[機械畢業(yè)設(shè)計論文]復(fù)合化肥混合比例裝置及PLC控制系統(tǒng)設(shè)計說明書

1、摘 要本設(shè)計主要論述了運用PLC技術(shù)來控制復(fù)合化肥混合比例的生產(chǎn)線是將機電相結(jié)合的在生產(chǎn)領(lǐng)域的一個具有代表意義的控制系統(tǒng)。它涉及機械工程、電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、電機與拖動理論、自動控制理論、電力拖動控制技術(shù)等多個學(xué)科領(lǐng)域。隨著微電子技術(shù)和電子技術(shù)的開展完善，交流調(diào)速技術(shù)不斷開展，并日趨成熟。因此，在PLC對生產(chǎn)線控制的技術(shù)上，已經(jīng)呈現(xiàn)出用交流調(diào)速方式取代直流調(diào)速方式的趨勢。針對傳統(tǒng)的以傳感器微機式皮帶秤的根底進行改良，采用微機智能化皮帶秤。采用西門子S7系列PLC與速度傳感器及森蘭系列變頻器控制，采用已趨成熟的交流變壓變頻VVVF調(diào)速方式，控制相同型號的三個皮帶秤實現(xiàn)以調(diào)速運轉(zhuǎn)。測速傳感器將

2、輸送帶的速度轉(zhuǎn)換成電信號，再通過模擬模塊進行A/D轉(zhuǎn)換，以V/F的調(diào)頻方式，通過PLC控制實現(xiàn)皮帶秤的自動運轉(zhuǎn)、自動對傳感器信號的采集進行積算、反應(yīng)，從而到達自動調(diào)速的目的、其中還包括自動控制混合器和運輸機的自動控制等功能。關(guān)鍵詞 PLC 配料 混合 調(diào)速如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660126研究成果的嚴(yán)肅態(tài)度以及向讀者提供有關(guān)信息的出處，正文之后一般應(yīng)列出參考文獻表引文應(yīng)以原始文獻和第一手資料為原那么。所有引用別人的觀點或文字，無論曾否發(fā)表，無論是紙質(zhì)或電子版，都必須注明出處或加以注釋。凡轉(zhuǎn)引文獻資料，應(yīng)如實說明。對已有學(xué)術(shù)成果的介紹、評論、引用和注釋，應(yīng)力求客觀、公允、準(zhǔn)確。偽注、

3、偽造、篡改文獻和數(shù)據(jù)等，均屬學(xué)術(shù)不端行為致謝一項科研成果或技術(shù)創(chuàng)新,往往不是單獨一人可以完成的,還需要各方面的人力,財力,物力的支持和幫助.因此,在許多論文的末尾都列有致謝1) 著錄參考文獻可以反映論文作者的科學(xué)態(tài)度和論文具有真實、廣泛的科學(xué)依據(jù)，也反映出該論文的起點和深度。2) 著錄參考文獻能方便地把論文作者的成果與前人的成果區(qū)別開來。3) 著錄參考文獻能起索引作用。4) 著錄參考文獻有利于節(jié)省論文篇幅。01 Brown, H. D. Teaching by Principles: An Interactive Approach to Language PedagogyM. Prentice

4、 Hall Regents, 1994.02 Brown, J Set al. Situated Cognition and the Culture of LearningJ. Educational Reasercher, 1, 1989.03 Chris, Dede. The Evolution of Constructivist Learning Envi-ronments: Immersion in Distributed Virtual WorldsJ. Ed-ucational Technology, Sept-Oct, 1995.學(xué)位申請者如果能通過規(guī)定的課程考試，而論文的審查和

5、辯論合格，那么就給予學(xué)位。如果說學(xué)位申請者的課程考試通過了，但論文在辯論時被評為不合格，那么就不會授予他學(xué)位。有資格申請學(xué)位并為申請學(xué)位所寫的那篇畢業(yè)論文就稱為學(xué)位論文，學(xué)士學(xué)位論文。學(xué)士學(xué)位論文既如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660126是學(xué)位論文又是畢業(yè)論文中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)VDC 001.81、CB 7713-87號文件給學(xué)術(shù)論文的定義為：學(xué)術(shù)論文是某一學(xué)術(shù)課題在實驗性、理論性或觀測性上具有新的科學(xué)研究成果或創(chuàng)新見解的知識和科現(xiàn)象、制定新理論的一種手段，舊的科學(xué)理論就必然會不斷地為新理論推翻。斯蒂芬梅森因此，沒有創(chuàng)造性，學(xué)術(shù)論文就沒有科學(xué)價值。三、創(chuàng)造性學(xué)術(shù)論文在形式上是屬于議論

6、文的，但它與一般議論文不同，它必須是有自己的理論系統(tǒng)的，不能只是材料的羅列，應(yīng)對大量的事實、材料進行分析、研究，使感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。一般來說，學(xué)術(shù)論文具有論證色彩，或具有論辯色彩。論文的內(nèi)容必須符合歷史唯物主義和唯物辯證法，符合“實事求是、“有的放矢、“既分析又綜合 的科學(xué)研究方法。一般普通刊物省級、國家級審核時間為一周，高質(zhì)量的雜志，審核時間為14-20天。核心期刊審核時間一般為4個月，須經(jīng)過初審、復(fù)審、終審三道程序。3.期刊的級別問題。國家沒有對期刊進行級別劃分。但各單位一般根據(jù)期刊的主管單位的級別來對期刊劃為省級期刊和國家級期刊。省級期刊主管單位是省級單位。國家級期刊主管單位是國家

7、部門或直屬部門。如需要圖紙等資料，聯(lián)系QQ1961660126AbstractThis system expound mainly how to apply PLC technology to control the productive line of compound fertilizers proportional mixing is provided representative control system which combines machinery and power-generating equipment in the product field. It refers t

8、o many branch of learning field. Such as the mechanical engineering、electronic technology、electric power technology、electrical machinery and drag theory、automatic theory、electric power drag control technology. Accompany the development and improvement of microelectronic technology、electrics technolo

9、gy and alternating speed governor technology. It becomes mature more and more. Consequently, to apply the PLC technology to control the productive line, it appears the tread that the alternating speed governor technology replaces the direct speed governor technology. This systems design is the alter

10、nating speed governor technology. In connection with traditional sensor microcomputer driving belts, it is improved to the microcomputer intelligence and ability driving belt. To use the PLC of the S200 series、velocity sensor and frequency conversion instrument of Sen Lan series. To use the speed go

11、vernor of the VVVF to control the same type driving belts. The monitor velocity sensor transform the belt velocity to transform the A/D by the imitation module to the electric signal, then to use the PLC technology to control the automatic belt drive、to accumulate、feedback of the sensor single to ac

