畢業(yè)看論文-臥式粗磨機(jī)電氣系統(tǒng)改造

1、長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中文題目： 臥式粗磨機(jī)電氣系統(tǒng)改造 英文題目：Shallow Theory about Practice of Quality Improvement of Basic Management Personnel 畢業(yè)專業(yè)： 汽車機(jī)械制造技術(shù) 學(xué)生姓名： 準(zhǔn)考證號(hào)： 指導(dǎo)教師： 二零一四 年 八 月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得 長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué)校 或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。論文作者簽名： 簽字日期： 年 月 日學(xué)

2、位論文版權(quán)使用授權(quán)書本論文作者完全了解 長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué)校 有關(guān)保留、使用論文的規(guī)定。特授權(quán) 長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué)校 可以將論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。（保密的論文在解密后適用本授權(quán)說明）論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名：簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日中文摘要變頻調(diào)速可以使用標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)如不需維護(hù)的籠型電動(dòng)機(jī)，可以連續(xù)調(diào)速，改變轉(zhuǎn)速方向可通過電子回路改變相序?qū)崿F(xiàn)。其優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)電流小，加減速度可調(diào)節(jié)，電機(jī)可以高速化和小型化，防爆容易，保護(hù)功能齊全等，隨著控制技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛

3、。由于PLC的功能強(qiáng)大、使用容易、可靠性高，常常被用來作為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備的控制。組態(tài)軟件技術(shù)作為用戶可定制功能的軟件平臺(tái)工具，在工控機(jī)上可開發(fā)出友好的人機(jī)界面，通過PLC可以對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行“智能化”控制。電動(dòng)機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)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(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動(dòng)平穩(wěn)性能、高性能、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式。關(guān)鍵詞：變頻器 電動(dòng)機(jī) 節(jié)能AbstractFrequency can be used as a standard motor maintenan

4、ce-cage motor, speed can be continuously changed the direction of rotation can be changed by an electronic circuit realization phase sequence. The advantage is starting current, acceleration and deceleration can be adjusted, the motor can speed and miniaturization, explosion easy, protection functio

5、ns, etc., with the development of control technology and power electronics technology, the application of variable frequency technology more widely . As the function of PLCs powerful, easy to use, high reliability, is often used as a control field data collection and equipment. Configuration softwar

6、e technology as user-customizable features of the software platform tools on the IPC can develop user-friendly interface, you can automate device intelligent control by PLC. AC variable speed motors in todays energy-saving technology, improve the process to improve product quality and improve the en

7、vironment, and promote a primary means of technological progress. Frequency of its excellent speed performance and smooth starting and braking performance, high performance, high power factor and energy-saving effect, a wide range of application and many other advantages of being at home and abroad

8、recognized as the most promising approach speed.key word: Drive Electric motor Energy Saving目 錄 第一章 臥式粗磨機(jī)電氣系統(tǒng)改造提出原因1第二章 概述22.1粗磨機(jī)工作原理概述22.2 對(duì)臥式粗磨機(jī)改造前存在的問題分析2第三章 三相電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速33.1 變頻器簡(jiǎn)介.3 3.1.1 變頻器的工作原理3 3.1.2 變頻器的構(gòu)成與功能43.2 變頻器的控制方式53.3 變頻器調(diào)速的控制方式6 3.3.1 基頻以下調(diào)速6 3.3.2 基頻以上調(diào)速7第四章 電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理及方法84.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的

9、基本原理94.2 三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理10第五章 硬件的選擇115. 變頻器的選擇12第六章 改造方案的實(shí)施與成果13 6.1 設(shè)計(jì)思路13 6.2 具體實(shí)施13 6.3 成果14第七章 結(jié)束語(yǔ)15參考文獻(xiàn)15致謝16第1章 臥式粗磨機(jī)電氣系統(tǒng)改造提出原因本文針對(duì)目前的實(shí)際需要，對(duì)本廠的臥式粗磨機(jī)，三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的卡具小車進(jìn)行技術(shù)改造，對(duì)原有的工作方式進(jìn)行了分析與對(duì)比。對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率具有重要意義。另一方面，在節(jié)能減排的大環(huán)境下，節(jié)約電能是21世紀(jì)的共同話題，具有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界用電量中約有60%是通過電動(dòng)機(jī)來消耗的，考慮起動(dòng)、過載、安全系統(tǒng)等原因，高效的電動(dòng)機(jī)經(jīng)常

