变频调速系统设计可以分为两个重要部分
电气自动化控制中变频调速技术研究
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电气自动化控制中变频调速技术研究目录1. 内容简述 (3)1.1 研究背景 (3)1.2 研究意义 (4)1.3 国内外研究现状 (5)1.4 本文研究内容与结构 (6)2. 变频调速技术基础 (7)2.1 变频器的基本原理 (8)2.2 变频器的分类与技术特点 (9)2.3 变频调速系统的组成 (10)2.4 变频调速技术的发展趋势 (12)3. 电气自动化控制系统的需求分析 (13)3.1 控制系统的作用与要求 (14)3.2 不同行业对变频调速的需求 (15)3.3 控制系统设计原则 (16)4. 变频调速技术在电气自动化控制中的应用 (17)4.1 变频调速在电动机控制中的应用 (18)4.2 变频调速在泵和风机系统中的应用 (19)4.3 变频调速在列车控制中的应用 (20)4.4 变频调速在其他电气自动化领域的应用 (22)5. 变频调速技术的研究进展 (23)5.1 变频器控制算法的研究 (24)5.2 变频器动态性能分析 (26)5.3 变频器的可靠性与故障诊断 (27)5.4 节能技术在变频调速中的应用 (29)6. 变频调速技术的仿真与实验 (30)6.1 仿真模型的建立与验证 (32)6.2 实验平台的建设与调试 (33)6.3 仿真结果分析 (35)6.4 实验结果讨论 (36)7. 变频调速技术在电气自动化控制中的挑战与对策 (37)7.1 设计难点与挑战 (38)7.2 提高控制精度的对策 (39)7.3 实现高效稳定的对策 (40)7.4 解决方案与策略 (41)8. 结论与展望 (43)8.1 研究总结 (44)8.2 未来研究方向 (45)8.3 实际应用前景 (46)1. 内容简述随着电力系统的不断发展,电气自动化控制技术在工业生产中的应用越来越广泛。
变频调速技术作为电气自动化控制领域的重要组成部分,具有高效、节能、可靠等优点,已经成为现代工业生产的关键技术之一。
变频调速的基本控制方式ppt课件
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28
机械特性曲线
n
可见,当频率ω1提高 时,同步转速n1随之提 n1c 高,最大转矩减小,机 n1b
械特性上移;转速降落 n1a
1c 1b 1a
随频率的提高而增大, n1N 1N
1N <1a <1b <1c 恒功率调速
特性斜率稍变大,其它
形状基本相似。如右图
所示。
2024/7/16
O Te
图6-5 基频以上恒压变频调速的机械特性29
2024/7/16
22
结论
➢在恒压频比的条件下改变频率 1 时,机械特性基本上是
平行下移 ➢当转矩增大到最大值以后,转速再降低,特性就折回来 了。而且频率越低时最大转矩值越小
➢最大转矩 Temax 是随着的 1 降低而减小的。频率很
低时,Temax太小将限制电机的带载能力,采用定子压 降补偿,适当地提高电压Us,可以增强带载能力
(U漏—漏磁阻抗压降;Us—每相电压),
当Us很大时,U漏很小;可以认为Us≈Eg 。
m
US f1
C
要改变f1实现调速,则同时应改变Us来保持Φm不变。
—恒压频比控制方式
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12
带定子压降补偿的恒压频比控制特性
但当f1太小时,忽略U漏则误差较大,这时可以人为增 大Us进行补偿,以减小误差。
2024/7/16
30
小结
电压Us与频率1是变频器—异步电动机调速系统的两个独立