12、hieve the automatic speed governor. Also, PLC technology controls the mixture machine and the transport machine.Key words PLC compound material mix speed governor目 錄 HYPERLINK l _Toc106691187 摘要I HYPERLINK l _Toc106691188 AbstractII TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc107386590 第1章 緒論 PAGEREF _Toc107386

13、590 h 1 HYPERLINK l _Toc107386591 前言 PAGEREF _Toc107386591 h 1 HYPERLINK l _Toc107386592 選題背景1 HYPERLINK l _Toc107386592 1.3 配料混合系統(tǒng)研究意義2 HYPERLINK l _Toc107386592 1.4 配料混合系統(tǒng)的開展前景2 HYPERLINK l _Toc107386592 1.5 本文的結(jié)構(gòu)4 HYPERLINK l _Toc107386594 第2章 配料混合系統(tǒng)機械執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計5 HYPERLINK l _Toc107386595 設(shè)計方案5 HYPER

14、LINK l _Toc107386596 配料系統(tǒng)設(shè)計5 HYPERLINK l _Toc107386617 結(jié)構(gòu)選擇5 HYPERLINK l _Toc107386617 結(jié)構(gòu)設(shè)計9 HYPERLINK l _Toc107386617 配料系統(tǒng)精度分析15 HYPERLINK l _Toc107386597 混合系統(tǒng)設(shè)計16 HYPERLINK l _Toc107386617 混合設(shè)備選擇16 HYPERLINK l _Toc107386617 結(jié)構(gòu)設(shè)計17 HYPERLINK l _Toc107386617 螺桿強度校核21 HYPERLINK l _Toc107386617 軸承校核28

15、 HYPERLINK l _Toc107386599 第3章 配料混合系統(tǒng)控制電路與選型 PAGEREF _Toc107386599 h 30 HYPERLINK l _Toc107386600 控制電路設(shè)計 PAGEREF _Toc107386600 h 30 HYPERLINK l _Toc107386603 3.2 PLC的選用31 HYPERLINK l _Toc107386603 3.3 變頻器的選用32 HYPERLINK l _Toc107386617 異步電動機的調(diào)速原理32 HYPERLINK l _Toc107386617 變頻器選擇35 HYPERLINK l _Toc1

16、07386604 3.4 測速傳感器的選用37 HYPERLINK l _Toc107386605 第4章 配料混合系統(tǒng)控制設(shè)計39 HYPERLINK l _Toc107386606 配料混合系統(tǒng)的控制39 HYPERLINK l _Toc107386607 總體控制設(shè)計39 HYPERLINK l _Toc107386617 PLC控制系統(tǒng)39 HYPERLINK l _Toc107386618 4.1.3 交流變壓變頻調(diào)速41 HYPERLINK l _Toc107386608 4.2 邏輯控制設(shè)計42 HYPERLINK l _Toc107386616 第5章 設(shè)計的經(jīng)濟可行性分析47

17、 HYPERLINK l _Toc107386608 5.1 系統(tǒng)設(shè)計的合理性47 HYPERLINK l _Toc107386608 5.2 系統(tǒng)設(shè)計的經(jīng)濟性47 HYPERLINK l _Toc107386624 結(jié)論49 HYPERLINK l _Toc107386619 致謝 PAGEREF _Toc107386619 h 50 HYPERLINK l _Toc107386620 參考文獻 PAGEREF _Toc107386620 h 51第1章 緒論1.1 前 言隨著我國工業(yè)生產(chǎn)自動化程度的不斷提高，配料皮帶秤已廣泛地應(yīng)用在冶金、建材、電力、化工、食品等行業(yè)中。我國現(xiàn)在廣泛使用的配

18、料皮帶秤的控制局部還比擬落后，直接影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。過去傳統(tǒng)配料皮帶秤多采用模擬電路控制滑差調(diào)速電機的方法進行速度控制，由于滑差電機調(diào)速方式在低速時特性差、效率低；使用現(xiàn)場外部工作環(huán)境又很惡劣，工業(yè)粉塵很多，這些粉塵很容易進入滑差電機內(nèi)部而出現(xiàn)磨損、卡死等現(xiàn)象，維修、維護麻煩，造成工作故障多，影響正常生產(chǎn)；另外由于采用模擬電路控制方式，控制不穩(wěn)定，精度低，調(diào)試煩瑣，使用極不方便。我們可結(jié)合現(xiàn)代先進控制技術(shù)，采用可編程序控制器控制矢量型變頻器拖動密封式鼠籠電機方案，以數(shù)字處理技術(shù)取代傳統(tǒng)的模擬控制方式，以無級變速的矢量型變頻器控制封閉式鼠籠電機，取代老式的滑差式調(diào)速方式。本章主要介紹了散狀物料的

19、配料混合自動化運輸?shù)拈_展?fàn)顩r,電子皮帶秤運行過程的配料以及混合設(shè)計的方案。1.2 選題背景在復(fù)合肥的生產(chǎn)特別是對原料配比控制系統(tǒng)總存在一定的缺乏，有的本錢高，不易推廣；有的精度與可靠性差，無法在環(huán)境惡劣、現(xiàn)場干擾大的場合滿足高精度的配料要求。并且大多數(shù)使用的是通用計算機系統(tǒng)，因而本錢高、靠干擾能力差。在工業(yè)生產(chǎn)中，很多情況下是通過現(xiàn)場操作人員按照配比，人工調(diào)節(jié)給料機的給料量。其缺點是給料量的大小完全靠操作人員的經(jīng)驗或人工跑盤的結(jié)果來決定，配比精度較差，操作人員勞動強度大，自動化水平極低。配料系統(tǒng)普遍存在的問題是：配料精度低，機電控制局部的可靠性差，缺少數(shù)據(jù)庫管理生產(chǎn)以及對生產(chǎn)過程的實時動態(tài)監(jiān)視

20、。配料精度低的主要原因是電子秤系統(tǒng)的動態(tài)性范圍小，而可靠性差主要是中間繼電器和微機控制系統(tǒng)的可靠性低所致。通過電子皮帶秤生產(chǎn)廠家和用戶的共同努力，近年來電子皮帶秤的精度和使用情況有了一定的改善，但仍然存在運行維護量較大，精度校核工作繁重、程序多等問題，遠(yuǎn)未能到達如靜態(tài)電子衡器所能到達的使用精度和使用效果。1.3 配料混合系統(tǒng)研究意義在化工以及冶金、建材、飼料、加工等行業(yè)，配料工段一般都是整條生產(chǎn)線非常重要的一環(huán)。配料工段直接關(guān)系到生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量。如今，配料工段的自動化越來越普遍，作為實現(xiàn)配料工段自動化手段的可編程控制配料系統(tǒng)必將會得到更為廣泛的應(yīng)用。在生產(chǎn)過程或工藝流程中,對各種配料稱重