10、在低效狀態(tài)下運(yùn)行，采用變頻器對(duì)交流異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，可使電動(dòng)機(jī)重新回到高效的運(yùn)行狀態(tài)，這樣可節(jié)省大量的電能。發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已成全球共識(shí)。節(jié)能能源、降低消耗，構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)已是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的一個(gè)永恒的話題。這場(chǎng)綠色革命的浪潮中，節(jié)能環(huán)節(jié)是極具邊際經(jīng)濟(jì)效益和推廣價(jià)值的。相較于清潔能源在全球能源供應(yīng)端較低的占比和較高的邊際成本，節(jié)能仍是綠色革命中最具推廣意義和邊際經(jīng)濟(jì)效益的領(lǐng)域。無論是消費(fèi)電子還是在工業(yè)領(lǐng)域，利用變頻技術(shù)達(dá)到節(jié)能的目的成為人們追求的目標(biāo)。在超市中，一排排的變頻空調(diào)、變頻風(fēng)扇吸引消費(fèi)者的目光；在工廠中，伺服電機(jī)、變頻器現(xiàn)身生產(chǎn)線上，正為企業(yè)達(dá)到節(jié)能降耗的指標(biāo)作出貢獻(xiàn)

11、。第二章 概述2.1粗磨機(jī)工作原理概述 臥式粗磨機(jī)的用途：我廠為一汽大眾配套生產(chǎn)捷達(dá)車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，為此引進(jìn)兩臺(tái)臥式粗磨機(jī)用來對(duì)缸體進(jìn)行端面毛刺磨削清理。電氣系統(tǒng)主要采用PLC控制，由輸送鏈條拖動(dòng)缸體隨行夾具，載著缸體通過兩個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的砂輪磨頭，對(duì)缸體的兩個(gè)對(duì)稱端面進(jìn)行磨削加工，以清理掉缸體端面的毛刺。兩臺(tái)磨床工作原理基本一致，只是加工位置有所差異。這2臺(tái)磨床在我車間針對(duì)06A/EA111缸體進(jìn)行加工。一旦出現(xiàn)故障將影響全生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)。臥式粗磨機(jī)的流程：在原位裝上缸體夾具夾緊鏈條輸送磨削橫端面輸送到終點(diǎn)吊件到另一臺(tái)磨床同時(shí)輸送返回另一臺(tái)磨床夾具夾緊輸送磨削側(cè)端面輸送到終點(diǎn)卸下工件到下一工序同

12、時(shí)輸送返回。2.2對(duì)臥式粗磨機(jī)改造前存在的問題分析2010年，我廠根據(jù)市場(chǎng)需求調(diào)整了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，分別新增了EA888，050，4G6等缸體產(chǎn)品，試制投產(chǎn)后，這些產(chǎn)品在清理工序反映出了非常嚴(yán)重的問題。新產(chǎn)品與老產(chǎn)品相比，外形尺寸有所增大，端面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，毛刺突出。經(jīng)過磨床加工時(shí)，由于加工端面面積增大，毛刺吃刀量增大，頻繁發(fā)生卡件悶車現(xiàn)象，經(jīng)常悶停磨頭砂輪，和輸送電機(jī)。每次卡件，因?yàn)槎际菒炌蝹?cè)砂輪，另一側(cè)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)磨削，都會(huì)磨偏造成一件廢品，造成成本上的很大浪費(fèi)。磨頭電機(jī)電機(jī)和輸送電機(jī)燒毀現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。經(jīng)過分析，設(shè)備的輸送鏈條是由一臺(tái)7.5KW的異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)缸體進(jìn)行磨削加工，現(xiàn)在產(chǎn)品磨削負(fù)荷增大，原

