高爐卷揚機(jī)PLC控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計

1、高爐卷揚機(jī)plc控制變頻調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計摘要 高爐上料卷揚機(jī)是高爐的關(guān)鍵設(shè)備之一，當(dāng)前國內(nèi)多數(shù)304m3級高爐的主卷揚機(jī)的調(diào)速方式采用轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速是，但電阻容易燒毀，加上卷揚機(jī)鋼絲繩松緊程度不一，有時出現(xiàn)料車“掛頂”事故，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)，因此需要此系統(tǒng)進(jìn)行改造。本文針對異步電機(jī)這樣一個多變量的、強(qiáng)禍合、參數(shù)時變的復(fù)雜非線性系統(tǒng)，系統(tǒng)地研究了異步電機(jī)參數(shù)辨識與狀態(tài)估計方法，分析了交流電動機(jī)各種調(diào)速方法的優(yōu)劣。轉(zhuǎn)子磁場定向控制使交流調(diào)速系統(tǒng)的性能產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，異步電機(jī)無速度傳感器矢量控制更是增加了系統(tǒng)的簡易性和魯棒性，這種系統(tǒng)需解決兩個問題:轉(zhuǎn)速的估計和轉(zhuǎn)子磁鏈的觀測。對系統(tǒng)的仿真實驗表明，基于模

2、型參考自適應(yīng)系統(tǒng)的矢量控制系統(tǒng)具有較好的靜態(tài)和動態(tài)性能，選擇了矢量控制變頻器解決進(jìn)料系統(tǒng)控制問題。最后，本文給出了一種基于矢量控制的異步電機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)實現(xiàn)方案。變頻調(diào)速的主電路設(shè)計是帶有特殊性的電力電路設(shè)計，既要遵守電力設(shè)計的一般規(guī)律，也要考慮變頻調(diào)速系統(tǒng)的特殊情況，同時針對控制目的選擇變頻器，通過控制端子實現(xiàn)的控制系統(tǒng)功能，正確設(shè)置命令和頻率源等參數(shù)，采用plc控制保證調(diào)速控制精度，考慮控制電路的抗干擾措施，對硬、軟件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，從而保證了系統(tǒng)控制的實時性和安全性。關(guān)鍵詞: 高爐；上料卷揚機(jī)；plc變頻器；變頻調(diào)速blast furnace hoist abstract blast f

3、urnace feeding winch is one of the key equipment, most of the current domesticbf-300 m3 the main winch by way of rotor speed governor string resistance, but resistance toburning, with varying degrees of elastic rope winch, sometimes expected to overheadincident has seriously affected production, the

4、 system needs to be transformed. this paper induction motor that more than one variable, strong coupling, time-varying parameters of the complex nonlinear systems, systematic study of the induction motor parameter identification with the state estimation methods, the analysis of the various ac motor

5、 speed way the pros and cons. rotor field oriented control system to speed the exchange of properties of a qualitative leap, asynchronous motor speed sensor vector control is to increase the systems simplicity and robustness, such systems need to solve two problems: the estimated speed and the rotor

6、 flux observation. the system simulation experiments show that, based on the model reference adaptive system of vector control system has good static and dynamic performance, choose the vector control converter solution feed system control issues. finally, this paper, which is based on vector contro

7、l of the induction motor frequency control system programmer. frequency control of the main circuit design is a unique power circuit design, it is necessary to comply with the design of the power of the general laws and frequency control system should also consider the special circumstances, for con

8、trol purposes choice inverter, by controlling the realization of the terminal control system, properly set up a command and parameters such as frequency source, a plc control ensure speed control accuracy and control circuit to consider the anti-amming measures, the hardware and software has been op

9、timized design, thus ensuring a system of real-time control and safety.keywords；blast furnace; feedingwinch; plc drive; frequency目錄1 緒論11.1高爐煉鐵電氣傳動的概況11.1.1高爐煉鐵的冶煉原理11.1.2高爐卷揚機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作特點21.2交流電動機(jī)的調(diào)速傳動31.2.1.調(diào)速傳動的運動方程31.2.2.調(diào)速傳動中生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性41.3本論文的的研究背景及主要內(nèi)容62 控制系統(tǒng)原理分析72.1異步電動機(jī)調(diào)速方法72.2異步電動機(jī)高動態(tài)性能矢量控制的變

10、頻調(diào)速82.2.1矢量控制的概念82.2.2坐標(biāo)變換及空間矢童83 控制系統(tǒng)設(shè)計113.1高爐卷揚機(jī)施動系統(tǒng)要求113.1.1料車的運動分析113.1.2卷揚機(jī)電動機(jī)運行狀態(tài)分析123.1.3主卷揚機(jī)變頻器的選型133.2變頻調(diào)速系統(tǒng)主電路設(shè)計143.2.1輸入輸出電路主體功能設(shè)計143.2.2主電路杭干擾措施163.2.3能耗制動電路設(shè)計173.2.4主電路設(shè)計方案203.3變頻調(diào)速系統(tǒng)控制電路設(shè)計223.3.1變頻器的調(diào)速控制223.3.2電氣控制要求233.3.3電氣拉制電路實現(xiàn)24小結(jié)30致 謝30參考文獻(xiàn)311 緒論1.1 高爐煉鐵電氣傳動的概況1.1.1 高爐煉鐵的冶煉原理 煉鐵過

11、程實質(zhì)上是將鐵從其自然形態(tài)礦石等含鐵化合物中還原出來的過程。應(yīng)用最多的是高爐煉鐵。高爐冶煉用的原料主要由鐵礦石、燃料(焦炭)和熔劑(石灰石)三部分組成。通常，冶煉1噸生鐵需要1.5-2.0噸鐵礦石，0.4-0.6噸焦炭，0.2-0.4噸熔劑，總計需要2-3噸原料。為了保證高爐生產(chǎn)的連續(xù)性，要求有足夠數(shù)量的原料供應(yīng)。因此，無論是生鐵廠家還是鋼廠采購原料的工作是尤其重要。高爐生產(chǎn)是連續(xù)進(jìn)行的。一代高爐(從開爐到大修停爐為一代)能連續(xù)生產(chǎn)幾年到十幾年。生產(chǎn)時，從爐頂(一般爐頂是由料種與料斗組成，現(xiàn)代化高爐是鐘閥爐頂和無料鐘爐頂)不斷地裝入鐵礦石、焦炭、熔劑，從高爐下部的風(fēng)口吹進(jìn)熱風(fēng)(1000-130