的控制变量,在变频调速时需要对这两个控制变量进行协调 控制。 在基频以下,有两种协调控制方式。采用不同的协调控制方 式,得到的系统稳态性能不同。 在基频以上,采用保持电压不变的恒功率弱磁调速方法。
2024/7/16
《2024年基于PLC的变频调速电梯系统设计》范文
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《基于PLC的变频调速电梯系统设计》篇一一、引言随着城市化进程的加快,电梯已经成为现代建筑中不可或缺的一部分。
为满足现代社会的需求,电梯系统需要具有高可靠性、高效率和灵活性。
本文旨在介绍一种基于PLC(可编程逻辑控制器)的变频调速电梯系统设计,该系统可有效提高电梯的运行效率、安全性和用户体验。
二、系统设计概述本电梯系统设计采用PLC作为核心控制器,通过变频调速技术实现电梯的精确控制。
系统主要由以下几个部分组成:PLC控制器、变频器、电机、编码器、传感器以及人机界面等。
三、硬件设计1. PLC控制器:选用高性能的PLC控制器,具有高可靠性、高速度和高精度的特点,可实现电梯的逻辑控制和运动控制。
2. 变频器:采用变频调速技术,根据电梯的运行需求,实时调整电机的运行速度,实现电梯的平稳启动和停止。
3. 电机:选用高效、低噪音的电梯专用电机,与变频器配合使用,实现电梯的精确控制。
4. 编码器:通过安装在电机上的编码器,实时监测电机的运行状态,为PLC控制器提供反馈信号。
5. 传感器:包括位置传感器、速度传感器等,用于实时监测电梯的运行状态,确保电梯的安全运行。
6. 人机界面:采用触摸屏或按钮等方式,实现用户与电梯系统的交互。
四、软件设计软件设计是本系统的关键部分,主要涉及PLC控制程序的编写和调试。
1. 逻辑控制程序:根据电梯的运行需求,编写逻辑控制程序,实现电梯的召唤、应答、启停、开门关门等基本功能。
2. 运动控制程序:采用PID(比例-积分-微分)控制算法,根据电梯的运行状态和目标位置,实时调整电机的运行速度和方向,实现电梯的平稳运行。
3. 人机交互程序:编写人机交互程序,实现用户与电梯系统的友好交互,包括显示楼层信息、运行状态等。
4. 故障诊断与保护程序:编写故障诊断与保护程序,实时监测电梯的运行状态和传感器信号,一旦发现异常情况,立即采取相应措施,确保电梯的安全运行。
五、系统实现与测试在完成硬件和软件设计后,进行系统实现与测试。
桥式起重机控制系统设计毕业论文
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桥式起重机控制系统设计毕业论文目录1绪论 (1)1.1传统桥式起重机控制系统存在的问题 (1)1.2桥式起重机电气传动技术的国内外发展概况 (1)1.3本课题的研究意义及主要内容 (2)2矢量控制变频调速 (4)2.1变频调速的基本原理 (4)2.2变频器的基本结构 (6)2.3变频调速的控制方式—矢量控制方式 (6)3 变频调速桥式起重机系统总体方案设计和部件选型 (8)3.1桥式起重机系统 (8)3.1.1各机构组成和特点 (8)3.1.2传统桥式起重机机的电气控制系统 (8)3.2本系统总体方案设计 (9)3.3系统的部件设计 (10)3.3.1电机的选用 (10)3.3.2变频器的选用 (12)3.3.3常用辅件的选择 (16)4可编程序控制器在桥式起重机变频控制系统中的应用 (19)4.1 PLC的系统组成与各部分的作用 (19)4.2可编程序控制器 (19)4.3变频调速起重机控制系统设计 (20)4.3.1系统控制的要求 (20)4.3.2控制系统的I/O点及地址分配 (20)4.3.3 PLC配置 (22)4.3.4.电气控制系统原理图 (23)4.3.5各机构的安全保护及检测 (25)5桥式起重机变频调速系统软件设计 (27)5.1 S7一200PLC网络的通信协议及本系统采用的通信协议 (27)5.1.1 S7-200PLC网络的通信协议 (27)5.1.2本系统采用的通信协议 (27)5.1.3上位机和PLC之间的通信 (27)5.2 PLC程序设计 (29)5.2.1 PLC编程软件概述 (29)5.2.2 程序设计 (30)5.3系统抗干扰措施 (37)6全文总结及其展望 (38)6.1全文总结 (38)6.2研究展望 (39)参考文献 (40)致谢 (41)1绪论1.1传统桥式起重机控制系统存在的问题桥式起重机作为物料搬运机械在整个国民经济中有着十分重要的地位。