13、來的輸送環(huán)節(jié)已經(jīng)不能滿足新產(chǎn)品的要求。也就是說這臺(tái)設(shè)備沒有對(duì)新產(chǎn)品加工的能力。而新產(chǎn)品已經(jīng)投產(chǎn)，根本沒有替代的加工設(shè)備。由于清理加工的設(shè)備都屬于非標(biāo)，專機(jī)性質(zhì)，如果根據(jù)新產(chǎn)品新購(gòu)進(jìn)設(shè)備，從配套設(shè)計(jì)到交付使用，需要非常長(zhǎng)的周期。生產(chǎn)根本等不起。面對(duì)眼前的現(xiàn)實(shí)問題，只能從原設(shè)備身上去尋求解決辦法。隨著我廠生產(chǎn)缸體品種的增加，產(chǎn)量的加大，由以前每月幾千個(gè)缸體到現(xiàn)在每月3萬多缸體，要求設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作。而且，電氣控制系統(tǒng)要有很高的可靠性和效率，無故障運(yùn)行和很好的維護(hù)性。這些要求該設(shè)備的控制系統(tǒng)很難達(dá)到，因此，對(duì)該設(shè)備的改造成為必然。車間作業(yè)工人采用計(jì)件工資，車間作業(yè)工人采用計(jì)件工資，并且產(chǎn)量由人工計(jì)

14、數(shù)，每生產(chǎn)一件都采用粉筆劃“正”字計(jì)數(shù)方式，不僅耽誤生產(chǎn)也分散精力，因此提出安裝計(jì)數(shù)器讓工人一目了然得到車間工人的認(rèn)同，省時(shí)省力。第3章 三相電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速3.1 變頻器簡(jiǎn)介3.1.1 變頻器的工作原理 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(dòng)異步電機(jī)，實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速。3.1.2 變頻器的構(gòu)成與功能結(jié)構(gòu)：變頻器實(shí)際上就是一個(gè)逆變器.它首先是將交流電變?yōu)橹绷麟?然后用電子元件對(duì)直流電進(jìn)行開關(guān).變?yōu)榻涣麟?

15、一般功率較大的變頻器用可控硅.并設(shè)一個(gè)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(jī)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(jī)的調(diào)速中.變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動(dòng)技術(shù)重要發(fā)展的方向，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流變頻技術(shù)從理論到實(shí)際逐漸走向成熟。變頻器不僅調(diào)速平滑，范圍大，效率高，啟動(dòng)電流小，運(yùn)行平穩(wěn)，而且節(jié)能效果明顯。因此，交流變頻調(diào)速已逐漸取代了過去的傳統(tǒng)滑差調(diào)速、變極調(diào)速、直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)，越來越廣泛的應(yīng)用于冶金、紡織、印染、煙機(jī)生產(chǎn)線及樓宇、供水等領(lǐng)域。一般分為整流電路、平波電路、控制電路、逆變電路等幾大部分。 1. 整流電路整流電路的功能是把交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源

16、。整流電路一般都是單獨(dú)的一塊整流模塊.2. 平波電路平波電路在整流器、整流后的直流電壓中含有電源6倍頻率脈動(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)，為了抑制電壓波動(dòng)采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓(電流)，一般通用變頻器電源的直流部分對(duì)主電路而言有余量，故省去電感而采用簡(jiǎn)單電容濾波平波電路。3. 控制電路現(xiàn)在變頻調(diào)速器基本系用16位、32位單片機(jī)或DSP為控制核心，從而實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制。變頻器是輸出電壓和頻率可調(diào)的調(diào)速裝置。提供控制信號(hào)的回路稱為主控制電路，控制電路由以下電路構(gòu)成:頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測(cè)電路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”。運(yùn)算電路的控制信號(hào)送至“驅(qū)動(dòng)