12、0攝氏度)，噴入油、煤或天然氣等燃料。裝入高爐中的鐵礦石，主要是鐵和氧的化合物。在高溫下，焦炭中和噴吹物中的碳以及碳燃燒生成的一氧化碳將鐵礦石中的氧奪取出來，得到鐵，這個過程叫做還原。鐵礦石通過還原反應(yīng)煉出生鐵，鐵水從出鐵口放出。鐵礦石中的脈石、焦炭及噴吹物中的灰分與加入爐內(nèi)的石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從出鐵口和出渣口分別排出。煤氣從爐頂導(dǎo)出，經(jīng)除塵后，作為工業(yè)用煤氣?，F(xiàn)代化高爐還可以利用爐頂?shù)母邏?，用?dǎo)出的部分煤氣發(fā)電。 高爐煉鐵的特點:規(guī)模大，不論是世界其它國家還是中國，高爐的容積在不斷擴(kuò)大，如我國寶鋼高爐是4063立方米，日產(chǎn)生鐵超過10000噸，爐渣4000多噸，日耗焦4000多噸。目

13、前國內(nèi)單一性生鐵廠家，高爐容積也以達(dá)到500左右立方米，但多數(shù)仍維持在100-300立方米之間，甚至仍存在100立方米以下的高耗能高污染的小高爐，其產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，公布分散，不具有期規(guī)模性，更不能與國際上的鋼鐵廠相比。1. 1. 2 高爐卷揚機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作特點1. 高爐的上料設(shè)備 在冶金高爐煉鐵生產(chǎn)線上，一般把按照品種、數(shù)量稱量好的爐料從地面的貯礦槽運送到爐頂?shù)纳a(chǎn)機(jī)械稱為高爐上料設(shè)備，它是高爐供料系統(tǒng)的重要設(shè)備。主要包括料車坑、料車斜橋、卷揚機(jī)或帶式上料機(jī)。對于3000m，以下的高爐或使用熱燒結(jié)礦的高爐，目前還是以斜拉橋式上料機(jī)為主。料車上料機(jī)主要由斜橋、料車、卷揚機(jī)三部分組成。2.

14、料車式上料機(jī)料車式上料機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，對于中小高爐，有足夠的上料能力，能實現(xiàn)自動控制，并且運轉(zhuǎn)可靠。料車上料機(jī)的結(jié)構(gòu)特點主要有兩點：(1) 工作工程中，兩個料車交替上料，當(dāng)裝滿爐料的料車上升時，空料車下行，空車重量相當(dāng)于一個平衡錘，平衡了重料車的車廂自重。這樣，當(dāng)上行或下行二個料車用一個卷揚機(jī)拖動時，不但節(jié)省了拖動電機(jī)功率，而且，電機(jī)運轉(zhuǎn)時，總有一個重料車上行，沒有空行程。從而，使得電動機(jī)總是處于電動狀態(tài)運行，免去了電動機(jī)處于發(fā)電運行狀態(tài)所帶來的種種問題。 在斜橋頂端主軌道的兩側(cè)，裝有上升的輔助導(dǎo)軌。料車的兩對前后輪不同，后輪的邊緣兩側(cè)設(shè)有內(nèi)外兩個端面。當(dāng)料車行到斜橋頂端時，前輪繼續(xù)沿

15、主軌下降，后輪則靠外踏面被上升的輔助導(dǎo)軌抬起，這個料車以前輪為中心傾翻，將料倒入受料漏斗中。料車的運動由卷揚機(jī)通過鋼繩(纜)傳動。當(dāng)卷揚機(jī)反轉(zhuǎn)時，空料車依靠自重返回，另一個重料車上行。這套自卸料的動作，是完全依靠機(jī)械的方式完成的。4. 工作特點 根據(jù)料車運動的工作過程，其工作特點是：(1) 能夠頻繁起動、制動、停車、反向，轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，過渡時間短;(2) 能按照一定的速度圖運行;(3) 能夠廣泛地調(diào)速，調(diào)速范圍一般為0.53.5m/s,目前料車最大線速度可達(dá)3.8m/s。(4) 系統(tǒng)可靠工作。在進(jìn)入曲軌段及離開料坑時不能有沖擊，確保終點位置準(zhǔn)確停車。5. 對拖動系統(tǒng)的要求 料車在斜橋上的運動分為起

16、動、加速、穩(wěn)定運行、減速、傾翻和制動六個階段，在整個過程中包括兩次加速和兩次減速。1.2 交流電動機(jī)的調(diào)速傳動1.2.1 調(diào)速傳動的運動方程調(diào)速傳動系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)運動時，其旋轉(zhuǎn)運動方程為 （1.1）式中 t驅(qū)動轉(zhuǎn)矩(nm); tz一負(fù)載轉(zhuǎn)矩，即阻轉(zhuǎn)矩(nm); jd/dt慣性轉(zhuǎn)矩(nm); 電動機(jī)的角速度(rad/s ); j折算到電動機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量(kg . m)，由式(1-2)表示 (1.2)式中g(shù)旋轉(zhuǎn)部分的重量(n); d慣性體直徑(m); 將式(1-1)中的角速度。(rad/s)變?yōu)樗俣萵 (r/min)表示 (1.3)將式(1.2 )和式(1.3)代入式(1.1)中，則有即 (1.4