21、、定量稱重及現(xiàn)場技術(shù)的要求愈來愈高，現(xiàn)代的稱重計量儀器,不僅要給出重量或質(zhì)量,也要作為過程檢測系統(tǒng)中的一個單元而具有測量、計算、控制、檢驗及通訊等功能,它們已成為工藝技術(shù)、儲運技術(shù)、預(yù)包裝技術(shù)、收發(fā)貨業(yè)務(wù)及商業(yè)銷售行業(yè)中必不可少的組成局部,推進了工業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易交往的自動化和合理化。配料工序是復(fù)合化肥生產(chǎn)過程中非常重要的環(huán)節(jié)，其配料精度直接影響著化肥產(chǎn)品的質(zhì)量，落后的配料設(shè)備不僅效率低而且配料不準(zhǔn),手工操作又將人的因素引入配料環(huán)節(jié)，使工藝配方難以在生產(chǎn)中實現(xiàn)，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定及進一步提高，因此實現(xiàn)高精度自動配料對工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)有著極為重要的意義。1.4 配料混合系統(tǒng)的開展前景皮帶秤由最初的純

22、機械式滾輪式皮帶秤開始，已經(jīng)開展四代產(chǎn)品，第二代是傳感器電子儀表皮帶秤，第三代是傳感器微機式皮帶秤，第四代是微機智能化皮帶秤。電子皮帶秤是在皮帶輸送機輸送物料過程中同時進行物料連續(xù)自動稱重的一種計量設(shè)備，其特點是無需人員的干預(yù)就可以完成稱重操作。國外從上世紀(jì)五十年代開始使用電子皮帶秤，國內(nèi)那么從六十年代末期開始試生產(chǎn)電子皮帶秤。時至今日，雖然核子皮帶秤、固體質(zhì)量流量計、沖量式流量計、失重式秤等多種固體物料連續(xù)計量設(shè)備也有一定規(guī)模的應(yīng)用，但他們?nèi)詿o法與電子皮帶秤抗衡，也無法撼動電子皮帶秤作為固體物料連續(xù)自動稱重主流計量設(shè)備的地位。電子皮帶秤主要由傳感器、秤架、二次儀表三大局部組成，在實際應(yīng)用過程

23、中，要想使電子皮帶秤在一個較長的時間周期內(nèi)保證一定的精確度。其檢定過程非常重要，所以首先將從以下幾個方面介紹電子皮帶秤的開展現(xiàn)狀：傳感器、秤架、二次儀表、檢定。1傳感器電子皮帶秤的傳感器包括測量秤架上物料瞬時重量的稱重傳感器及測量皮帶速度的測速傳感器又稱測量皮帶行程的位移傳感器，該系統(tǒng)涉及到了其中的測速傳感器。測速傳感器主要分模擬式和數(shù)字式兩種。當(dāng)前國內(nèi)外普遍使用數(shù)字式測速傳感器，用模擬式測速傳感器來檢測速發(fā)電機輸出電壓的方式已不再使用。非接觸式測速傳感器盡管從理論上講是優(yōu)越的，能消除“打滑，直接檢測輸送帶的線速度，但在實際使用任然存在許多實際問題，有待解決，故未得到廣泛的工程應(yīng)用。實際廣泛使

24、用的是接觸式測速傳感器，其結(jié)構(gòu)簡單，安裝維修方便，有些廠家的產(chǎn)品將測速元件直接裝到尾輪或托輥上，以尾輪或托輥代替摩擦輪。接觸式測速傳感器正常條件下能比擬好地測得輸送帶運行速度，缺點是摩擦輪粘上泥灰，使直徑變大或者“打滑，產(chǎn)生測速誤差，不能準(zhǔn)確地反映輸送帶線速度。2秤架秤架是電子皮帶秤的負(fù)荷承受局部，即稱重裝置。為了減輕“皮帶效應(yīng)對稱重結(jié)構(gòu)的影響，研究、設(shè)計出各種各樣的秤架，典型的秤架結(jié)構(gòu)形式有單托輥式、多托輥雙杠桿式、多托輥懸浮式、平行板簧式、懸臂式、整體式等幾種。其中杠桿系統(tǒng)的支點結(jié)構(gòu)，早期采用刀口和一般軸承，這類支點結(jié)構(gòu)因傳遞力的效果不佳根本上被淘汰?，F(xiàn)在大多數(shù)采用彈簧片作彈性支撐，秤架上

25、目前采用的支撐簧片有X型、十字型和單吊片型三種。此外少數(shù)廠用特殊橡膠軸承或無摩擦耳軸作秤架的支撐點。3二次儀表二次儀表分模擬式、數(shù)字式、電腦式和集散式。從上世紀(jì)八十年代起，微機數(shù)字式皮帶秤就開始取代常規(guī)模擬皮帶秤二次儀表了。其特點除了計算精確度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)模擬皮帶秤二次儀表外，功能豐富也是其主要特點。以往常規(guī)模擬皮帶秤二次儀表只有重量信號與皮帶速度信號的乘法運算、累計值運算及簡單的調(diào)零、調(diào)滿值功能，而采用微機數(shù)字式皮帶秤后，多達數(shù)十種功能可以儲存在二次儀表內(nèi)供用戶隨時調(diào)用，這些功能包括：自動調(diào)零、自動調(diào)滿值、秤架特性非線性補償、溫度補償、數(shù)字濾波、模擬檢定精確度自動計算及結(jié)果判定、有關(guān)參數(shù)輸入

26、如量程、托輥間距、皮帶傾角、模擬標(biāo)定值、累計值的分辨率等等、公制英制單位如 t/h、lb/s選擇、輸入?yún)?shù)及中間計算參數(shù)顯示、總運行時間顯示、各種調(diào)整調(diào)零、調(diào)滿值次數(shù)顯示、多個稱重傳感器平衡調(diào)整、稱重傳感器及測速傳感器數(shù)值調(diào)整、多組內(nèi)部及外部累計器、PID 控制、定值控制、各種參數(shù)報警等等。這些功能的增加都是通過軟件實現(xiàn)的，所以二次儀表的本錢并不增加。螺旋輸送機是化工企業(yè)中用途較廣的一種連續(xù)混料輸送設(shè)備，與其它輸送設(shè)備相比擬，它在輸送過程中同時完成攪拌、混合等工序，即實現(xiàn)連續(xù)性混合。特別地，具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，制造本錢低，維修方便。對封閉的料槽可減少對環(huán)境的污染。螺桿計量配重方式那么具有較多的

