變頻器控制風(fēng)機(jī)

1、云南國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院成人函授（本、?？疲┊厴I(yè)調(diào)查報(bào)告題目：變頻器在風(fēng)機(jī)中的應(yīng)用學(xué)生姓名：王保羅年級專業(yè)：09 級機(jī)電一體化學(xué)號：辦學(xué)單位名稱：云南國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院審閱教師姓名成績評定：時(shí)間：年月時(shí)間：年月目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 摘要 3 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 緒論 5 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 變頻調(diào)速原理簡介 7 HYPERLINK l bookmark26 o Current

2、 Document 整體方案的設(shè)計(jì) 10 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 節(jié)能效果分析 22 HYPERLINK l bookmark94 o Current Document 參考文獻(xiàn) 23致謝 24摘要隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)化控制技術(shù) 都得到了迅速發(fā)展，交流變頻調(diào)速技術(shù)也已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代，其應(yīng) 用

3、越來越光。而風(fēng)機(jī)作為礦山企業(yè)必不可少的設(shè)備與企業(yè)的生產(chǎn)效率緊密相 關(guān)，隨著能源的日益緊缺，企業(yè)中的設(shè)備節(jié)能問題就顯得尤為重要。本 次 將設(shè) 計(jì) 一個(gè)風(fēng) 機(jī)節(jié) 能的實(shí) 例 。文章中 將以一 個(gè) 電鋸 車間 使用 11KW 的 吸塵風(fēng)機(jī)來清理鋸屑，以此風(fēng)機(jī)的節(jié)能來展開講述。車間中共有五臺(tái)電鋸。 當(dāng)電鋸的開啟數(shù)量不同時(shí)所要求的風(fēng)量是不同的，即所要求的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速也是 不同的。在不使用變頻器控制的情況下，風(fēng)機(jī)只能以最大轉(zhuǎn)速運(yùn)行。這就造 成了 電 能的嚴(yán) 重浪 費(fèi)。 本 次設(shè)計(jì) 使 用 PLC 來對電 鋸開 啟數(shù) 量檢 測，進(jìn) 而結(jié)合 變頻器來控制風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。從而達(dá)到節(jié)能的效果。關(guān)鍵詞：PLC 變頻器風(fēng)機(jī)

4、節(jié)能AbstractWith Chinas rapid economic development, microelectronics, computer technology, automatic control technology have been developing rapidly, AC variable frequency technology has entered a new era, more and more of its light. The fan as essential equipment and mining enterprises to the product

5、ion efficiency is closely related with the increasing shortage of energy, energy saving devices in the enterprise is particularly important issues.Will design a fan of this energy-saving examples. Article will use a chainsaw shop vacuum blower to clean up the 11KW of sawdust in order to expand about

6、 energy-saving fan. Saw a total of five workshops. When not at the same time saw the opening of the required amount of air flow is different, that is the required fan speed is also different. In the case of inverter control is not used, the fan can run at maximum speed.This has resulted in serious w

7、aste of energy. This design uses PLC to turn on the saw the number of detection, and then combined with the drive to control the fan speed. To achieve the energy saving effect.Keyword: PLC converter blower energy-saving緒論課 題背景盡管我國 2007 年發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量已達(dá)到 7.1329 億 KWh ，發(fā)電量是 32086.86 億 KWh ，但由于我國國民經(jīng)濟(jì)連續(xù) 20 多年

8、的高速發(fā)展，供電 情況 仍 然非常 緊張，不少 地區(qū)仍 要拉 閘限電 。32086.86 億 KWh 發(fā)電 量 中 水電只占 4343.25KWh （ 13.54% ），核電 621.3KWh （ 1.94% ），而占 27012.56 億 KWh （ 84.19 ） 仍然是 熱 電。燃 燒 的煤向 大 氣中排 放 CO SO NO ，造 22X 成溫室效應(yīng)和酸雨，影響我們生存的環(huán)境。況且我國是化石能源儲(chǔ)量較少的國家，煤的儲(chǔ)量占世界第 3 位，石 油和 天 然氣只 占世界第 10 位。 因此節(jié)能 能 源是基 本國 策。據(jù) 統(tǒng)計(jì) ，全 國發(fā)電量的 60% 通過電機(jī)轉(zhuǎn)換能量。在十一五規(guī)劃中，把電機(jī)