17、) 調(diào)速傳動系統(tǒng)中旋轉(zhuǎn)運動時，工作狀態(tài)可由運動方程式(1.4)表示。當(dāng),，拖動系統(tǒng)處于靜止或等速運動狀態(tài)，電氣傳動系統(tǒng)處于穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)即穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng), ，傳動系統(tǒng)處于加速狀態(tài)，即處于過渡過程(也叫動態(tài)過程)。當(dāng), ，傳動系統(tǒng)處于減速狀態(tài)，即處于過渡過程。 由運動方程式可知，傳動系統(tǒng)可能處于兩種運轉(zhuǎn)狀態(tài)，即穩(wěn)態(tài)和動態(tài)。當(dāng)傳動系統(tǒng)由一個穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)變化到另一個穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，需要一個變化過程，這個過程稱為過渡過程。在過渡過程中的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和電流都按一定的規(guī)律變化。1.2.2 調(diào)速傳動中生產(chǎn)機(jī)械負(fù)載轉(zhuǎn)矩特性生產(chǎn)機(jī)械運行時常用負(fù)載轉(zhuǎn)矩標(biāo)志其負(fù)載的大小。不同的生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)矩隨轉(zhuǎn)速變化規(guī)律不同，用負(fù)載轉(zhuǎn)矩

18、特性來表征，即生產(chǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)速n與負(fù)載轉(zhuǎn)矩t之間的關(guān)系t=f (n)。各種生產(chǎn)機(jī)械特性大致可歸納為以下3種類型。(1)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性 所謂恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載是指生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小不隨轉(zhuǎn)速n變化，這種特性稱為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性。根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方向特點又分為反抗性和位能性負(fù)載兩種。反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載的特點是負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小不變，但負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方向始終與生產(chǎn)機(jī)械運動的方向相反，總是阻礙電動機(jī)的運轉(zhuǎn)，當(dāng)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向改變時，負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方向也隨之改變，始終是阻轉(zhuǎn)矩。屬于這類特性的生產(chǎn)機(jī)械有軋鋼機(jī)和機(jī)床得平移機(jī)構(gòu)等。圖1.1 反抗性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性圖位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載這種負(fù)載的特點是負(fù)載轉(zhuǎn)矩由重力作用產(chǎn)生

19、，不論生產(chǎn)機(jī)械運動的方向變化與否，負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小和方向始終不變。例如起重設(shè)備提升重物時，負(fù)載轉(zhuǎn)矩為阻轉(zhuǎn)矩，其作用方向與電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相反，當(dāng)下放重物時，負(fù)載轉(zhuǎn)矩變?yōu)轵?qū)動轉(zhuǎn)矩，其作用方向與電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向相同，促使電動機(jī)旋轉(zhuǎn)。圖1.2 位能性恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載特性圖(2) 恒功率負(fù)載特性 恒功率負(fù)載的方向特點是屬于反抗性負(fù)載;大小特點是當(dāng)轉(zhuǎn)速變化時，負(fù)載從電動機(jī)吸收的功率為恒定值。例如，一些機(jī)床切削加工，車床粗加工時，切削量大(切削阻力大)，用低速擋;精加工時，切削量小(切削量小)，用高速擋。因此，在不同轉(zhuǎn)速下，負(fù)載轉(zhuǎn)矩基本上與轉(zhuǎn)速成反比，即t=k/n，因為轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的乘積是功率，所以功率是基本恒定的，即

20、恒功率負(fù)載。圖1.3 恒功率負(fù)載特性圖(3) 通風(fēng)機(jī)型負(fù)載特性圖1.4 通風(fēng)機(jī)負(fù)載特性圖 通風(fēng)機(jī)型負(fù)載的方向特點是屬于反抗性負(fù)載; 大小特點是負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小與轉(zhuǎn)速n的平方成正比，即tz=kn (式中k比例常數(shù))。常見的這類負(fù)載如風(fēng)機(jī)、水泵、油泵等。 應(yīng)該指出，以上3類是典型的負(fù)載特性，實際生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)載特性常為幾種類型負(fù)載的相近或綜合。例如起重機(jī)提升重物時，電動機(jī)所受到的除位能性負(fù)載轉(zhuǎn)矩外，還要克服系統(tǒng)機(jī)械摩擦所造成的反抗性負(fù)載轉(zhuǎn)矩，所以電動機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)是上述兩個轉(zhuǎn)矩之和。1.3 本論文的的研究背景及主要內(nèi)容我國的鋼鐵生產(chǎn)工藝正向數(shù)字化的高新技術(shù)方向發(fā)展。作為整個鋼鐵生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，高

21、爐煉鐵工藝中高新技術(shù)的應(yīng)用尤為重要。其技術(shù)指標(biāo)如何，對整個鋼鐵工藝流程有著直接和顯著的影響。其中又以高爐上料主卷揚系統(tǒng)為整個高爐的核心設(shè)備，負(fù)責(zé)原料的輸送。對卷揚系統(tǒng)采用高新技術(shù)進(jìn)行合理控制與優(yōu)化便成為現(xiàn)代鋼鐵工藝中的一個重要課題。本論文的主要任務(wù)是對高爐上料主卷揚系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和拖動系統(tǒng)的運行進(jìn)行了詳細(xì)分析，根據(jù)三相異步電動機(jī)的運行原理以及高爐上料系統(tǒng)的電氣要求，深入研究無傳感器矢量控制調(diào)速系統(tǒng)的特點，研究實現(xiàn)改善調(diào)速系統(tǒng)性能方法，降低矢量控制系統(tǒng)對電機(jī)參數(shù)的敏感程度。1、研究無傳感器矢量控制系統(tǒng)的運行原理以及速度估算方法對無傳感器矢量控制系統(tǒng)性能的影響。2、高爐上料系統(tǒng)利用現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)將

22、plc系統(tǒng)與變頻器系統(tǒng)緊密結(jié)合在一起，實現(xiàn)plc與變頻器控制的統(tǒng)一，解決了因卷揚控制系統(tǒng)不穩(wěn)定而造成的休風(fēng)、停產(chǎn)問題。提高了卷揚上料系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低了上料系統(tǒng)的故障率。實現(xiàn)優(yōu)良的調(diào)速性能。2 控制系統(tǒng)原理分析2.1 異步電動機(jī)調(diào)速方法按照交流異步電機(jī)的原理，從定子傳入轉(zhuǎn)子的電磁功率可分成兩部分:一部分是拖動負(fù)載的有效功率，稱作機(jī)械功率;另一部分是傳輸給轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)差功率，與轉(zhuǎn)差率s成正比。 三相異步電動機(jī)轉(zhuǎn)速公式為: （2.1）由式(2.1)可見，改變供電頻率五、電動機(jī)的磁極對數(shù)p及轉(zhuǎn)差率:均可達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。因此，常見的交流調(diào)速方法有:降電壓調(diào)速;轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速;轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速;繞線電