27、技術(shù)優(yōu)勢。采用螺桿計量裝置，其計量精度較高，在輸送過程中不會出現(xiàn)堵塞物料的現(xiàn)象，是食品、精細(xì)化工行業(yè)運用比擬普遍的一種計量輸送方式。1.5 本文的結(jié)構(gòu)本文在現(xiàn)有的配料混合系統(tǒng)進行分析的根底上，根據(jù)配料混合系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，從機械和電氣控制兩方面對系統(tǒng)各個局部的設(shè)計分章節(jié)展開了詳細(xì)的介紹。第2章 配料混合機械執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計2.1 設(shè)計方案在化工生產(chǎn)中，采用帶式輸送機連續(xù)輸送，而皮帶秤是一種能解決帶式運輸機散裝物料連續(xù)自動稱量和自動配料的衡器。本系統(tǒng)設(shè)計的:三臺帶式輸送機作為配料系統(tǒng)運載復(fù)合肥的設(shè)備,其根本參數(shù)為：每臺輸送機的額定輸送能力為Q=30t/h，帶寬B=650mm，復(fù)合肥的粒度25mm，松散

28、密度，安息角，機長L=5m，配料過程中輸送機的額定線速度為0.8m/s。完成配料后的復(fù)合肥通過混合系統(tǒng)對其進行混合，混合系統(tǒng)選擇過程中關(guān)鍵是要能夠進行混合的同時完成輸送的連續(xù)性設(shè)備。其中，選型的時候，要注意其輸送能力要與配料系統(tǒng)相匹配。，再將混合后的物料通過輸送帶運送到下一個生產(chǎn)線上。2.2 配料系統(tǒng)設(shè)計2.2.1 結(jié)構(gòu)選擇電子皮帶秤在輸送狀態(tài)下利用測速傳感器將輸送帶運送復(fù)合肥式的速度轉(zhuǎn)換成電信號。再通過S200-7中的模擬量擴展模塊進行A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過PLC對變頻器來實現(xiàn)配料輸送帶的速度的調(diào)節(jié)。從而實現(xiàn)自動配料控制。其工作原理圖見圖2-1。輸送機輸送物料式，PLC連續(xù)測量輸送帶在某

29、時刻的速度m/s，由于下料的閥門口始終保持不變，即輸送帶上每單位長度的物料質(zhì)量qkg/m為恒值，二者相乘所得結(jié)果為物料的瞬時質(zhì)量流量kg/s。因帶速隨時間變化，所以在T時間間隔的累積質(zhì)量可用以下積分式表示：式中 時間間隔內(nèi)的物料累計質(zhì)量，kg；物料通過秤的時間，s； 輸送帶單位長度上的物料質(zhì)量，kg/s； 物料的運行速度取輸送帶速，m/s。 圖2-1 皮帶秤工作原理輸送機組成部件由下面幾局部構(gòu)成。輸送帶是輸送機中的曳引構(gòu)件。本系列帶式輸送機采用普通型輸送帶?？估w芯層有棉帆布、聚酯帆布和鋼絲繩芯。1覆蓋膠層厚度根據(jù)所輸送物料的松散密度、粒度、落料高度及物料的磨琢性確定。2輸送帶的平安系數(shù)應(yīng)根據(jù)

30、平安、可靠、壽命及制造質(zhì)量、經(jīng)濟本錢、接頭效率、起動系數(shù)、現(xiàn)場條件、使用經(jīng)驗等綜合考慮確定。帶式輸送機的動力局部，由安裝在驅(qū)動架上的Y系列鼠籠型電機、凸緣聯(lián)軸器、減速器等組成。1按帶寬、帶速、電機功率確定所需驅(qū)動單元。2減速器。優(yōu)先采用圓柱齒輪減速器。一般采用漸開線齒輪傳動。其優(yōu)點是：效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比穩(wěn)定。根據(jù)齒輪的密封情況可分為開式、半開式及閉式。在運輸機械方面多采用閉式齒輪傳動齒輪箱。它與開式或半開式相比，潤滑及防護等條件最好，多用于重要的場合。表示減速箱減速能力的技術(shù)參數(shù)為傳動比，即 式中 大齒輪齒數(shù)； 小齒輪齒數(shù)。在本設(shè)計中采用先進的圓柱直齒輪傳動，使傳動效率有了很大的提高。3

31、軸之間是根據(jù)軸的直徑選用不同型號的凸緣式聯(lián)軸器進行聯(lián)接。傳動滾筒是傳遞動力的主要部件。根據(jù)承載能力分輕型、中型和重型三種。滾筒直徑為500、630、800、1000mm。同一種滾筒直徑又有不同的軸徑和中心跨距。傳動滾筒外表有裸露光鋼面，人字型和菱形花紋橡膠覆面。最小傳動滾筒直徑D按下式選?。?mm式中 芯層厚度或鋼繩直徑，mm； 系數(shù)，棉織物，尼龍，聚酯，鋼繩芯。滾筒軸承座全部采用油杯式潤滑脂潤滑。用于改變輸送帶的運行方向或增加輸送帶與傳動滾筒間的圍包角。托輥是用于支撐輸送帶及輸送帶上所承載的物料，保證輸送帶穩(wěn)定運行的裝置。1托輥分為槽行托輥、平行托輥、調(diào)心托輥、緩沖托輥、回程托輥、梳形托輥、

32、螺旋托輥、過渡托輥等。2托輥間距應(yīng)滿足兩個條件：輥子軸承的承載能力及輸送帶的下垂度，托輥間距應(yīng)配合考慮該處的輸送帶張力，使輸送帶獲得適宜的垂度。最大下垂度：式中 兩組托輥間輸送帶的最大下垂度，m； 重力加速度，； 托輥間距，m； 物料質(zhì)量，kg/m； 輸送帶質(zhì)量，kg/m； 該處輸送帶張力，N。使輸送帶具有足夠的張力，保證輸送帶和傳動滾筒間產(chǎn)生摩擦力使輸送帶不打滑，并限制輸送帶在各托輥間的垂度，使輸送機正常運行。螺旋拉緊裝置適用于長度較短小于100mm，對功率較小的輸送機，可按機長的的1%1.5%選取拉緊行程。清掃器用于清掃輸送帶上粘附的物料，又有頭部及空段清掃器兩種。卸料裝置用于輸送機中部任

33、意點卸料。導(dǎo)料槽可使從漏斗落下的物料在到達帶速之前集中到輸送帶的中部。導(dǎo)料槽的底邊寬為2/31/2帶寬。機架是支撐滾筒及承受輸送帶張力的裝置。其中機架四種結(jié)構(gòu)中的01機架用于傾角的頭部傳動及頭部卸料滾筒。選用時應(yīng)標(biāo)注角度。頭部漏斗用于導(dǎo)料、控制料流方向的裝置。也可起防塵作用。平安保護裝置輸送帶跑偏監(jiān)測、打滑監(jiān)測、超速監(jiān)測等根據(jù)需要進行選擇是在輸送機工作中出現(xiàn)故障能進行檢測和報警的設(shè)備，可使輸送機系統(tǒng)平安生產(chǎn)，正常運行，預(yù)防機械局部的損壞，保護操作人員的平安。此外，還便于集中控制和提高自動化水平。2.2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計1原始參數(shù)及物料特性復(fù)合肥的配料系統(tǒng)帶長5-7米，寬B=650mm，帶速0.8m