9、系統(tǒng)節(jié)能 放到 了 重要的 位置。電機(jī) 系統(tǒng)節(jié) 能 主要表現(xiàn) 在二個(gè) 方 面：一 是節(jié)能 電機(jī) 如永磁同步電機(jī)。二是電機(jī)調(diào)速節(jié)電。變 頻調(diào)速體積小、重 量輕、轉(zhuǎn) 矩 大、精度高、功能強(qiáng)、可靠性高、操作簡單、便于通信等優(yōu)點(diǎn)。近幾年來我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)高速發(fā)展，但能源不足成了影響發(fā)展的 瓶頸。在 新聞媒體上不止一次看到這樣的信息“我國單位產(chǎn)出能源大大 高于 發(fā) 達(dá)國家 和世界平 均 水平。據(jù)計(jì) 算，2003 年 我 國單位國 內(nèi) 生產(chǎn)總 值 的能 源 消耗比 世界平均 水 平高 2.2 倍 ，比 美國 高 2.3 倍 ，比歐 盟 高 4.5 倍，比日本高 8 倍，比印度還高 0.3 ?！睆倪@組數(shù)據(jù)不

10、難看出一個(gè)問題， 我國能源利用率太低，低 到了嚴(yán)重制約國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的嚴(yán)重地步。作 為 一個(gè)即將畢業(yè)的大學(xué)本科生，要 為國家做出自己的貢獻(xiàn)。因此本文將以 實(shí)例 來 講述用 變頻器多 段 速功能 結(jié) 合 PLC 實(shí)現(xiàn)風(fēng) 機(jī)節(jié) 能調(diào) 速。變 頻器 控制 風(fēng) 機(jī)的 意 義 。變 頻 器 可 以 從 四 個(gè) 方 面 節(jié) 電 。第 一 ，軟 啟 動(dòng) 。一 般 交 流 電 機(jī) 的 啟 動(dòng) 電流 為 電機(jī)額 定電 流的 6-7 倍。變頻 調(diào)速后 啟 動(dòng)電 流 不超過電 機(jī) 的額定 電流。第 二，節(jié)省設(shè)計(jì)冗余。一般設(shè)計(jì)都按照使用時(shí)的極端條件，因而 都留有設(shè)計(jì)冗余，有的冗余量很大，形成大馬拉小車，變頻調(diào)速可以把

11、冗余節(jié)省下來。第 三，是調(diào)速節(jié)電。按流體力學(xué)原理，軸功率正比速度 的立方，轉(zhuǎn)速下降，軸功率變小。這是變頻調(diào)速的主要節(jié)電原理。第四，系統(tǒng)功率因數(shù)高。一 般在 0.95 以上，節(jié) 省無功，減 輕了變壓器的負(fù)擔(dān)當(dāng) 前控制風(fēng)機(jī)所 面 臨的問 題本 次 設(shè) 計(jì) 將 以 五 臺(tái) 設(shè) 備 共 用 一 臺(tái) 主 電 機(jī) 為 11KW 的 吸 塵 風(fēng) 機(jī) 為 例 。風(fēng)機(jī)用來吸收電鋸工作時(shí)產(chǎn)生的鋸屑。不同設(shè)備對風(fēng)量的需求區(qū)別不是 很大，但設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)電鋸并非一直工作，而是根據(jù)不同的工序投入運(yùn)行電能 的嚴(yán)重浪費(fèi)不同設(shè)備一般對風(fēng)量的需求有所區(qū)別，并且并非五臺(tái)設(shè)備同時(shí)工作，而是根據(jù)不同的工序投入運(yùn)行。而一般情況下風(fēng)機(jī)都以最