23、機(jī)串級調(diào)速或雙饋電機(jī)調(diào)速;變極對數(shù)調(diào)速;變壓變頻調(diào)速等等。從能量轉(zhuǎn)換的角度上看，轉(zhuǎn)差功率是否增大，是消耗掉還是得到回收，是評價調(diào)速系統(tǒng)效率高低的標(biāo)志。從這點出發(fā)，可以把異步電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)分成三類。1. 轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng):這種類型的全部轉(zhuǎn)差功率都轉(zhuǎn)換成熱能消耗在轉(zhuǎn)子回路中，上述的第、三種調(diào)速方法都屬于這一類。在三類異步電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中，這類系統(tǒng)的效率最低，而且越到低速時效率越低，它是以增加轉(zhuǎn)差功率的消耗來換取轉(zhuǎn)速的降低的(恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載時)?？墒沁@類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備成本最低，所以還有一定的應(yīng)用價值。2. 轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng):在這類系統(tǒng)中，除轉(zhuǎn)子銅損外，大部分轉(zhuǎn)差功率在轉(zhuǎn)子側(cè)通過變流裝置饋出

24、或饋入，轉(zhuǎn)速越低，能饋送的功率越多，上述第種調(diào)速方法屬于這一類。無論是饋出還是饋入的轉(zhuǎn)差功率，扣除變流裝置本身的損耗后，最終都轉(zhuǎn)化成有用的功率，因此這類系統(tǒng)的效率較高，但要增加一些設(shè)備。3. 轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng):在這類系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)差功率只有轉(zhuǎn)子銅損，而且無論轉(zhuǎn)速高低，轉(zhuǎn)差功率基本不變，因此效率更高，上述的第、兩種調(diào)速方法屬于此類。其中變極對數(shù)調(diào)速是有級的，應(yīng)用場合有限。只有變壓變頻調(diào)速應(yīng)用最廣，可以構(gòu)成高動態(tài)性能的交流調(diào)速系統(tǒng)，取代直流調(diào)速;但在定子電路中須配備與電動機(jī)容量相當(dāng)?shù)淖儔鹤冾l器，相比之下，設(shè)備成本最高.和控制特性要求。2.2 異步電動機(jī)高動態(tài)性能矢量控制的變頻調(diào)速2. 2. 1

25、矢量控制的概念 異步電動機(jī)的矢量控制是建立在動態(tài)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上的。直流電動機(jī)之所以動態(tài)性能好，是由于在采用補(bǔ)償繞組的條件下，它的電樞反應(yīng)磁動勢對氣隙磁通沒有影響，而電磁轉(zhuǎn)矩，不考慮磁路飽和，磁通正比于勵磁電流。保持if恒定時，電磁轉(zhuǎn)矩與電樞電流成正比。影響電磁轉(zhuǎn)矩的控制量和是互相獨立的，也可以說是自然解耦，的變化并不影響磁場，因此可以控制電樞電流的大小去控制電磁轉(zhuǎn)矩。而的變化所遇到的僅是電樞漏感，所以響應(yīng)速度很快，可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的快速調(diào)節(jié)，獲得理想的動態(tài)性能。 直流電動機(jī)的磁通和電樞電流可以獨立進(jìn)行控制，是一種典型的解耦控制。異步電動機(jī)的矢量控制就是仿照直流電動機(jī)的控制方式，把定子電流的磁場分

26、量和轉(zhuǎn)矩分量解耦開來，分別加以控制。這種解耦，實際上是把異步電動機(jī)的物理模型設(shè)法等效地變換成類似于直流電動機(jī)的模式。這種等效變換是借助于坐標(biāo)變換來完成的。等效的原則是:在不同坐標(biāo)系下電動機(jī)模型所產(chǎn)生的磁動勢相等。 2. 2.2坐標(biāo)變換及空間矢童 目前最常用的矢量控制方案，是按轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制。若保持 ,則電磁轉(zhuǎn)矩與定子電流有功分量成正比。但可檢測到的定子電流、和，所以必須經(jīng)過變換才能在控制電路中按控制直流電動機(jī)的方式對異步電動機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)控制。 其中三相/兩相變換器實現(xiàn)、到、之間的變換公式為 (2.2)其計算結(jié)果為 (2.3)同樣兩相/三相變換器實現(xiàn)，到、之間的變換公式為 (2.4)其計算

27、結(jié)果為 (2.5)矢量回轉(zhuǎn)器vr 1，實現(xiàn)、到之間的變換公式為 (2.6)其計算結(jié)果為 (2.7)矢量回轉(zhuǎn)器vr2，實現(xiàn)、到之間的變換公式為 (2.8) 其計算結(jié)果為 (2.9) 式中 m軸與a軸的夾角，是轉(zhuǎn)子磁鏈的空間相位，時間變量為 (2.10)系數(shù)是為約束基本功率不變而引入的系數(shù)。 本章分析了異步電動機(jī)的變頻調(diào)速控制原理，著重分析了矢量控制的調(diào)速性能，矢量控制的原理實際上是對直流調(diào)速原理的模仿，有比較優(yōu)良的調(diào)速性能。在實際生產(chǎn)值，料車卷揚機(jī)一般有三檔速度，可以通過變頻器的多段速度方式將不同的給定值通過參數(shù)預(yù)先設(shè)定在變頻器內(nèi)。這種方式的給定是有級變化的，精度高，不受干擾，轉(zhuǎn)速變化過程也是無

28、級地連續(xù)變化，僅穩(wěn)定值是有級的。適合于穩(wěn)定給定值不需要無級變化的情況。 此外，plc以其可靠性高，靈活性強(qiáng)，使用方便的優(yōu)越性使電氣控制技術(shù)發(fā)生了根本性的根本的改變，因此提出了基于plc控制的變頻調(diào)速控制系統(tǒng)。3 控制系統(tǒng)設(shè)計3.1 高爐卷揚機(jī)施動系統(tǒng)要求3.1.1 料車的運動分析1. 料車的運動 料車在斜橋上得運動分為起動、加速、穩(wěn)定運行、減速、傾翻和制動六個階段，在整個過程中包括兩次加速和兩次減速。 料車提升一次所需要的時間與料車的運動速度和加速度有關(guān)，其變化曲線如圖3.1所示。圖3.1 料車速度和加速度圖 時間內(nèi):料車起動，重料車開始上行，同時空料車開始自爐頂極限位置下行。此時，鋼繩自卷筒