34、/s，輸送能力Q=30t/h，粒度25mm，松散密度，安息角，機長L=5m。2初定設(shè)計參數(shù)帶寬B=650mm，帶速v=0.8m/s，上托輥槽角，下托輥槽角，上下托滾輥徑89mm，承載分支托輥間距1.2m。3由帶寬、帶速驗算輸送能力由式 (2-1)得 由得，取。1確定k值輸送機傾角=0。2由式1-1得 kg/s t/h 能滿足t/h的輸送能力要求。驅(qū)動力及所需傳動功率計算1圓周驅(qū)動力由式 2-2其中=0.02，查得上托輥mm，軸承4G204。且單個上輥轉(zhuǎn)動局部質(zhì)量kg 查得下托輥mm，軸承4G204。且單個下輥轉(zhuǎn)動局部質(zhì)量得kg 計算初選輸送帶NN，上膠厚mm，下膠厚。=51.02+3+4.51

35、.19 650=6.7958 kg/m計算輸送帶清掃器的摩擦阻力 2-3帶入數(shù)據(jù)得 計算，計算公式為 2-4帶入數(shù)據(jù)有 計算。 2-5 N計算，無前傾 那么 =0 N由表得導(dǎo)料槽阻力 2-6 N式中，l=1.5m ，m 。 N計算 2-7 N式中 清掃器接觸面積。一個頭部清掃器和兩個空段清掃器22=0.039m無卸料器， 代值進式中有 N2傳動功率計算 其中 傳動滾筒及聯(lián)軸器效率0.98，電動機功率P=22KW，選轉(zhuǎn)速的電機。5輸送帶張力計算1限制輸送帶下垂度的最小張力由 N按回程分支=2.4m N2輸送帶工作時不打滑需保持最小張力 2-8得 N按公式求起動時傳動滾筒上最大圓周力 2-9取 N

36、得，那么 N由N，計算輸送機各點張力不忽略附加阻力得點張力NN那么取，可得穩(wěn)定工況下 N3輸送帶層數(shù)計算 取5層，與初選相同。6校核輥子載荷1靜載計算承載分支 2-10，m，m/s，kg/m，kg/s N上輥L=250mm，軸承4G204，承載能力2950N，滿足要求?；爻谭种?N下輥；軸承4G204，承載能力813N，滿足要求。2動載計算承載分支 2-11每天大于16h，；粒徑小，取NN均滿足要求。配料系統(tǒng)精度分析在對像復(fù)合肥這種散狀物料的連續(xù)累計計量中，電子皮帶秤具有動態(tài)計量速度快、占用空間小、安裝方便等優(yōu)勢，但在實際使用時，由于皮帶張力、環(huán)境、溫度及濕度、托輥軸承摩擦力等諸多外界因素的影

37、響，導(dǎo)致皮帶秤的計量誤差較大。 影響皮帶秤計量準(zhǔn)確度的主要因素有：根據(jù)皮帶秤的結(jié)構(gòu)原理及重量累計值的計算方法可知,皮帶秤的計量準(zhǔn)確度有單位長度皮帶上的物料重量以及皮帶的運行速度決定的。在實際稱量過程中,物料的重量是通過皮帶作用于復(fù)合傳感器,而皮帶又是依靠托輥來支撐,托輥在運輸帶上每1.2m一組。皮帶所承受的負(fù)荷是隨著物料的端面形狀,流量大小而改變,因而,皮帶與托輥的貼合程度也隨時在改變,這就使得皮帶秤具有由其組成結(jié)構(gòu)決定的、不可防止的計量誤差。同時，皮帶秤計量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度還與皮帶秤的技術(shù)指標(biāo)及運行狀態(tài)關(guān)系密切。皮帶秤的綜合計量性能主要表達在零點和量程這兩個指標(biāo)上。在實際生產(chǎn)過程中，皮帶秤計量誤差

38、的表現(xiàn)形式是：(1) 零點誤差；(2) 量程發(fā)生變化；(3) 測量速度的誤差。(1) 機架和皮帶上積料，皮帶外表水分所造成的皮帶秤零點的波動；(2) 放大電路零點和增益的變化；(3) 運輸皮帶張力的變化，張力的變化是隨著運輸帶上物料的多少、氣溫、傾角等而變化。這就使得作用在稱重傳感器的力發(fā)生變化，從而引起零點和量程發(fā)生變化；(4) 運輸皮帶彈性的變化也會影響到零點和量程的準(zhǔn)確性；(5) 秤框及稱重托輥的非準(zhǔn)確直度引起的零點偏差。為了提高皮帶秤的計量準(zhǔn)確度，減小及克服計量誤差。在實際工作中，我們首先要保證系統(tǒng)的安裝技術(shù)指標(biāo)及運行穩(wěn)定性；同時對皮帶秤進行正確的維護；另外要選擇切實可行的校準(zhǔn)方法對皮

39、帶秤進行定期校準(zhǔn)。1提高系統(tǒng)的安裝精度在安裝皮帶秤框時，我們首先要嚴(yán)格按照皮帶秤的安裝技術(shù)指標(biāo)對其進行精確的安裝。另外保證秤架范圍內(nèi)托輥傾角的一致性，減少皮帶在運輸物料過程中的形變。取得了良好的效果。2正確使用和維護多年的工作實踐證明，皮帶秤的實用經(jīng)濟價值與現(xiàn)場維護、小準(zhǔn)工作關(guān)系甚大。因而，在日常的使用中，需對皮帶秤進行正確的使用和技術(shù)維護。3校準(zhǔn)皮帶秤是在動態(tài)下對物料進行連續(xù)累計稱量，因而，嚴(yán)格按照校準(zhǔn)周期及生產(chǎn)工藝的實際需要對其進行校準(zhǔn)，是保證其稱量準(zhǔn)確度的必要條件。2.3 混和系統(tǒng)設(shè)計2.3.1 混合設(shè)備選擇針對復(fù)合肥要實現(xiàn)的是在運輸過程中完成配料過程，針對此需求，選擇螺旋輸送機實現(xiàn)此工