12、大 功率運(yùn)行，因此造成能源浪費(fèi)，增加了生產(chǎn)成本。啟動(dòng) 困難，機(jī)械損傷嚴(yán)重風(fēng)機(jī)采用直接啟動(dòng)，啟動(dòng)時(shí)間長，啟動(dòng)電流大，對電機(jī)的絕緣有著較大的威脅，嚴(yán)重時(shí)甚至燒毀電動(dòng)機(jī)。而高壓電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)過程中所產(chǎn)生的單軸轉(zhuǎn)矩現(xiàn)象使風(fēng)機(jī)產(chǎn)生較大的機(jī)械振動(dòng)應(yīng)力， 嚴(yán)重影響到電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)及其它機(jī)械的使用壽命。自動(dòng) 化程度低風(fēng)機(jī)依靠人工調(diào)節(jié)擋板，更不具備風(fēng)量的自動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)功能，自動(dòng)化程度低。在故障狀態(tài)下，如風(fēng)流短路，將對正常生產(chǎn)造成嚴(yán)重影響。為了設(shè)備的安全生產(chǎn)和降低生產(chǎn)成本，提升整體的自動(dòng) 化水平，對風(fēng)機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速改造具有非常重要的意義。 下面將討論解決以上這些問題。變頻調(diào)速原理簡介變 頻器工作原理變頻器是利用電力半導(dǎo)

13、體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一 頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交直交方式 （VVVF 變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直 流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供 給電動(dòng)機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè) 部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為 IGBT 三相 橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩 沖無功功率。變 頻器調(diào)速原理我們知道，交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速表達(dá)式位：n= 60 f（l s）/p 式中 n異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；f異步電動(dòng)機(jī)的頻率；s電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)差率；p電動(dòng)機(jī)

14、極對數(shù)。由式可知，轉(zhuǎn)速n與頻率f成正比，只要改變頻率f即可改變 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，當(dāng)頻率f在050Hz的范圍內(nèi)變化時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào) 節(jié)范圍非常寬。變頻器就是通過改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的， 是一種理想的高效率、高性能的調(diào)速手段。變 頻 器 控 制 方 式低壓通用變頻輸出電壓為380650V，輸出功率為0.75400kW， 工作頻率為0400Hz，它的主電路都采用交一直一交電路。其控制方 式經(jīng)歷了以下四代。2.3.1正弦脈寬調(diào)制（SPWM）控制方式其特點(diǎn)是控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低，機(jī)械特性硬度也較好，能 夠滿足一般傳動(dòng)的平滑調(diào)速要求，已在產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 但是，這種控制方式在低頻

15、時(shí)，由于輸出電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓 降的影響比較顯著，使輸出最大轉(zhuǎn)矩減小。另外，其機(jī)械特性終究沒有 直流電動(dòng)機(jī)硬，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意，且系統(tǒng) 性能不高、控制曲線會(huì)隨負(fù)載的變化而變化，轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機(jī)轉(zhuǎn)矩利 用率不高，低速時(shí)因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降，穩(wěn) 定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。電 壓空 間矢 量（ SVPWM ） 控制 方式它是以三相波形整體生成效果為前提，以逼近電機(jī)氣隙的理想圓形 旋轉(zhuǎn)磁場軌跡為目的，一 次生成三相調(diào)制波形，以 內(nèi)切多邊形逼近圓的 方式進(jìn)行控制的。經(jīng)實(shí)踐使用后又有所改進(jìn)，即引入頻率補(bǔ)償，能消除 速度控制的誤差；通

16、過反饋估算磁鏈幅值，消除低速時(shí)定子電阻的影響 將輸出電壓、電流閉環(huán)，以提高動(dòng)態(tài)的精度和穩(wěn)定度。但控制電路環(huán)節(jié) 較多，且沒有引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié)，所以系統(tǒng)性能沒有得到根本改善。2.3.3矢量控制（VC）方式矢量控制變頻調(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 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 Ia1Ib1 ，再 通過按轉(zhuǎn)子磁場定向旋轉(zhuǎn)變換，等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo) 系下的直流電流Iml、Itl （Iml相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流；Itl相 當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流），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