29、退出的加速度不應(yīng)超過料車的加速度，以免產(chǎn)生鋼繩松弛現(xiàn)象。一般加速度取0.2 0.4 。 時間內(nèi)：重料車上行并繼續(xù)加速到最大速度，一般加速度取。0.40.8 。 時間內(nèi)：料車以最大速度穩(wěn)定運行。 時間內(nèi)：重料車進(jìn)入卸料曲軌段之前的(第一次)減速時間，加速度為4取一0.40.8 。 為重料車在卸料曲軌段等速行走時間，速度為4=lm/s左右。 為重料車第二次減速到停車時間，一般加速度為取0.40.8m/s。2. 300m高爐上料要求: 鋼廠300m高爐的速度、加速度如圖3-2所示，由圖知，料車提升一次所需時間為： （3-1）=0.78 / 0.3=2.6s=(3.5一0.78)/ 0.6=4.54s

30、=14.55s=(3.5一1.0/ 0.6=4.17s =6.16s (3-2)=1.0 / 0.6=1.67 t=33.69s圖3.2 料車速度和加速度要求 對于300m高爐其料車卷揚機(jī)的技術(shù)參數(shù)為:料車載重量最大7.5t,料車自重2t,卷筒直徑1200mm，減速機(jī)的傳動比為,行程78m。3.1.2 卷揚機(jī)電動機(jī)運行狀態(tài)分析 料車卷揚機(jī)是典型的摩擦性負(fù)載。如圖3.3，料車在料坑段起動時，負(fù)載最大，以65計算，以50計算，當(dāng)右料車滿載從斜橋底部提升時，鋼繩的拉力為: (3.3) 這時左料車空載從斜橋頂部下放，鋼繩的拉力為: (3.4)卷筒的靜力矩為: (3.5)圖3.3 料車機(jī)械傳動示意圖折算

31、到卷揚機(jī)電動機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩: (3.6) (3.7) 當(dāng)右料車帶載上升時，電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩要克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩才能提升，起動時還要克服一定的靜摩擦力矩。電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)方向相同，故電動機(jī)處于電動狀態(tài)，工作于第一象限。 當(dāng)左料車帶載上升時，電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩仍要克服同樣的負(fù)載轉(zhuǎn)矩才能提升。電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩的方向與旋轉(zhuǎn)方向相同，只不過電動機(jī)旋轉(zhuǎn)方向反了，所以電動機(jī)處于反向電動狀態(tài)，工作于第三象限。3.1.3 主卷揚機(jī)變頻器的選型 這樣，由圖3.2可知，共有三級速度和兩種絕對值不同的加速度，上述速度和加速度的改變可根據(jù)料車運動的位置開關(guān)，由plc控制變頻器的多功能輸入接點自動切換來實現(xiàn)。 變頻

32、器是構(gòu)成主卷揚控制系統(tǒng)的一個主要部件。300m級高爐上料卷揚機(jī)的驅(qū)動電動機(jī)采用了6極55kw電動機(jī)。 高爐上料卷揚機(jī)的負(fù)載特點是重載起動，而且起動、制動和調(diào)速均相當(dāng)頻繁(每小時可達(dá)60次以上)，根據(jù)所裝備的卷揚電動機(jī)和上述特性要求，我們選用三菱通用型矢量控制變頻器，其型號fr-a740-ssk-cht，完全可以滿足高爐上料卷揚工藝過程對傳動系統(tǒng)的要求。3.2 變頻調(diào)速系統(tǒng)主電路設(shè)計 這里所說的主電路，是指以傳遞功率為主要任務(wù)的電氣回路。在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，主電路大致可以分為三個基本部分:電源輸入、輸出到電動機(jī)電路、制動電路。3.2.1 輸入輸出電路主體功能設(shè)計1. 保護(hù)功能設(shè)計 變頻器本身具備比

33、較完善的保護(hù)功能，數(shù)字式控制的現(xiàn)代變頻器尤其如此。在多數(shù)情況下變頻器能夠?qū)ψ陨砑半妱訖C(jī)實現(xiàn)有效的各種電氣保護(hù)。在外部電路上的保護(hù)措施主要以后備短路保護(hù)和防止絕緣檢測損壞變頻器的隔離措施為主。 在主電路設(shè)置后備短路保護(hù)的目的有兩個:一個是對于逆變器后段短路提供后備保護(hù)功能，以免逆變器的瞬間電流保護(hù)失效時事故擴(kuò)大導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p失。在直流回路上濾波電容和逆變器之間，常常裝設(shè)有快速熔斷器，這個熔斷器也具有對逆變器及以后部分的保護(hù)能力。另外一個目的是對逆變器前段包括直流母線部分以及整流器前段的短路提供保護(hù)，這部分電路發(fā)生短路時，變頻器內(nèi)沒有切斷短路電流的措施。可以用自動空氣斷路器或者快速熔斷器實現(xiàn)。 因此，

34、自動空氣斷路器和快速熔斷器在作為后段的后備短路保護(hù)元件方面作用是差不多的，都不能有效保護(hù)逆變器，只能夠在逆變器自身保護(hù)失效時防止故障擴(kuò)大。兩者的主要差別是短路發(fā)生在直流中間環(huán)節(jié)位置時，自動空氣斷路器不能對整流器實現(xiàn)有效保護(hù)，快速熔斷器卻有可能實現(xiàn)有效保護(hù)。 對于變頻器結(jié)構(gòu)，直流中間環(huán)節(jié)在變頻器內(nèi)部，在這個位置發(fā)生短路的概率很低，因此斷路器保護(hù)和快速熔斷器保護(hù)在實際效果上差別不大，由于采用自動空氣斷路器時主電路接線和故障的恢復(fù)操作都很簡單，因此選擇自動空氣斷路器作為短路保護(hù)元件。 作為電力電子設(shè)備，變頻器不能用常規(guī)方式進(jìn)行絕緣檢測。當(dāng)電動機(jī)或者輸出電纜需要進(jìn)行絕緣檢測時，應(yīng)斷開變頻器與輸出電纜的