40、序?；旌蠌?fù)合化肥生產(chǎn)過程中，混合工序是將按預(yù)先所需的已通過電子皮帶秤進行一定比例輸送的原料進行混合。為了給混合過程創(chuàng)造一個良好的物態(tài)條件，更有利于均勻。對混合過程中的要求都滿足：1.各種成分能均勻分散；2.混合后的物料溫度不能太高，以防物料結(jié)塊；3.混合時間要短，要能滿足生產(chǎn)過程中連續(xù)出料的要求；4.混合過程要在密封狀態(tài)下進行，應(yīng)能防止粉塵的逸出；5.便于清潔，混合工序是在枯燥狀態(tài)下進行的，在整個過程中應(yīng)注意粉塵飛揚，要實現(xiàn)密封下操作。根據(jù)顆粒生產(chǎn)工藝的特點，螺旋輸送機作為混料設(shè)備具有高效的混合效率，特別是在輸送過程中能同時完成攪拌、混合等工序是該設(shè)備特有的優(yōu)點。螺旋輸送機是一種不帶撓性牽引的

41、輸送設(shè)備，見圖2-2，因結(jié)構(gòu)簡單、橫截面尺寸小、密封性能好、便于中間裝料和卸料，操作平安方便，制造本錢低而使用廣泛。它利用螺旋形狀的旋轉(zhuǎn)面推移物料來完成輸送工作。工作中，物料像不旋轉(zhuǎn)的螺母沿軸桿平移，使物料不與螺旋葉片一起旋轉(zhuǎn)的力是物料本身的重量和機殼與物料的摩擦及物料間的摩擦。它主要用來輸送各種粉塵狀、顆粒狀、小塊狀的物料，如化工原料、面粉、煤粉、煙塵、水泥、糧食等，在輸送過程中還可對物料進行攪拌、混合、加熱和冷卻等工藝。螺旋輸送機是根據(jù)機械力學(xué)原理工作的，圖2-2是其原理圖，由螺旋機本體、進出料口及驅(qū)動裝置三大局部組成。螺旋機本體由頭部軸承、尾部軸承、螺旋、機殼、蓋板及底座等組成。螺旋桿由

42、電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，帶動復(fù)合肥沿著機殼內(nèi)壁向前運動，實現(xiàn)連續(xù)混合運輸?shù)囊蟆D2-2 螺旋輸送機結(jié)構(gòu)示意圖2.3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計螺旋輸送機是在化工、建材、糧食等部門中廣泛應(yīng)用的一種輸送設(shè)備，主要用于輸送粉狀、顆粒狀和小塊狀物料。螺旋輸送與其他輸送設(shè)備相比擬，具有結(jié)構(gòu)簡單、橫截面尺寸小、密封性能好、可以中間多點裝料和卸料、操作平安方便以及制造本錢低等優(yōu)點。它的缺點是機件磨損較嚴(yán)重、輸送量較低、消耗功率大以及物料在運輸過程易被破碎。螺旋輸送機分為水平固定式螺旋輸送機、垂直式螺旋輸送機。對于復(fù)合肥的運輸生產(chǎn)線中用水平固定式螺旋輸送機進行物料運送。螺旋輸送機由螺旋機本體、進出料及驅(qū)動裝置三大局部組成。其中螺旋

43、機本體由頭部軸承、尾部軸承、螺旋、機殼、蓋板及底座等組成。驅(qū)動裝置由電動機、減速器、聯(lián)軸器及底座所組成。1 原始選料1被輸送物料的名稱及特性1 物料松散密度(。2物料最大粒度mm及比率。3一般物料粒度mm(25mm)，溫度C，含水率、粘度、磨琢性及腐蝕性等。2選型要求1需要的輸送能力t/h；2布置簡圖中輸送長度Lm，傾角C，投影高度Hm。2GX型螺旋輸送機的計算1螺旋直徑及螺旋軸轉(zhuǎn)速計算1螺旋直徑計算 m 2-12式中 輸送能力，t/h； 物料特性系數(shù)； 填充系數(shù)； 傾角系數(shù)。見表2-1所示。表2-1 傾角系數(shù)表 傾斜角05101520螺旋輸送機傾斜布置時的輸送量校正系數(shù)按上式計算得由式2-1

44、2得mm；值應(yīng)圓整為mm。2螺旋軸轉(zhuǎn)速計算 2-13mm取 r/min螺距 mm用螺旋直徑及轉(zhuǎn)速圓整后的數(shù)值，還必須對填充系數(shù)進行驗算： 2-14式中 螺旋節(jié)距，m。帶入相關(guān)數(shù)值進2-14式得 ，滿足 。2功率計算1螺旋輸送機所需軸功率可由下式確定： (KW) 2-15式中 螺旋輸送機傾斜布置是在垂直平面上的投影高度；螺旋輸送機水平投影長度，m；物料阻力系數(shù)。帶入相關(guān)數(shù)值進式2-15得 mm 2電動機功率 (KW) 2-16式中 功率備用系數(shù)，對Y系列電動機取1.0；驅(qū)動裝置總效率，一般取0.90.94。帶相關(guān)數(shù)值進式2-16得 (KW)根據(jù)實際對螺旋輸送機的使用測定結(jié)果，實際軸功率要比理論計

45、算功率大35倍。那么 (KW)取電動機功率22KW。在選擇螺旋輸送機驅(qū)動裝置時，應(yīng)維持如下關(guān)系：式中 當(dāng)螺旋輸送機不采用聯(lián)軸器與驅(qū)動裝置相聯(lián)，而采用傳動帶或鏈條等傳動時，在螺旋軸軸端上所加的總作用力，N；許用懸臂載荷，N。GX型螺旋輸送機，其許用的功率轉(zhuǎn)速比及許用懸梁載荷列于表2-2中。表2-2 GX型螺旋輸送機許用功率轉(zhuǎn)速比與許用懸臂載荷 螺旋直徑150200250300400500600132100370058008000150002400035000其中，螺旋直徑，mm；，；，N。對GX型螺旋輸送機而言，許用功率轉(zhuǎn)速比，r/min， 那么 (KW)，許用懸臂載荷 N，通過上面計算的相關(guān)數(shù)

46、值，反過來再對所選定的螺旋輸送機進行輸送能力的驗算。求輸送能力Q，有 得 總結(jié)以上數(shù)據(jù)得=600mm，=480mm，=60r/min，=90t/h。選擇尺寸代號為GX600的螺旋輸送機符合要求。4.在對螺旋輸送機設(shè)計過程中最重要的是對已經(jīng)確定的螺桿進行剛度和強度的校核，當(dāng)然就包括其中涉及的軸承強度、壽命的計算。2.3.3 螺桿強度校核下面先對螺桿進行校核。在作軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常采用這種方法初步估算軸徑。軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為 2-17式中：扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa； 軸所受的扭矩，單位為Nmm； 軸的抗扭截面系數(shù)，單位為mm； 軸的轉(zhuǎn)速，單位為r/min； 軸轉(zhuǎn)速的功率，單位為KW； 計算截面處