17、標(biāo)反變換，實(shí)現(xiàn)對異步電動(dòng)機(jī)的控 制。其實(shí)質(zhì)是將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī)，分別對速度，磁場兩個(gè) 分量進(jìn)行獨(dú)立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈，然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩 和磁場兩個(gè)分量，經(jīng)坐標(biāo)變換，實(shí)現(xiàn)正交或解耦控制。矢量控制方法的 提出具有劃時(shí)代的意義。然而在實(shí)際應(yīng)用中，由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀 測，系統(tǒng)特性受電動(dòng)機(jī)參數(shù)的影響較大，且在等效直流電動(dòng)機(jī)控制過程 中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜，使得實(shí)際的控制效果難以達(dá)到理想分析的 結(jié)果。2.3.4直接轉(zhuǎn)矩控制（DTC）方式1985 年， 德國 魯爾大 學(xué)的 DePenbrock 教授 首次提 出 了直接 轉(zhuǎn)矩 控 制變頻技術(shù)。該技術(shù)在很大程度上解決了上述矢量控制

18、的不足，并以新 穎的控制思想、簡潔明了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能得到了迅速發(fā) 展。目前，該技術(shù)已成功地應(yīng)用在電力機(jī)車牽引的大功率交流傳動(dòng)上。 直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標(biāo)系下分析交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，控制電 動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。它不需要將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī)，因而省 去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計(jì)算；它不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制 也不需要為解耦而簡化交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。2.3.5 矩陣式交交控制方式VVVF 變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交 直交變頻 中的一種。其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低，諧波電流大，直流電路需要 大的儲(chǔ)能電容，再生能量又不能反饋回電網(wǎng)，即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行。

19、為此，矩 陣式交交變頻應(yīng)運(yùn)而生。由 于矩陣式交交變頻省去了中間 直流環(huán)節(jié)，從而省去了體積大、價(jià)格貴的電解電容。它能實(shí)現(xiàn)功率因數(shù) 為1,輸入電流為正弦且能四象限運(yùn)行，系統(tǒng)的功率密度大。該技術(shù)目 前雖尚未成熟，但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究。其實(shí)質(zhì)不是間接的控 制電流、磁鏈等量， 而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來實(shí)現(xiàn)的。 具體方法 是：控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測器， 實(shí)現(xiàn)無速度傳感器方式； 自 動(dòng)識(shí) 別（ ID ）依 靠 精確的 電 機(jī) 數(shù)學(xué)模 型， 對電 機(jī) 參數(shù)自 動(dòng)識(shí) 別； 算出實(shí)際值對應(yīng)定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實(shí)際的 轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制；實(shí) 現(xiàn) Band Ban

20、d 控 制按磁 鏈和轉(zhuǎn) 矩 的 Band Band 控制產(chǎn) 生 PWM 信 號， 對逆變器開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制。矩陣式交一交變頻具有快速的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)（2ms），很高的速度精度 （2，無 PG 反饋），高轉(zhuǎn)矩精度（3）；同時(shí)還具有較高的起動(dòng) 轉(zhuǎn)矩及高轉(zhuǎn)矩精度，尤其在低速時(shí)（包括0速度時(shí)），可輸出150 %200 % 轉(zhuǎn)矩。整體方案的設(shè)計(jì)控 制要 求本 次 設(shè) 計(jì) 以 五 臺(tái) 設(shè) 備 共 用 一 臺(tái) 11KW 的 吸 塵 風(fēng) 機(jī) 為 例 為 。 由 于 五 臺(tái) 電鋸并非同時(shí)工作，所 以不同情況下要求的風(fēng)量是不同的，當(dāng)一臺(tái)電鋸 運(yùn)行和五臺(tái)電鋸?fù)瑫r(shí)工作時(shí)所需的風(fēng)量相差很大，而在沒有變頻器的情 況下，風(fēng) 機(jī)只