35、連接。在變頻器的輸出側(cè)設(shè)置一個隔離開關(guān)會使斷開連接的操作比較方便。 輸入輸出側(cè)的隔離開關(guān)、熔斷器隔離開關(guān)或者負(fù)荷開關(guān)按照額定電流不小于變頻器額定電流的1.2倍選擇即可;自動空氣斷路器本體按照額定電流不小于變頻器額定電流的1.1倍選擇，其短路脫扣器(電磁脫扣器或者電子脫扣器)電流按照開關(guān)的額定電流的3倍以上整定即可，其過載脫扣器電流按照開關(guān)的額定電流;快速熔斷器熔體建議按照變頻器樣本推薦型號規(guī)格選擇。2. 電源控制及切換功能設(shè)計 電源控制指的是系統(tǒng)輸入電路的開關(guān)控制方式和器件配置。變頻器輸入側(cè)接通電源到運行指令發(fā)出，應(yīng)該有一段時間間隔。如果在需要起動時刁合上輸入電源，則實際起動動作會延后，系統(tǒng)動

36、作反應(yīng)速度降低。所以，在系統(tǒng)準(zhǔn)備運行前變頻器就應(yīng)該供電，中途短時停車時，電源也不必切斷，在較長時間不運行時，是否要切斷電源則由使用者習(xí)慣決定，若重點考慮防潮因素，則以長期帶電方式為好，若想延長風(fēng)機(jī)使用壽命，則較長時間不運行時可切斷電源。 采用自動空氣斷路器作為電源控制開關(guān)，偶爾需要切斷電源時手動操作即可。電源控制器還有一個任務(wù)即承擔(dān)緊急停車操作的任務(wù)。變頻器正常工作時停車方式有不同的設(shè)置，一般總能滿足運行需要。進(jìn)行緊急停車操作，常常是變頻器或者plc等設(shè)備失控的情況，為保證系統(tǒng)一定能夠停下來，以切斷輸入電源最保險。緊急停車操作時，自動空氣斷路器能夠承擔(dān)切斷電源的任務(wù)，在斷路器上應(yīng)該裝設(shè)有分勵脫

37、扣器或者失電壓脫扣器來實現(xiàn)遠(yuǎn)程切斷操作。分勵脫扣器是正邏輯方式，分勵線圈得電時產(chǎn)生脫扣動作，失電壓脫扣器是反邏輯，線圈失電時產(chǎn)生脫扣動作。若系列故障斷線，則失電壓脫扣器會動作，因此切除電源動作有保證，一般作為首選，但若電源本身經(jīng)常有間斷現(xiàn)象，則失電壓脫扣器會誤動作，這時以采用分勵脫扣器更合適?；謴?fù)合閘需要手動操作。 另外，電動機(jī)運行中被接觸器切斷供電時，電動機(jī)存儲的電磁能量會在接觸器的觸頭上產(chǎn)生電弧。電弧是強(qiáng)電場下空氣被電離擊穿產(chǎn)生的，因此，必然伴有過電壓，這個討一電壓施加在逆變器的igbt上可能造成擊穿損壞，至少也對其使用壽命有不利影響。因此變頻器運行時在輸出側(cè)用接觸器切斷電路使電動機(jī)停止運

38、行的操作也是被禁止的。 在需要進(jìn)行輸出電路切換時，切換電路的設(shè)計及動作順序要求很嚴(yán)格，一方面要保證任何一瞬間變頻器輸出側(cè)不能與工頻電源或者其他變頻器并聯(lián)導(dǎo)通，另一方面還要保證輸出側(cè)接觸器切斷電路時電路中已經(jīng)沒有負(fù)載電流流過。3.2.2 主電路杭干擾措施 變頻調(diào)速系統(tǒng)本身既是一個很強(qiáng)的干擾源，同時變頻器也是對干擾敏感的電子設(shè)備，因此，抗干擾措施的設(shè)計對于變頻調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計是一個重要的課題。1. 干擾的類型及危害 變頻調(diào)速系統(tǒng)的對外干擾主要在兩個有足夠功率流動的主電路產(chǎn)生，即變頻器的輸入電路、變頻器到電動機(jī)的輸出電路。 (1)輸入電路的干擾 輸入電路產(chǎn)生的干擾主要有兩方面:沖擊干擾和諧波干擾。 輸

39、入電路沖擊干擾：為了提高系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，總是希望系統(tǒng)有快速的轉(zhuǎn)矩提升速度，這意味著變頻器輸出電流也有快速的變化率，高性能調(diào)速系統(tǒng)尤其明顯。這個電流變化經(jīng)過直流電路緩沖后也會反映到輸入電路中去。輸入電路是與電網(wǎng)相連的，沖擊電流進(jìn)入電網(wǎng)后，一方面會引起局部電網(wǎng)電壓的瞬時波動，另一方面會在感性負(fù)載上產(chǎn)生浪涌電壓，形成干擾。輸入電路沖擊干擾主要危害連接在同一局部電網(wǎng)上有較高輸入阻抗的設(shè)備，例如，變頻調(diào)速系統(tǒng)自身的控制電源等。 輸入電路諧波干擾：按照諧波理論分析，凡是非正弦波形的周期性變化曲線都包含諧波成分，曲線形狀與正弦曲線差別越明顯，諧波成分越大。用二極管三相橋式整流器為直流電路充電時，由于二極管的