但在实际使用中,结构开裂仍时有发生。
交直流调速系统复习题及答案
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交直流调速系统复习题及答案一、判断题:(判断题正确打T,错误打F)1、当系统机械特性硬度相同时,理想空载转速越低,静差率越小。
(F)2、如果系统低速时的静差率能满足要求,则高速时肯定满足要求。
(T)3、电流截止负反馈是一种用来限制主电路过电流的方法。
(T)4、电压负反馈调速系统的调速精度要比转速负反馈的精度高。
(F)5、电压负反馈调速系统不能补偿电动机电枢电阻引起的转速降。
(T)6、要改变直流电动机的转向,可同时改变电枢电压和励磁电压的极性。
(F)7、在转速电流双闭环调速系统中,转速调节器的输出电压是电流环的给定电压。
(T)8、α=β工作制可以消除直流平均环流,但不能消除瞬时脉动环流,故称作有环流可逆调速系统。
(T)9、调速系统工程设计方法中,典型Ⅱ型系统是由两个积分环节、一个惯性环节和一个二阶微分环节组成的单位反馈系统。
(F)10、相对于单闭环控制,双闭环调速系统中内环的存在可以及时抑制环内的扰动。
(T)11、用工程设计法设计直流双闭环调速系统时,其中电流环既可设计成典型I型,也可设计成典型II型。
(T)12、绕线式异步电动机串级调速属转差功率回馈型调速。
(T)13、电流源型变频器比电压源型变频器的调速动态响应慢。
(F)14、从电源的性质出发,可将静止式变频装置分为两类:电压源和电流源型变频装置。
(T)15、用工程设计法设计直流双闭环调速系统时,要先设计内环后设计外环。
(T)16、α=β工作制可以消除直流平均环流和瞬时脉动环流,故称作无环流可逆调速系统。
(F)17、电气串级调速系统具有恒转矩调速特性。
(T)18、工程设计法中,近似处理的原则是近似前后的相角裕度不变。
(T)19、电动机可逆运行的本质是电磁转矩可逆。
(T)20、调速系统工程设计方法中,典Ⅰ系统是由一个积分环节和一个惯性环节串联而成的单位反馈系统。
(T)21、异步电机的变频调速属转差功率不变型调速,是各种调速方案中性能最好的一种方法。
机电一体化试题(判断、选择、填空)
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一、单项选择题1)CKD系列某一数控铣床工作台进给用的滚珠丝杆副,已知平均工作载荷Fm=4000N,丝杠工作长度L=1.4m,平均转速nm=100r/min,丝杠材料为CrWMn钢,求滚珠丝杠的计算载荷FC。
设载荷系数fw,可靠性系数fc,精度系数fa,则FC的计算公式为( FC=fwFm/fafc )。
2)DELTA机构指的是(机器人)的一种类型。
3)FMC是表示(柔性制造单元)。
4)FMS加工中心的刀库有(转塔式)等基本类型。
5)FMS适用于下述何种生产类型(A. 单件、小批 B. 大批量、多品种 C. A和B D. 不确定)。
6)Mechatronics是两个不同学科领域名称的组合,这两个不同的学科是(机械学与电子学)。
7)SCARA机构的机器人属于一种(平面关节型工业机器人)。
8)步进电动机,又称电脉冲马达,是通过(脉冲的数量)决定转角位移的一种伺服电动机。