21、能以最大轉(zhuǎn)速運(yùn)行。所 以在對風(fēng)量需求不大的情況下是對 能源 的 一種浪 費(fèi) ，本 次設(shè) 計(jì)方案 要 求，用 PLC 對電鋸 運(yùn)行 臺(tái)數(shù) 進(jìn) 行計(jì)算 在電鋸開啟臺(tái)數(shù)不多的情況下對變頻器的輸出頻率進(jìn)行控制，進(jìn)而控制 了風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，對風(fēng)量的大小進(jìn)行調(diào)整。3 2 控 制方案用 PLC 接 收 各臺(tái)電 鋸 工作的 信息 并判 斷 投入工 作的 電鋸臺(tái) 數(shù) ，根據(jù) 判斷的結(jié)果，相 應(yīng)的輸出點(diǎn)動(dòng)作來控制變頻器的多段速端子，實(shí) 現(xiàn)多段 速控制。從而進(jìn)行自動(dòng)控制風(fēng)量。根 據(jù)投入運(yùn)行的電鋸臺(tái)數(shù)實(shí)行五個(gè)段 速的 速 度控制 。速度設(shè) 定 方案如 下 表 1。運(yùn)行電鋸臺(tái)數(shù)（臺(tái)）對應(yīng)變頻器輸出頻率（Hz）備注125具體

22、設(shè)定頻率根據(jù)現(xiàn)場修改233340445550表 1 運(yùn)行 電 鋸臺(tái)數(shù) 和需 求頻率 對應(yīng) 表系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主 要硬 件的選型變頻 器 的選 型由于本次設(shè)計(jì)中所用的風(fēng)機(jī)為三相380V 11KW ,因此將選用HLP-A 系列 HLPA001143B 變頻器進(jìn)行討論與說明。此變頻器的特 點(diǎn)如下：以大規(guī)模電機(jī)控制IC+IGBT為核心，具有多種保護(hù)功能，整機(jī) 可靠性高。對進(jìn)線電壓適應(yīng)性強(qiáng)，波動(dòng)可達(dá)20%特別適用于電網(wǎng)質(zhì)量較 差的國家和地區(qū)。軟件功能強(qiáng)大，內(nèi)置有多種控制方式，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)場 合的控制要求。內(nèi)置PID調(diào)節(jié)器，可方便地構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)。內(nèi)置簡易PLC，具有牽升、擾動(dòng)、多段速控制、程序運(yùn)行等

23、多 種功能。高輸出扭矩，1Hz時(shí)可達(dá)150%,頻率解析度高達(dá)0.01Hz。過載能力強(qiáng)，150% （1分鐘），200% （2ms）。具有良好的通訊制界面，極易組成集中控制系統(tǒng)。此變頻器的規(guī)格如下 ：型號HLPA001143B控制方式SPWM輸入電壓三相 380V 50Hz功率（KW）11驅(qū)動(dòng)器容量（KVA）19輸出電流（A）24適用電機(jī)（KW）11輸出解析度0.01Hz范圍0.10400.00HzPLC 的 選型根據(jù)設(shè)計(jì)要求，設(shè)備中的PLC要求7輸入/4輸出，因此本次 設(shè)計(jì)將選用歐姆龍CPM1A系列進(jìn)行討論。其特點(diǎn)如下：小巧緊湊的結(jié)構(gòu) 2.簡便可靠的安裝 3.豐富的指令集4.靈活的系統(tǒng)配置 5.