40、反向截止作用，只有當(dāng)三相交流電的瞬時值高于直流回路電壓時，橋臂中才會有電流流過，因此，充電電流會成為斷續(xù)的，在沒有采取抗干擾措施時，輸入電路各相電流都是斷續(xù)的，與等效正弦波差別很大，因此，其中有比較大的諧波成分。電流斷續(xù)現(xiàn)象使整流器件中電流的瞬時值明顯比有效值大，增加了整流器件的負(fù)擔(dān)。諧波進(jìn)入電網(wǎng)，對電網(wǎng)造成諧波污染，主要危害同一局部電網(wǎng)上對于諧波干擾敏感的電子設(shè)備，同時，電流有諧波而電壓卻基本沒有諧波，諧波頻率與基本頻率不同，因此諧波電流的相位不總是與基波電壓的相位一致，有無功諧波電流存在，使得輸入側(cè)等效功率因數(shù)大大降低。(2)輸出電路干擾 脈寬調(diào)制方式在輸出電路上產(chǎn)生的鋸齒波狀電流載波，相

41、當(dāng)于在正弦交流電流波形上疊加了一個載波頻率的正弦基波和它的一系列高次諧波。這是一種頻率很高幅值卻比較小的高頻波。載波干擾有兩個危害:一個是以輸出電纜作為發(fā)射天線產(chǎn)生的無線干擾，會干擾周圍環(huán)境中對無線干擾敏感的電子設(shè)備，也可能干擾連接在變頻器模擬量端口上的檢測元件，影響閉環(huán)調(diào)節(jié)的精度，嚴(yán)重時使調(diào)節(jié)控制無法進(jìn)行。2. 電抗器的作用與選擇 交流電抗器和直流電抗器都能夠有效降低整流器件的電流瞬時值;都能夠有效抑制沖擊干擾;都能夠有效抑制電網(wǎng)電壓畸變對于變頻器的干擾;都能夠有效抑制變頻器對于局部電網(wǎng)的諧波干擾，但交流電抗器的抑制能力優(yōu)于直流電抗器;都能夠改善電源側(cè)功率因數(shù)使其接近于1，但直流電抗器的改善

42、能力優(yōu)于交流電抗器;都能夠抑制電網(wǎng)三相不平衡的危機(jī)，但交流電抗器的抑制能力優(yōu)于直流電抗器。 綜上所述，兩者的作用近似而略有差別，在實踐中通常只采用其中一種電抗器接入輸入電路。3.2.3 能耗制動電路設(shè)計 再生發(fā)電制動運行的制動電路設(shè)計有兩個主要原則要遵守:系統(tǒng)自身是安全的，即制動部分不能對系統(tǒng)的其他部分構(gòu)成傷害，這一點對制動電流加以限制;制動能力應(yīng)該是足夠的，能夠滿足運行需要，尤其是位能負(fù)載的情況，若制動能力不足，可能危害運行本身的安全。這一點又要求平均制動電流必須要滿足制動功率的要求。 系統(tǒng)自身的安全和系統(tǒng)運行的安全，兩者不可偏廢，要樹立合適的方式才是最安全的方式。1. 能耗制動電阻的選擇

43、能耗制動就是利用電阻將從電動機(jī)送回的電能轉(zhuǎn)換為熱能消耗掉的制動方式。制動電阻連接在直流回路上，能量流動路徑是:機(jī)械設(shè)備的機(jī)械能電動機(jī)發(fā)電電能逆變器直流回路制動電阻熱能。 能耗制動的電路其中的制動電阻與主要由一只igbt制動斬波器組成的制動單元串聯(lián)連接，然后并聯(lián)在直流回路上。制動單元的控制目標(biāo)是讓直流電壓在允許范圍內(nèi)波動。 電動運行時，直流電壓接近交流峰值大約540v。制動運行時，直流電壓的最低值應(yīng)該高于交流電峰值，例如，選擇為620v左右，使整流二極管持續(xù)截止，保證不再有電網(wǎng)能量注入變頻器;而直流電壓的最高值，則不能超過igbt的耐壓水平，并且要留有一定余量，即應(yīng)該明顯低于該電壓保護(hù)時的電壓值

44、，例如，直流過電壓保護(hù)時的電壓值，例如，直流過電壓保護(hù)值為780v，制動時直流電壓上限可選擇為720v左右。 電阻上消耗的能量來自直流回路，它應(yīng)該不小于最大制動需要時的再生發(fā)電能量，因此，在制動單元導(dǎo)通時，通過電阻的電流除來自逆變器外，另一部分則會來自電容器內(nèi)電能的釋放。電容器內(nèi)電容的釋放會導(dǎo)致直流電壓降低，再生發(fā)電功率越低，它與電阻消耗功率的差值越大，直流電壓下降越快，即下降斜率越大。當(dāng)直流電壓下降到制動運行時的電壓的下限時，制動單元控制電路使斬波器件截止，電阻從直流回路切除。 再生發(fā)電能量流回直流回路時，是要通過逆變器的。既然電阻上的瞬間電流，一部分來自逆變器，一部分來自電容器，因此，通過

45、逆變器的瞬間電流必然會小于等于它。若電阻上的瞬間電流不超過變頻器的額定電流，那么對于變頻器而言肯定是安全的。電阻上的瞬間直流電壓處于變化上限時最大，那么按照歐姆定律有 (3.8) 式中 變頻器的額定電流; 720運行制動時的直流電壓上限; 按照式(3.8)計算制動電阻阻值，對于變頻器而言肯定是安全的，那么它對于運行而言是否是安全的呢?也就是說，這樣技術(shù)阻值，系統(tǒng)的最大制動功率是否是足夠的呢? 當(dāng)電阻上的電流與逆變器電流一樣時，電阻電流全部來自逆變器，電容器既不會充電也不會放電，直流電壓不會變化，制動斬波器也就持續(xù)保持導(dǎo)通，這就是按照式3-8選擇電阻阻值時，最大制動功率的情況了，用歐姆定律可得此

46、時電阻上消耗的制動功率: (3-9) 另一方面，我們來考察系統(tǒng)所需要的制動功率。位能負(fù)載運行是需要制動功率最大的情況，我們來分析其運行時的能量關(guān)系。 上升加速末期，轉(zhuǎn)速己達(dá)高速，位能增加最快，負(fù)載功率最大;系統(tǒng)動能增加，有加速功率存在，這是電動運行功率最大的情況。這時變頻器的輸出電功率為: (3.10) 式中短時過載倍數(shù); 將其乘以電動機(jī)和機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的效率，就得到電動運行時的最大有效機(jī)械功率，即位能負(fù)載功率和加速功率之和，有: (3.11) 下放減速初期時，轉(zhuǎn)速己達(dá)高速，位能降低最快，負(fù)載功率絕對值最大;系統(tǒng)動能降低而有減速功率存在，這是制動運行時功率絕對值最大的情況。若令減速時系統(tǒng)的加速度