9)齿轮传动的总等效惯量随传动级数(增加而减小)。
10)传感检测)装置是电机一体化系统的感觉器官,它可以从待测对象那里获取能反应待测对象特性和状态的信息。
11)打字机)不是机电一体化产品。
12)对进行二维平面作业的工业机器人需要几个自由度(三个)。
13)对于只进行二维平面作业的工业机器人只需要三自由度,若要使操作具有随意的位姿,则工业机器人至少需要几个自由度(六个)。
14)工业机器人的自由度数取决于什么所要求的动作(作业目标)。
15)光固化成型又称为光敏液相固化法、立体光刻等,是最早出现的、技术最成熟和应用最广泛的快速原型技术。
它的缩写是(SLA)。
16)滚珠丝杠副结构外循环方式不包含(内、外双循环)17)滚珠丝杠副结构外循环方式不包含(内、外双循环)。
18)机电一体化系统(产品)设计方案的常用方法无(经验法)。
19)机电一体化系统的核心是(控制器。
20)机电一体化系统的基本功能要素之一接口的基本功能是(放大 B. 传递 C. 以上三者 D. 交换)21)机电一体化系统的接口中,功率放大器用于(电子—电气接口)22)机电一体化系统的支承部件主要有旋转支承部件和移动支承部件,下面(空心圆锥滚子轴承)为机电一体化系统的旋转支承部件。
运动控制期末必考题
![运动控制期末必考题](https://img.taocdn.com/s3/m/20e70fed900ef12d2af90242a8956bec0975a528.png)
运动控制期末必考题⼀、填空题1、直流电动机有三种调速⽅案:(1)调节电枢供电电压U;(2)减弱励磁磁通Φ;(3)改变电枢回路电阻R。
2、当电流⼤到⼀定程度时才出现的电流负反馈,叫做电流截⽌负反馈。
3、额定励磁状态下的直流电动机电枢电流与直流电动机的电磁转矩成正⽐。
4、他励直流电动机的调速⽅法中,调压调速是从基速(额定转速)往下调,在不同转速下容许的输出恒定,所以⼜称为恒转矩调速。
调磁调速是从基速往上调,励磁电流变⼩,也称为弱磁调速,在不同转速时容许输出功率基本相同,称为恒功率调速。
5、直流调速系统的静态性能指标主要包括静差率和调速范围。
6、在⽐例积分调节调节过程中,⽐例部分的作⽤是迅速响应控制,积分部分的作⽤是消除稳态误差。
7、采⽤积分速度调节器的闭环调速系统是⽆静差的。
8、直流调速系统中常⽤的可控直流电源主要有旋转变流机组、静⽌式可控整流器和直流斩波器或脉宽调制变换器三种。
9、所谓稳态是指电动机的平均电磁转矩与负载转矩相平衡的状态。
10、在额定负载下,⽣产⼯艺要求电动机提供的最⾼转速和最低转速之⽐叫做调速范围。
11、负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落与理想空载转速之⽐叫做静差率。
12、⼀个调速系统的调速范围,是指在最低转速时还能满⾜所需静差率的转速的可调范围。
13、反馈控制的作⽤是抵抗扰动、服从给定。
14、脉宽调制的⽅法是把恒定的直流电源电压调制成幅值相同、频率⼀定、宽度可变脉冲序列,从⽽可以改变平均输出电压的⼤⼩,以调节转速。
15、调速系统的要求有调速、稳速、加,减速。
16、直流电动机在调速过程中,若额定转速相同,则转速越低时,静差率越⼤。
17、在转速、电流双闭环直流调速系统中转速调节器的输出作为电流调节器的输⼊,再⽤电流调节器的输出去控制电⼒电⼦变换器。
18、双闭环调速系统在正常运⾏时, ACR 调节器是不会达到饱和的。
19、反馈控制系统所能抑制的知识被反馈环包围的前向通道上的扰动。
电力拖动自动控制系统试卷-科创学院
![电力拖动自动控制系统试卷-科创学院](https://img.taocdn.com/s3/m/670ec267bc64783e0912a21614791711cc7979ab.png)
