術方面，意大利ABB公司提供了單機容量為6萬kW的設備用于抽水蓄能電站。在中功率變頻調(diào)速技術方面，德國西門子公司SimovertA電流型晶閘管變頻調(diào)速設備單機容量為10-2600kVA和SimovertPGTOPWM變頻調(diào)速設備單機容量為100-900kVA，其控制系統(tǒng)已實現(xiàn)全數(shù)字化，用于電力機車、風機、水泵傳動。在小功率交流變頻調(diào)速技術反面，日本富士BJT變頻器最大單機容量可達700kVA，IGBT變頻器已形成系列產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)也已實現(xiàn)全數(shù)字化。信息與電子工程系畢業(yè)設計(論文)（3）未來的發(fā)展方向交流變頻調(diào)速技術是強弱電混合、機電一體的綜合性技術，既要處理巨大電能的轉(zhuǎn)換（整流、逆變），又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它的共性技術必定分成功率和控制兩大部分。前者要解決與高壓大電流有關的技術問題和新型電力電子器件的應用技術問題，后者要解決（基于現(xiàn)代控制理論的控制策略和智能控制策略）的硬、軟件開發(fā)問題（在目前狀況下主要全數(shù)字控制技術）。其主要發(fā)展方向有如下幾項。實現(xiàn)高水平的控制?；陔妱訖C和機械模型的控制策略，有矢量控制、磁場控制、直接傳矩控制和機械扭振補償?shù)龋换诂F(xiàn)代理論的控制策略，有滑模變結(jié)構技術、模型參考自適應技術、采用微分幾何理論的非線性解耦、魯棒觀察器，在某種指標意義下的最優(yōu)控制技術和逆奈奎斯特陣列設計方法等；基于智能控制思想的控制策略，有模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)和各種各樣的自優(yōu)化、自診斷技術等。開發(fā)清潔電能的變流器。所謂清潔電能變流器是指變流器的功率因數(shù)為1，網(wǎng)側(cè)和負載側(cè)有盡可能低的諧波分量，以減少對電網(wǎng)的公害和電動機的轉(zhuǎn)矩脈動。對中小容量變流器，提高開關頻率的PWM控制是有效的。對大容量變流器，在常規(guī)的開關頻率下，可改變電路結(jié)構和控制方式，實現(xiàn)清潔電能的變換?？s小裝置的尺寸。緊湊型變流器要求功率和控制元件具有高的集成度，其中包括智能化的功率模塊、緊湊型的光耦合器、高頻率的開關電源，以及采用新型電工材料制造的小體積變壓器、電抗器和電容器。功率器件冷卻方式的改變（如水冷、蒸發(fā)冷卻和熱管）對縮小裝置的尺寸也很有效。高速度的數(shù)字控制。以32位高速微處理器為基礎的數(shù)字控制模板有足夠的能力實現(xiàn)各種控制算法，Windows操作系統(tǒng)的引入使得可自由設計，圖形編程的控制技術也有很大的發(fā)展。信息與電子工程系畢業(yè)設計(論文)2.本課題所研究的內(nèi)容及方法(1)研究內(nèi)容本變頻調(diào)速組合控制箱用于控制GZG633型給料機的啟動、變頻調(diào)速、制動停機。由于采用了微電腦交流變頻調(diào)速，使慣性振動給料機能實現(xiàn)軟啟動，避免了直接啟動時沖擊電流對電網(wǎng)的影響；同時可根據(jù)工藝要求進行變頻調(diào)速而實現(xiàn)給料產(chǎn)量的調(diào)節(jié)；停機時，按下停機按鈕，變頻器停止輸出。于此同時，接入反接制動，可使慣性振動給料機在短時間內(nèi)迅速制動停機，防止機器產(chǎn)生很大的振幅，延長機器的使用壽命，減少停機時可能產(chǎn)生的碰撞、噪聲等，并具有對振動機器進行過流、過載、斷相等保護功能。(2)研究方法準備按控制箱表盤“通電”按鈕QA1，接觸器KM1吸合，380V供電電源接至變頻器的R.S.T端子，同時“電源指示”燈HL1亮。啟動與變頻調(diào)節(jié)：按表盤“啟動”按鈕QA2，“變頻輸出”接觸器KM2吸合，將變頻器的輸出端U、V、W與振動電機連通。與此同時，中間繼電器KA和KB吸合，KA-3觸頭閉合，接通變頻器運行回路P24和FW，變頻器開始工作，“工作指示”燈HL2亮。順時針旋轉(zhuǎn)“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕RW，邊調(diào)節(jié)邊觀察“頻率顯示”的頻率變化值，直至工藝要求的頻率值(最高設定50Hz)。停機及制動：按表盤“停止”按鈕TA2，接觸器KM2失電，使變頻器的輸出U、V、W與振動電機的連線脫開，中斷變頻器的輸出。與此同時，“制動”接觸器KM3和時間繼電器KT吸合，由于KM3的吸合，引入反接制動功能，使慣性振動電機迅速制動，當KT的延時時間一到，其觸頭KT-1斷開，切斷控制電源，使KM3、KT、KB的線圈都失電而釋放，制動即刻終止，振動電機停止轉(zhuǎn)動。故障在正常工作時，若出現(xiàn)“故障指示”燈HL3亮，表明變頻器有故障，需要停機查明