47、絕對值與加速時一樣，則制動時的最大有效機(jī)械功率應(yīng)該與電動時的最大有效機(jī)械功率一樣: (3.12) 這個制動機(jī)械功率還要損耗在機(jī)械加速機(jī)構(gòu)、電動機(jī)和變頻器上，剩下的才需要由制動電阻消耗掉。用逆變器、電動機(jī)和減速機(jī)構(gòu)的效率來反映圖3-8右邊能量傳送過程的三部分損耗，這樣就得到送回到直流回路需要由制動電阻消耗掉的功率: (3.13) 式(3.13)計算出的是系統(tǒng)運行需要的最大制動電阻消耗功率。若以變頻器過載倍數(shù)、電動機(jī)功率因數(shù)、逆變器效率、電動機(jī)效率、減速機(jī)效率分別為1.7, 0.8, 0.98, 0.94,0.95代入，計算結(jié)果得: (3.14) 它接近但小于式3-9的計算值，因此，式3-9得到的

48、電阻消耗功率是足夠的，也即按照式(3.8)選擇制動電阻阻值，對變頻器是安全的，對系統(tǒng)而言制動功率是足夠的，因此，也是安全的。所以，式(3.8)可以作為制動電阻阻值的計算式。式(3.8)是按照變頻器額定電流考慮的，而變頻器本身允許有過載，因此，它已經(jīng)考慮了安全系數(shù)。式(3.13)是針對位能負(fù)載計算的，稱為制動能力全配置。 由于電阻產(chǎn)品有規(guī)格限制，完全按照計算值配備在實踐中存在困難，應(yīng)允許在一定范圍內(nèi)取值。在制動能力全配置時，按照式3-8計算阻值，實際選擇電阻時取計算值的1 1.15倍應(yīng)該都是能滿足要求的。 現(xiàn)在需要帶動的三相異步電動機(jī)額定功率55kw，額定電流為110a，功率大于7.5kw，所以

49、制動單元外置。位能性負(fù)載恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載需要全配置制動能力，循環(huán)周期33.69s,按式(3.8)計算，得電阻阻值為6.5歐姆，可取范圍6.57.5歐姆。循環(huán)時間短，可按照平均消耗功率選擇電阻功率，取1/4電動機(jī)額定功率，大約需要14 kw。3. 2. 4 主電路設(shè)計方案 變頻器產(chǎn)品說明書都提供了標(biāo)稱功率數(shù)據(jù)，但實際上限制變頻器使用功率的是定子電流參數(shù)，因此，直接按照變頻器標(biāo)稱功率進(jìn)行選擇在實踐中常?？赡苄胁煌?。根據(jù)具體工作的情況，可以有以下幾種不同的變頻器規(guī)格選擇方式。 1. 按照標(biāo)稱功率選擇 2. 按照電動機(jī)額定功率選擇 3. 按照電動機(jī)實際運行的電流選擇 4. 按照轉(zhuǎn)矩過載能力選擇 對于多數(shù)的恒

50、轉(zhuǎn)矩負(fù)載可以按式3-15選擇變頻器 (3.15) 式中 變頻器額定電流; 電動機(jī)額定電流; 電流裕量系數(shù)，一般可取1.05 1.15(一般情況下可取小值，在電動機(jī)持續(xù)負(fù)載率超過8096時則應(yīng)該取大值，因為多數(shù)變頻器的額定電流都是以持續(xù)負(fù)載率不超過80%來確定的;另外起動停止頻繁的時候也應(yīng)該考慮取大值);多數(shù)情況下按照式3-15計算的結(jié)果，變頻器的功率與電動機(jī)功率都是匹配的不需要放大，因此，根據(jù)電動機(jī)容量及額定電流的要求選擇變頻器為fr-a740-ssk-cht選用三菱變頻器fr-a740系列變頻器，選擇變頻器容量為55 kw。其額定值如表3.l所示。表3.1 變頻器設(shè)定值型號fra740kch

51、t 55kw輸出電源適用電機(jī)容量（kw） fra74055kcht sld 180(110%60s,120%3s(反時限特性)周圍溫度40c) ld 144(120%60s,150%3s(反時限特性)周圍溫度50c) 額定電流（a） nd 110(150%60s,200%3s(反時限特性)周圍溫度50c) hd 86(200%60s,250%3s(反時限特性)周圍溫度50c) 電壓 3相380480v額定輸入交流電壓，頻率 3相380480v 50hz/60hz交流電壓允許波動范圍 323528v 50hz/60hz允許頻率波動范圍 5%保護(hù)結(jié)構(gòu) 冷卻方式 開放型 強(qiáng)制風(fēng)冷大約重量（kg） 3

52、7特點:1. 用磁通矢量控制技術(shù)。在無速度傳感器的開環(huán)控制下，調(diào)速范圍為1:120;采用速度傳感器的閉環(huán)控制下，調(diào)速范圍為1: 1000。低速旋轉(zhuǎn)時轉(zhuǎn)矩均勻。2. 用soft-pwm原理和智能功率模塊(ipm)，使變頻器輸出波形更好，噪聲更低，抗干擾性能更強(qiáng)。綜上所述，選擇變頻調(diào)速系統(tǒng)主電路外圍設(shè)備如表3.2適用電機(jī)55kw適用變頻器斷路器選擇輸入側(cè)電磁接觸器交流電抗器直流電抗器制動電阻fr-a740-55k-cht無熔絲斷路器225af 200a在ac-1級進(jìn)行選擇。電磁接觸器的電器耐久性為50萬次。使用電機(jī)驅(qū)動中的緊急停止時為25次fr-halfr-helfr-bu表3.2 外圍設(shè)備的選擇說明:1)在ssk以下輸入側(cè)噪聲濾波器不使用。2)在輸出側(cè)請不要連接電力電容器、過電壓吸收器和無線電噪聲濾波器。3)為防止觸電，電機(jī)和變頻器必須良好接地