24、強(qiáng)大的模擬量處理能力 6.豐富的模塊種 類 7.高性能的運(yùn)動(dòng)控制 8.優(yōu)秀的控制功能 9.獨(dú)特的掉電 保護(hù) 10.實(shí)用的離線仿真 11.標(biāo)準(zhǔn)的編程語言 12.較強(qiáng)的通 信功能CPM1A系列PLC的技術(shù)規(guī)格：I/O數(shù)目12/8可連接擴(kuò)展模塊2電源電壓220V輸出電壓24V輸入電壓24V通訊接口HOST Link輸出類型繼電器其它 硬 件的選 型主電路中估算電流為20A，電壓為380V，功率為11KW。由于對線路安全性的考慮，以下說明主電路各個(gè)部件的選擇和規(guī)格。斷路 器的選擇.I1 .III:.I1 .III:綜合上表我們本次設(shè)計(jì)選擇斷路器型號：C65 ND25/3PVE 。熔 斷器的 選擇4.2

25、.2.1 熔斷器類型的選擇 熔斷器類型應(yīng)根據(jù)負(fù)載的保護(hù)特性和短路電流的大小來選擇。 對于保護(hù)照明和電動(dòng)機(jī)的熔斷器，一般只考慮它們的過載保 護(hù)，熔體的熔化系數(shù)適當(dāng)小些。對于大容量的照明線路和電動(dòng) 機(jī)，除過載保護(hù)外，還應(yīng)考慮短路時(shí)分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰磉x 擇。當(dāng)短路電流較大時(shí)，還應(yīng)采用具有高分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟嗥魃?至用具有限流作用的熔斷器。此外，還應(yīng)根據(jù)熔斷器所接電路 的電壓來決定熔斷器的額定電壓。4.2.2.2 熔體與熔斷器額定電流的 確定熔體 額 定電流 大小 與負(fù) 載 大小、負(fù)載 性 質(zhì)有關(guān) 。對 于 負(fù)載 平 穩(wěn)無沖 擊 電流，如一 般照明 電路、電熱 電路可 按負(fù) 載電流 大小 來 確定熔體的

26、額定電流。對于有沖擊電流的電動(dòng)機(jī)負(fù)載，為達(dá)到 短路保護(hù)的目的，又保證電動(dòng)機(jī)正常起動(dòng)，對籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)其熔斷器的額定電流為：I = (1.52.5 ) I。由于估算電流為N PN M20A，系數(shù)選取2.0。則I =2.0*20A=40A 。因此選擇德力西RL1 NP系 列螺旋式熔 斷 器 ， 型號： RL1-40 。熱過 載繼電 器的選擇對于熱過載繼電器的選擇，要求電壓與電流相匹配。所以選擇 德力西 JR36 系列熱過載繼電器型號為 JR36-20 。導(dǎo)線選擇的原則如下表 ：電流范圍(A)導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)截面積(mm2)0i81.88i121.512i202.520i254.025i326.0結(jié)合上表選

27、擇截面積為 4.0 的導(dǎo)線為主電路導(dǎo)線。4.3 主 電路 圖電 路各 部分的說 明4.4.1PLC 的作 用本次 設(shè)計(jì)中 PLC 的 主要 作用是 采 集電 鋸開 關(guān)信號 、 計(jì)算以及 控制變頻器的輸出頻率。電鋸?fù)度脒\(yùn)行信號的采集。用電鋸工作時(shí)控制接觸器的一對常開輔助觸點(diǎn)控制一個(gè)中間 繼電器，中間繼電器要選用最少有倆對常開觸點(diǎn)的。用其中一對 接 入 PLC 的一 個(gè)輸 入點(diǎn) ，另 一對控 制 一個(gè)氣 閥 ，氣閥再 帶 動(dòng)氣缸 用氣缸啟閉設(shè)備上的風(fēng)口。這 樣就實(shí)現(xiàn)了 PLC 對投入電鋸信號的 接收，也實(shí)現(xiàn)了風(fēng)口的自動(dòng)啟閉，簡單實(shí)用。4.4.2 變頻器的作用根據(jù)多段速控制的需要和風(fēng)機(jī)運(yùn)行的特點(diǎn)主要