17、電路”以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路變頻器采取的控制方式，即速度控制、轉(zhuǎn)拒控制、PID或其它方式4. 逆變電路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(shí)間使上橋、下橋的功率開關(guān)器件導(dǎo)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。功能：1、變頻節(jié)能變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)，都留有一定的富余量。當(dāng)電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)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(fèi)。風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)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

18、度來調(diào)節(jié)給風(fēng)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(dāng)使用變頻調(diào)速時(shí)，如果流量要求減小，通過降低泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。2、功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能無功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無功電能消耗在線路當(dāng)中，設(shè)備使用效率低下，浪費(fèi)嚴(yán)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。3、軟啟動(dòng)節(jié)能電機(jī)硬啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會(huì)對(duì)電網(wǎng)容量要求過高，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流和震動(dòng)時(shí)對(duì)擋板和閥門的損害極大，對(duì)設(shè)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(dòng)

19、功能將使啟動(dòng)電流從零開始，最大值也不超過額定電流，減輕了對(duì)電網(wǎng)的沖擊和對(duì)供電容量的要求，延長(zhǎng)了設(shè)備和閥門的使用壽命。節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。3.2變頻器的控制方式轉(zhuǎn)差頻率控制轉(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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)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。另外，它有速度調(diào)節(jié)器，利用速度反饋構(gòu)成閉環(huán)控制，速度的靜態(tài)誤差小。然而要達(dá)到自動(dòng)控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制，還達(dá)不到良好的動(dòng)態(tài)性能。矢量控制矢量控制，也稱磁場(chǎng)定向控制。它是70年代初由西德F.Blass

20、chke等人首先提出，以直流電機(jī)和交流電機(jī)比較的方法闡述了這一原理。由此開創(chuàng)了交流電動(dòng)機(jī)和等效直流電動(dòng)機(jī)的先河。矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)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(biāo)系下的交流電流Ia1、Ib1，再通過按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Im1、It1(Im1相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流 ， It1相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流)，然后模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法，求得直流電動(dòng)機(jī)的控制量，經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。矢量控制方法的出現(xiàn)，使異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速在電動(dòng)機(jī)的調(diào)速領(lǐng)域里全方位的處于優(yōu)勢(shì)地位。但是，

21、矢量控制技術(shù)需要對(duì)電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行正確估算，如何提高參數(shù)的準(zhǔn)確性是一直研究的話題。直接轉(zhuǎn)矩控制轉(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(duì)除定子電阻外的所有電機(jī)參數(shù)變化魯棒性良好，所引入的定子磁鏈觀測(cè)器能很容易估算出同步速度信息，因而能方便的實(shí)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。恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載多數(shù)負(fù)載具有恒轉(zhuǎn)矩特性，但在轉(zhuǎn)速精度及動(dòng)態(tài)性能等方面要求一般不高，例如擠壓機(jī)，攪拌機(jī)，傳送帶，廠內(nèi)運(yùn)輸電車，吊車的平移機(jī)構(gòu)，吊車的提升機(jī)構(gòu)和提升機(jī)等。選型時(shí)可選V/f控制方式的變頻器，但是最好采用具有恒轉(zhuǎn)矩控制功能的變頻器。要求控制系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)，靜

22、態(tài)性能由于被控對(duì)象的千差萬別，性能指標(biāo)要求的各不相同，變頻器的選擇及配置遠(yuǎn)不如上述所列幾種。要做到熟練應(yīng)用還應(yīng)在工程實(shí)踐中認(rèn)真探索。變頻器的控制方式代表著變頻器的性能和水平，在工程應(yīng)用中根據(jù)不同的負(fù)載及不同控制要求，合理選擇變頻器以達(dá)到資源的最佳配置，具有重要的意義。3.3 變頻調(diào)速的基本控制方式在進(jìn)行電機(jī)調(diào)速時(shí)，常須考慮的一個(gè)重要因素是：希望保持電機(jī)中每極磁通量 m 為額定值不變。如果磁通太弱，沒有充分利用電機(jī)的鐵心，是一種浪費(fèi)；如果過分增大磁通，又會(huì)使鐵心飽和，從而導(dǎo)致過大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因繞組過熱而損壞電機(jī)。對(duì)于直流電機(jī)：勵(lì)磁系統(tǒng)是獨(dú)立的，只要對(duì)電樞反應(yīng)有恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)償， m 保持不變是