47、軸的直徑，單位為mm； 許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，單位為MPa 空心軸的內(nèi)徑與外徑之比，取=0.5，見表2-3。表2-3 軸常用幾種材料的及值軸的材料Q235-A、20Q275、354540Cr、35Ci、Mn、38SiMnMo、3Cr13/MPa152520352545355514912613511212610311297對于空心軸符合45鋼時=2545MPa的要求。通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸，以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，因而可按彎扭合成強度條件對軸進行強度校核計算。其計算步驟如下：1作出彎矩，如圖2-3所示。圖2-3 軸的載荷分析圖其中有： NN接著再對軸的強度進行校核。軸的彎矩和

48、扭矩后，可針對某些危險截面即彎矩和扭矩大而軸徑可能缺乏的截面作彎扭合成強度校核計算。按第三強度理論，計算應(yīng)力 2-18式中： 軸的計算應(yīng)力，單位為MPa； 軸所受的彎矩，單位為Nmm； 軸所受的扭矩，單位為Nmm； 軸的抗彎截面系數(shù)，單位為。 這種校核計算的實質(zhì)在于確定變應(yīng)力情況下軸的平安程度。在軸的外形、尺寸及載荷的根底上，即可通過分析確定出一個或幾個危險截面這時不僅要考慮彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的大小，而且要考慮應(yīng)力集中和絕對尺寸等因素影響的程度，按式計算平安系數(shù)并應(yīng)使其稍大于或至少等于設(shè)計平安系數(shù)S，即 2-19其中僅有法向應(yīng)力時，應(yīng)滿足 2-20帶數(shù)據(jù)進2-20得 僅有扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力時，應(yīng)滿足

49、 2-21 由數(shù)據(jù)進2-19得 那么S=1.31.5，滿足其軸的平安程度。軸的靜強度是根據(jù)軸上作用的最大瞬時載荷來校核的。靜強度校核時的強度條件是 2-22其中 2-23 帶數(shù)據(jù)進2-23得 2-24帶數(shù)據(jù)進式2-24 帶數(shù)據(jù)入式2-22得 式中 材料的抗彎和抗扭屈服極限，單位為MPa，其中；軸的危險截面上所受的最大彎矩，單位為Nmm；軸的危險截面上所受的最大軸向力，單位為N；軸的危險截面的面積，單位為mm；分別為危險截面的抗彎和抗扭截面系數(shù)，單位為mm。滿足其要求。1軸的彎曲剛度校核計算把階梯軸看成是當(dāng)量直徑，然后按照材料力學(xué)中的公式計算。當(dāng)量直徑單位為mm為 2-25式中： 階梯軸第i段的

50、長度，單位為mm； 階梯軸第i段的直徑，單位為mm； L階梯軸的計算長度，單位為mm； Z階梯軸計算長度內(nèi)的軸段數(shù)。代入式得2軸的扭轉(zhuǎn)剛度校核計算圓軸扭轉(zhuǎn)角單位為/m的計算公式為：階梯軸 2-26式中 軸所受的扭矩，單位為Nmm；軸的材料的剪切彈性模量，單位為MPa，對于鋼材，MPa；軸截面的極慣性矩，單位為，對于圓軸，；階梯軸受扭矩作用的長度，單位為mm；分別代表階梯軸第i段上所受的扭矩、長度和極慣性矩，單位同前；階梯軸受扭矩作用的軸段數(shù)。軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件為1/m代入相關(guān)值進式2-26得 滿足對軸的扭轉(zhuǎn)剛度條件。軸承校核根據(jù)工作條件選用=140mm的推力球軸承，軸承受徑向力N，轉(zhuǎn)速=60r/

51、min，運轉(zhuǎn)條件正常，要求壽命=20000h。根據(jù)式 2-27式中 C根本額定動載荷計算值，N；當(dāng)量動載荷，其中，N； 軸承轉(zhuǎn)速，r/min；軸承壽命，h。計算：所選推力球軸承，那么P= N由=122.3 KN驗算7328B型推力球軸承的壽命可知計算所得的壽命值要大于其額定壽命，即=20002 h所以7328B型推力球軸承滿足其要求。第3章 配料混合系統(tǒng)控制電路與選型3.1 控制電路設(shè)計該系統(tǒng)是針對室內(nèi)生產(chǎn)設(shè)計的，相配套的還有微機自動控制系統(tǒng)。集控系統(tǒng)由隔爆可編程控制箱、本安現(xiàn)場操作箱、集控操作臺、上位機、測速傳感器構(gòu)成。帶式輸送機設(shè)置了速度傳感器，信號接入PLC由PLC進行運算處理，參加設(shè)備

52、的聯(lián)動和閉鎖。包括電流過載保護、急停、報警、調(diào)速等。整個配料、混合系統(tǒng)由PLC進行自動控制。原料分別由三種型號相同的輸送帶運輸，下料的閥門口一定，即出料截面相恒定，可以按照任意比例進行配料、混合。開始工作時，首先通過PLC來啟動這個配料系統(tǒng)的三個電機，同時閉合變頻器的電源開關(guān)，變頻器得電正向啟轉(zhuǎn)動，系統(tǒng)通過測速傳感器測得三臺皮帶分別的速度，由PLC的模擬擴展模塊進行A/D信號轉(zhuǎn)換，由PLC進行處理，變頻器就可以通過變頻來實現(xiàn)降壓，從而實現(xiàn)變頻調(diào)速，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的配料需求。同時，控制局部還對系統(tǒng)設(shè)有保護功能。當(dāng)生產(chǎn)過程中，由于皮帶打滑、電流過大、過載等意外的時候，PLC又起到了自動報警的功能，這

53、個時候會自動復(fù)位。其配料原理圖如3-1所示。圖3-1 配料原理圖由于是實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化控制，所以除了通過PLC來實現(xiàn)復(fù)合肥的自動配料，還實現(xiàn)對混合、配好料的復(fù)合肥輸送的自動化。速度信號傳送給PLC的模擬量輸入單元和計數(shù)PLC將現(xiàn)聲采集的數(shù)據(jù)加以計算處理，求出瞬時流量和積累重量。將流量與設(shè)定值比擬，由PLC的輸出單元來控制變頻器，改變給料機電機轉(zhuǎn)速。3.2 PLC的選擇可編程序控制器應(yīng)用于控制系統(tǒng)中，其主要的特點：1.可靠性高。2.控制功能強。3.編程方便，易于應(yīng)用。4.適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境抗干擾能力強。5.具有各種接口，與外部設(shè)備聯(lián)結(jié)非常方便。6.采用積木式結(jié)構(gòu)或者模塊式結(jié)構(gòu)，具有較大的靈活性