28、設(shè)定的參數(shù)如下 表。功能代碼編號設(shè)定值意義備注011變頻器操作方法2025第一段速2133第二段速具體頻率大2240第三段速小根據(jù)現(xiàn)場2345第四段速調(diào)試2450第五段速320000X1至X5端子功能定義751節(jié)能運(yùn)行PLC 結(jié)合變頻器的具體實(shí)施變頻 器進(jìn)行 多 段速控制 的 端子 為 X1,X2,X3 。通 過 這三 個(gè) 端 子組 合 最多可以實(shí)現(xiàn)七段速度運(yùn)行。進(jìn)行五段速控制時(shí)端子組合如下表。速度段12345接通端子X1X2X1、X2X3X1、X34.6各主要硬件的日常維護(hù)。4.6.1 PLC 的日常維護(hù)1、鋰電池 壽命約 五年 ，需更 換。2、輸出接 點(diǎn)電流 較大 或 ON/OFF 頻繁

29、都 要注意 接點(diǎn) 壽命， 檢查 更換。3、PLC 使 用于 振 動(dòng)機(jī)械 上時(shí) 要注意 端 子的松動(dòng) 現(xiàn)象。4、注意PLC的外圍溫度（055 C ）濕度（3585%不結(jié)露）及粉塵。5、更 換 電 池 的 方 法 ：切 電 源 、取 下 蓋 板 、拔 下 舊 電 池 、 30 秒 內(nèi)換上新 電池 、 固定 好新 電池并 蓋 上蓋板。4.6.2 變 頻器的日常維護(hù)1、 良好接地。電 機(jī)等強(qiáng)電控制系統(tǒng)的接地線必須通過接地匯流 排可靠接地，微機(jī)控制板的屏蔽地，應(yīng)單獨(dú)接地。對于某 些干擾嚴(yán)重的場合，建議將傳感器、I/O接口屏蔽層與控制 板的 控 制地 相連。2、給微機(jī)控制板輸入電源加裝 EMI 濾波器、共

30、模電感、高頻磁環(huán)等， 可以有效抑制傳導(dǎo)干擾。另外， 在輻射干擾嚴(yán)重的 場 合 ，如 周圍存在 GSM 、或 者小靈通基站時(shí)，可 以對微機(jī)控 制板添加金屬網(wǎng)狀屏蔽罩進(jìn)行屏蔽處理。3、給變頻器輸入端加裝電磁干擾（EMI）濾波器，可以有效抑制變頻器對電網(wǎng)的傳導(dǎo)干擾，加裝輸入交流和直流電抗器 可以提高功率因數(shù)， 減小諧波污染。在某些電機(jī)與變頻器 之間距離超過 100 米的場合， 需要在變頻器側(cè)添加交流輸 出電抗器， 解決因?yàn)檩敵鰧?dǎo)線對地分布參數(shù)造成的漏電流 保護(hù)和減少對外部的輻射干擾。一個(gè)行之有效的方法是采用鋼管穿線或者屏蔽電纜的 方法， 并將鋼管外殼或者電纜屏蔽層與大地可靠連接。值 得注意的是， 在

31、不添加交流輸出電抗器時(shí)， 如果采用鋼管 穿線或者屏蔽電纜的方法， 增大了輸出對地的分布電容， 容易出現(xiàn)過流。當(dāng)然， 在實(shí)際應(yīng)用中一般采取其中的一種 或者幾種方法。4 、 對 模 擬 傳 感 器 檢 測 輸 入 和 模 擬 控 制 信 號 進(jìn) 行 電 氣 屏 蔽 和 隔 離。在變頻器組成的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中， 建議盡量不要 采用模擬控制， 特別是控制距離大于 1 米、 跨控制柜安裝 的情況下。因?yàn)樽冾l器一般都有多段速設(shè)定、 開關(guān)頻率量 輸入輸出， 可以滿足要求。如果非要用模擬量控制時(shí)， 建 議一定采用屏蔽電纜， 并在傳感器側(cè)或者變頻器側(cè)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn) 端 接 地 。如 果干 擾 仍就 嚴(yán) 重 ， 需 要