23、很容易做到的。對(duì)于交流異步電機(jī)：磁通 m 由定子和轉(zhuǎn)子磁勢(shì)合成產(chǎn)生，要保持磁通恒定就需要費(fèi)一些周折了。定子每相電動(dòng)勢(shì) 式中Eg氣隙磁通在定子每相中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值（V）；f1定子頻率（Hz）；Ns定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)；kNs基波繞組系數(shù)；m每極氣隙磁通量（Wb）。由式可知，只要控制好 Eg 和 f1 ，便可達(dá)到控制磁通m 的目的，對(duì)此，需要考慮基頻（額定頻率）以下和基頻以上兩種情況。3.3.1 基頻以下調(diào)速由上式可知，要保持 m 不變，當(dāng)頻率 f1 從額定值 f1N 向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須同時(shí)降低 Eg ，使 即采用恒電動(dòng)勢(shì)頻率比的控制方式。然而，繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是難以直接控制的，當(dāng)電動(dòng)勢(shì)值較高

24、時(shí)，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，而認(rèn)為定子相電壓 Us Eg，則得 這是恒壓頻比的控制方式。但是，在低頻時(shí) Us 和 Eg 都較小，定子阻抗壓降所占的份量就比較顯著，不再能忽略。這時(shí)，需要人為地把電壓 Us 抬高一些，以便近似地補(bǔ)償定子壓降。帶定子壓降補(bǔ)償?shù)暮銐侯l比控制特性示于下圖中的 b 線，無補(bǔ)償?shù)目刂铺匦詣t為a 線。如圖1所示。 圖1 恒壓頻比控制特性曲線3.3.2 基頻以上調(diào)速在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率應(yīng)該從f1N向上升高，但定子電壓Us 卻不可能超過額定電壓UsN ，最多只能保持Us = UsN ，這將迫使磁通與頻率成反比地降低，相當(dāng)于直流電機(jī)弱磁升速的情況。把基頻以下和基頻以上兩種

25、情況的控制特性畫在一起，如下圖所示。如果電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速時(shí)所帶的負(fù)載都能使電流達(dá)到額定值，即都能在允許溫升下長(zhǎng)期運(yùn)行，則轉(zhuǎn)矩基本上隨磁通變化，按照電力拖動(dòng)原理，在基頻以下，磁通恒定時(shí)轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”性質(zhì)，而在基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時(shí)轉(zhuǎn)矩降低，基本上屬于“恒功率調(diào)速”。如圖2所示。 圖2 異步電機(jī)變壓頻調(diào)速的控制特性曲線 第四章 電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理及方法4.1 三相異步電動(dòng)機(jī)的基本原理三相繞組接通三相電源產(chǎn)生的磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)，稱為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)速的大小由電動(dòng)機(jī)極數(shù)和電源頻率而定。轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中相對(duì)定子有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切割磁楊，形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。轉(zhuǎn)子銅條是短路的，有感應(yīng)電流產(chǎn)生。轉(zhuǎn)子銅條有電流，在磁

26、場(chǎng)中受到力的作用。轉(zhuǎn)子就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來。第一：要有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，第二：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同，第三：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必須小于同步轉(zhuǎn)速，否則導(dǎo)體不會(huì)切割磁場(chǎng)，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，無轉(zhuǎn)矩，電機(jī)就要停下來，停下后，速度減慢，由于有轉(zhuǎn)速差，轉(zhuǎn)子又開始轉(zhuǎn)動(dòng)，所以只要旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)存在，轉(zhuǎn)子總是落后同步轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)動(dòng)。 4.2 三相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理交流異步電動(dòng)機(jī)是電氣傳動(dòng)中使用最為廣泛的電動(dòng)機(jī)類型。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)異步電動(dòng)機(jī)的使用容量約占拖動(dòng)總?cè)萘康陌顺梢陨?，因此了解異步電?dòng)機(jī)的調(diào)速原理十分重要。交流異步電動(dòng)機(jī)是電氣傳動(dòng)中使用最為廣泛的電動(dòng)機(jī)類型。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)異步電動(dòng)機(jī)的使用容量約占拖動(dòng)總?cè)萘康陌顺梢陨?，因此了解異步電?dòng)