54、和可擴展性，擴展靈活方便。7.維修方便8.可根據(jù)生產(chǎn)工藝要求或運行情況，隨時對程序在線修改，不用更改硬接線，靈活性大，適用性強。在對PLC選型過程中，S7-200能滿足高級自動化標(biāo)準(zhǔn)和各種需求，具有各種盡寸以適應(yīng)所有的應(yīng)用場合，有適用于運輸機械和各種氣候條件的鞏固型，有適用于狹小空間而且具有高處理性能的密集型，有運行速度塊而且具有良好的擴展能力。它可以配置種類繁多的輸入輸出模塊、編程器、軟件、過程通信和顯示部件， 診斷設(shè)備等。我選擇的S7-200CPU224I/O接口是14個輸入點，10個輸出點，與系統(tǒng)的I/O接口相吻合。S7-200 系列PLC的主要特點:1指令處理周期短減少了循環(huán)時間。2高

55、速計數(shù)器開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。3高速中斷處理可以分別響應(yīng)過程事件。1模塊式結(jié)構(gòu)可用于各種性能的擴展。2脈沖輸出可控制步進電機和直流電機。3豐富的指令集可以快速方便的解決最復(fù)雜的任務(wù)。1點對點接口PPI可連接編程設(shè)備，操作員界面和串行設(shè)備接口。2用戶有好的STEP 7 Micro/DOS編程軟件和功能極強的編程器方便了編程。3用戶程序三級口令保護。4TD 200和COROS OPs操作面板OPs為用戶提供了方便人機界面。由于系統(tǒng)中有測速傳感器，這就涉及怎樣將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，由于S7-200CPU224自帶了模擬量擴展模塊，我選用EM235模擬量擴展模塊進行A/D信號處理，其中我還選用了EM22

56、3數(shù)字量擴展模塊與變頻器相連接。3.3 變頻器的選用3.3.1 異步電動機的調(diào)速原理三相交流電動機的同步轉(zhuǎn)速n0為式中 電動機定子電源頻率； 電動機的極對數(shù)。由上式可知，假設(shè)連續(xù)改變電源頻率，那么可平滑地改變電動機的同步轉(zhuǎn)速n0。而三相異步電動機定子每相感應(yīng)電動勢有效值為 式中 定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)； 基波繞組系數(shù)； 每極氣隙磁通量。有上式可見，在一定時，假設(shè)電源頻率發(fā)生變化，那么必然引起磁通變化。當(dāng)變?nèi)鯐r，電動機鐵心就沒被充分利用；假設(shè)增大，那么會使鐵心飽和，從而使勵磁電流過大，這樣會使電動機效率降低，嚴(yán)重時會使電動機繞組過熱，甚至損壞電動機。因此，在電動機運行時，希望磁通保持恒定不變。為此

57、，在改變的同時，必須改變，即必須保證 常數(shù)這樣，采用恒定的電動勢頻率比的協(xié)調(diào)控制方式，就可以保證磁通值恒定不便。對繞組中的感應(yīng)電動勢卻難以直接控制，在較高時，可以忽略定子繞組漏磁阻抗壓降。因此，可以認(rèn)定定子每相電壓，那么得常數(shù)這便是恒壓頻比控制方式。由于電動機定子電壓只能小于等于額定電壓，所以只能下調(diào)，這時為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速；假設(shè)上調(diào)，而不能大于，所以轉(zhuǎn)矩下降，這時為恒功率調(diào)速。在隨著降低時，定子阻抗壓降就不能再被忽略了，此時會更小些，使得磁通有所減小。這時，為了保證不變，可以人為地將提高一些，以便近似地補償定子阻抗壓降。帶定子壓降補償?shù)暮銐侯l比控制特性如圖3-2所示。 圖3-2 恒壓頻比控制特性

58、a無補償特性 b有補償特性采取補償措施后，異步電動機的機械特性不但保存了較硬的線性度，而且當(dāng)頻率降低時，同步轉(zhuǎn)速n0隨之下降，使在保證最大轉(zhuǎn)矩根本不變的情況下，取得類似直流電動機調(diào)速的平移特性曲線。這樣，不但擴大了調(diào)速范圍，而且在調(diào)速時，轉(zhuǎn)差率功率不變，所以效率很高。具有定子電壓補償?shù)暮銐侯l比控制方式被廣泛應(yīng)用。變頻器裝置工作原理：對于恒壓頻比控制方式進行變頻調(diào)速的裝置來講，其一是直接變頻交交變頻裝置。這種裝置的變頻為一次換能形式，即只用一個變換環(huán)節(jié)就把恒壓恒頻電源換成VVVF電源，所以效率較高。但是，所用元件數(shù)量較多，輸出頻率變化范圍小，功率因數(shù)較低，只適用于低轉(zhuǎn)速大容量的調(diào)速系統(tǒng)。另一類為

59、間接變頻交直交變頻裝置。這種變頻裝置是將恒壓恒頻交流電源先經(jīng)整流環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)換為中間直流環(huán)節(jié)，再由逆變電路轉(zhuǎn)換為VVVF電源，如圖3-3所示。圖3-3 間接交直交變頻裝置這種裝置的控制方式有以下兩種：1.用可控整流器變壓，用逆變器變頻的交直交變頻裝置這種裝置的輸入環(huán)節(jié)是由晶閘管構(gòu)成的可控整流器。輸出電壓幅度由可控整流器決定，輸出電壓頻率有逆變器決定。也就是說，變壓和變頻分別通過兩個環(huán)節(jié)并由控制電路協(xié)調(diào)配合來完成。這種裝置結(jié)構(gòu)簡單，元件較少，控制方便，頻率調(diào)節(jié)范圍較寬。但是，在電壓和頻率較低時，電網(wǎng)端功率因數(shù)也降低。假設(shè)由晶閘管構(gòu)成逆變器，那么輸出電壓諧波較大。2.用不可控整流器整流，通過脈寬調(diào)制方式

60、控制逆變器同時進行變壓變頻的交直交變頻裝置由于輸入環(huán)節(jié)采用不可控整流電路，所以電網(wǎng)端功率因數(shù)較高，而且與逆變器輸出電壓大小無關(guān)。逆變器在變頻的同時實現(xiàn)變壓，主電路只有一個可控的功率環(huán)節(jié)，簡化了電路結(jié)構(gòu)。逆變器的輸出與中間直流環(huán)節(jié)的電容電感參數(shù)無關(guān)，加快了系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)。選擇對逆變器的合理控制方式，可以抑制或消除低次諧波，使逆變器的輸出電壓為近似正弦波交變電壓。這種控制方式稱為正弦脈寬調(diào)制方式SPWM。3.3.2 變頻器的選擇變頻器的選用，包括變頻器類型選用和容量選用兩個方面。變頻調(diào)速時需要根據(jù)不同的負(fù)載類型選擇不同的頻率變化曲線，才能發(fā)揮出變頻器的最正確狀態(tài)。由于輸送帶對動態(tài)性能要求不需要太高