32、 實(shí) 現(xiàn) DC/DC 隔離 措 施， 可以采用標(biāo)準(zhǔn)的 DC/DC 模塊，或者采用對 V/f 轉(zhuǎn)換光隔離， 再采用頻率設(shè)定輸入的方法。風(fēng)機(jī) 的日常維護(hù)定期的維護(hù)保養(yǎng)可以讓設(shè)備保持最佳期的狀態(tài)，并延長風(fēng) 機(jī)的使用壽命。定期檢修維護(hù)工作的主要內(nèi)容有：風(fēng)機(jī)聯(lián)接件 之間的螺栓力矩檢查（包括電氣連接），各傳動(dòng)部件之間的潤滑 和各項(xiàng)功能測試。風(fēng)機(jī)在正常運(yùn)行中時(shí)，各聯(lián)接部件的螺栓長 期運(yùn)行在各種振動(dòng)的合力當(dāng)中，極易使其松動(dòng)，為了不使其在 松動(dòng)后導(dǎo)致局部螺栓受力不均被剪切，我們必須定期對其進(jìn)行 螺栓力矩檢查。在環(huán)境溫度低于-5C時(shí)，應(yīng)使其力矩下降到額 定力矩的80%進(jìn)行緊固，并在溫度高于-5C后進(jìn)行復(fù)查。我們一

33、 般對螺栓的緊固檢查都安排在無風(fēng)或風(fēng)小的夏季， 以避開風(fēng)機(jī) 的高出力季節(jié)。 風(fēng)機(jī)的潤滑系統(tǒng)主要有稀油潤滑（礦物油潤滑） 和干油潤滑（潤滑脂潤滑）兩種方法。 風(fēng)機(jī)的齒輪箱和偏航減 速齒輪箱采用的是稀油潤滑方式， 其維護(hù)方法是補(bǔ)加和采樣化 驗(yàn)， 若化驗(yàn)結(jié)果表明該潤滑油已無法再使用， 則進(jìn)行更換。 干 油潤滑部件 有發(fā)電機(jī)軸承， 偏 航軸承， 偏航齒等。 這些 部件由 于進(jìn)行溫度較高， 極易變質(zhì)， 導(dǎo)致軸承磨損， 定期維護(hù)時(shí)， 必 須每次都對其進(jìn)行補(bǔ)加。 另外， 發(fā)電機(jī)軸承的補(bǔ)加劑量一定要 按要求的量加入， 不可過多， 防止太多后擠入電機(jī)繞組， 使電 機(jī)燒壞。定期維護(hù)的功能測試主要有過速測試，緊急停

34、機(jī)測試，液壓 系統(tǒng)各元件定值測試， 振動(dòng)開關(guān)測試， 扭纜開關(guān)測試。 還可以對 控制器的極限定值進(jìn)行一些常規(guī)測試。 定期維護(hù)除以上三大項(xiàng) 外， 還要檢查液壓油位， 各傳感器有無損壞， 傳感器的電源是否 可靠工作， 閘片及閘盤的磨損情況等方面。軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)程 序流 程圖PLC 端子的定義輸入輸出00000電鋸工作信號01001變頻器端子X100001電鋸二工作信號01002變頻器端子X200002電鋸三工作信號01003變頻器端子X300003電鋸四工作信號01000變頻器正傳信號00004電鋸五工作信號00006啟動(dòng)按鈕00007停止按鈕5.3 程序段B9&9TOOD3-H00QI卄LID 0Ki 0TZH-33 0eo owo綁5-nIIID9C00 CC7SBEcnai-oro of-o-OOT一耶rMDot-TrDH.un-ITOHl:lDHo卑ADHo T - -u In-oon-ft.n-r-Icc3C,m_L -sf-l觀oTraoiuDC羽.口DIuEID n