27、機(jī)的調(diào)速原理十分重要。交流調(diào)速是通過改變電定子繞組的供電的頻率來達(dá)到調(diào)速的目的的，但定子繞組上接入三相交流電時(shí)，定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，它與轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，出現(xiàn)感應(yīng)電流，此電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)起來。電機(jī)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速，用 表示： （3-1）式中： 為三相交流電源頻率，一般是50Hz； 為磁極對(duì)數(shù)。當(dāng) =1是， =3000rmin； =2時(shí)， =1500rmin。由上式可知磁極對(duì)數(shù) 越多，轉(zhuǎn)速 就越慢，轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速 比磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速 要慢一點(diǎn)，所以稱為異步電動(dòng)機(jī)，這個(gè)差別用轉(zhuǎn)差率 表示： （3-2）三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻開環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)面

28、板如圖3： 圖3 三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻開環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)面板第五章 硬件的選擇5.1 變頻器的選擇 根據(jù)我車間其他設(shè)備也使用的品牌型號(hào)。我選取了富士電機(jī)生產(chǎn)的FRENIC 5000G11S 型通用變頻器。（比輸送鏈條7.5KW電機(jī)大一個(gè)等級(jí)），技術(shù)資料統(tǒng)一，便于維護(hù)，備件統(tǒng)一，便于備件管理，遇到問題時(shí)可以用替換法相互替換排除故障，提高遇到問題時(shí)快速反應(yīng)能力。變頻器功能參數(shù)：控制特性控制方式可選樣V/F控制或自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升控制(柔性PWM控制/高載波頻率PwM控制)輸出頻率范圍0.5至120Hz(啟動(dòng)頻率0至60Hz可變)頻率設(shè)定分辨率模擬輸入最大設(shè)定頻率的l/500(DC5V輸入時(shí))，1/1000(D

29、Cl0V，DC4至20mA輸入時(shí))數(shù)字輸入0.1Hz(未滿100Hz)，1Hz(100Hz以上)頻率精度模擬輸入最大輸出頻率的1%以內(nèi)(2510)數(shù)字輸入設(shè)定輸出頻率的0.5%以內(nèi)(使用設(shè)定撥盤)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩150%(6Hz時(shí))，在使用自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升的情況下加/減速時(shí)間設(shè)定0，0.1至999秒(可分別設(shè)定加速和減速時(shí)間)，可選擇直線型或S-型加/減速模式制動(dòng)轉(zhuǎn)矩再生(注1)0.2K-150%，0.4K，0.75K-100%，1.5K-50%直流制動(dòng)運(yùn)行頻率(0-120Hz)，運(yùn)行時(shí)間(010秒)，運(yùn)行電壓(0-15%)輸入信號(hào)頻率設(shè)定信號(hào)(0-5(10)VDC)；4-20mA，用撥盤進(jìn)行數(shù)字設(shè)定，啟

30、動(dòng)信號(hào)，出錯(cuò)復(fù)位，多段速選擇，第二功能選擇，輸出停止，電流輸入選擇，外部熱繼電器輸入，Pu運(yùn)行/外部運(yùn)行切換運(yùn)行功能上下限頻率設(shè)定，頻率凋變運(yùn)行，外部熱繼電器選擇，瞬時(shí)掉電后重起，正反轉(zhuǎn)運(yùn)行保護(hù)，滑差補(bǔ)償，運(yùn)行模式選擇，PID控制，計(jì)算機(jī)連接運(yùn)行(RS-485)(注5)輸出信號(hào)運(yùn)行功能可以從以下幾種信號(hào)中選擇一種集電極開路的輸出：頻率到達(dá)，頻率檢測(cè)，過載報(bào)警，零電流檢測(cè)，輸出電流檢測(cè)，PID上限，PID下限，PID正反作用，準(zhǔn)備完畢，最小誤差，以上信號(hào)可選擇一個(gè)觸點(diǎn)輸出(1C觸點(diǎn)，230VAC 0.3A，30VDC 0.3A)指示儀表可從輸出頻率和電機(jī)電流中選擇一種，模擬輸出(DC0-5V，l

31、mA)保護(hù)報(bào)警功能過電流斷路(正在加速，減速，恒速)，再生過電壓斷路(正在加速，減速，恒速)，電壓不足(注2)，過負(fù)荷斷路(電子過電流保護(hù))，失速防止，散熱片過熱，風(fēng)扇故障(注4)，PU脫落(注5)，啟動(dòng)時(shí)接地出錯(cuò)保護(hù)(注7)，外部熱繼電器輸入(注6)，再試次數(shù)溢出，通信出錯(cuò)(注5)，CPU出錯(cuò)。環(huán)境周圍溫度與濕度-10十50(不結(jié)冰)，(-10+40企封閉結(jié)構(gòu)規(guī)格)，90%RH以下(不結(jié)露)保存溫度(注3)-20至+65周圍環(huán)境屋內(nèi)(應(yīng)沒有腐蝕氣體，易燃?xì)怏w，油霧，塵埃等)海拔高度，振動(dòng)最高海拔，1000m以下，5.9m/S2(0.6C)以下(JIS C 0911標(biāo)準(zhǔn))1.表中所示的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩

32、是電機(jī)本身從60Hz起減速時(shí)的平均轉(zhuǎn)矩(隨電機(jī)的損耗而變)，不是連續(xù)再生轉(zhuǎn)矩，如果從高于基頻的情況下減速,制動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)低于這個(gè)平均值2.當(dāng)電壓不足，瞬時(shí)停電時(shí)，異敘顯示和輸出不動(dòng)作，變頻器自保護(hù)。根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)負(fù)荷的大小等，再次通電時(shí)，過電流保護(hù),再生過電壓保護(hù)等有可能動(dòng)作第6章 改造方案實(shí)施與成果6.1設(shè)計(jì)思路通過更改PLC程序和變頻器參數(shù)設(shè)定，降低大負(fù)荷工件加工時(shí)的輸送速度.頻率設(shè)定在工頻以下(40HZ)。磨削加工后，通過變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)輸送鏈條快退（70HZ）,提高生產(chǎn)效率安裝計(jì)數(shù)器：隨著我廠生產(chǎn)缸體品種的增加，產(chǎn)量的加大，由以前每月幾千個(gè)缸體到現(xiàn)在每月3萬多缸體，人工計(jì)數(shù)不僅耽誤生產(chǎn)也分散精力，更不精確。因此安裝電子計(jì)數(shù)器，目視化顯示。滿足管理需求，完善設(shè)備功能。6.2具體實(shí)施第一步：變頻器R.S.T端直接接至自動(dòng)空氣開關(guān)下端，原運(yùn)行接觸器取消。第二步：修改PLC程序，增加工件選擇開關(guān)。選擇原工件時(shí)工頻輸送磨削，選擇大負(fù)荷工件時(shí)，利用變頻器多步速度功能，E02,C06參數(shù)設(shè)定頻率為40HZ，實(shí)現(xiàn)低速輸送磨削，穩(wěn)定磨削負(fù)荷。第三步：加工結(jié)束后執(zhí)行快退返回。設(shè)定變頻器E01,C05參數(shù)，設(shè)置為70HZ。實(shí)現(xiàn)快速回車，提高生產(chǎn)效率。第四步：變頻器控制接口及PC機(jī)接口設(shè)計(jì)圖（見附圖）變頻器參數(shù)設(shè)定 （基本頻率，頻率設(shè)定，端子功能）功能碼參數(shù)解釋設(shè)定值功能碼參數(shù)解釋設(shè)定值F0