电力拖动自动控制系统一、单项选择题1.当负载相同时,闭环系统稳态速降只为开环系统稳态速降的()倍。
A. 1/KnB. 1/(1+Kn)C. KnD. (1+Kn)2.闭环调速系统设置了两个调节器,即电流调节器和()调节器。
A.转速B.转差C.电压D.电流3.在电机调速控制系统中,对于()的扰动,系统是无能为力的。
A.运算放大器的参数的变化B.电机励磁电压的变化C.转速反馈参数的变化D.电网电压的变化4.带有比例调节器的单闭环直流调速系统,如果转速的反馈值与给定值相等,则调节器的输出为()。
A.零B.大于零的定值C.小于零的定值D.保持原先的值不变5.无静差调速系统的PI调节器中P部份的作用是()。
A.消除稳态误差B.既消除稳态误差又加快动态响应C.加快动态响应D.不能消除稳态误差也不能加快动态响应6. a = P配合控制有环流可逆调速系统中存在的是()环流。
A.直流B.动态C.平均D.脉动7.配合控制可逆调速系统运行在第二象限,整流装置的输出电压方向与电机反电势方向相反,此时是()状态。
A.正组待整流,反组逆变,电机电动B.正组待逆变,反组整流,电机反接制动C.正组待整流,反组逆变,电机回馈制动D.正组待逆变,反组整流,电机回馈制动8.转差频率控制变频调速系统的基本思想是控制()。
A.电机的调速精度B.电机的动态转矩C.电机的气隙磁通D.电机的定子电流9. SPWM逆变器是利用正弦波信号与三角波信号相比较后,而获得一系列()的脉冲波形。
A.等幅不等宽B.等宽不等幅C.等幅等宽D.不等宽不等幅10.按转子磁场定向和矢量控制变频调速系统中,在()条件下,有电动机转矩与定子电流转矩分量成正比的关系。
A.气隙磁通恒定B.转子电流恒定C.转子磁链恒定D.定子电流恒定滞后60°11.典型I型系统的超调量一般比典型H型系统(),而快速性要好。
A.大B.小C.相同D.无法比较12.电动机的调速范围D可以由以下哪一项表示()。
基于PLC的变频调速通风机系统设计
![基于PLC的变频调速通风机系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/e471ef63657d27284b73f242336c1eb91b373314.png)
基于PLC的变频调速通风机系统设计1. 引言1.1 研究背景变频调速技术是一种能够实现电机调速的先进技术,广泛应用于各种工业领域中。
通风机系统作为工业生产中常见的设备之一,其调速调节对于保证工艺过程的顺利进行具有重要意义。
传统的通风机系统采用传统的调速方式,存在调速精度低、能效低、噪音大等问题,为了解决这些问题,需要引入基于PLC的变频调速技术。
基于PLC的变频调速通风机系统设计可以有效提高通风机系统的调速精度,实现能效优化,减少噪音等问题。
通过PLC控制器对变频器进行精确的控制,可以实现对通风机的精细调节,满足不同工艺条件下的调速需求。
研究基于PLC的变频调速通风机系统设计具有重要的实际意义和应用价值。
本文旨在通过对变频调速技术和PLC控制技术的深入研究,结合通风机系统的硬件设计和软件设计,探讨基于PLC的变频调速通风机系统设计原理及其应用,从而为工业生产中通风系统的优化和提升提供一种新的技术解决方案。
1.2 研究目的本文旨在设计一个基于PLC的变频调速通风机系统,以实现对通风机转速的精确控制。
通过对系统设计原理、PLC在变频调速系统中的应用、通风机系统的硬件设计、通风机系统的软件设计以及系统性能测试的深入探讨和实践,旨在验证该系统在实际工程中的可行性和有效性。
具体研究目的包括:1.探索基于PLC的变频调速通风机系统设计原理,明确各个模块之间的关联和配合关系,为系统的正常运行提供可靠的理论基础;2.研究PLC在变频调速系统中的具体应用方法,通过对PLC编程和参数设置的实践,实现对通风机转速的精确控制;3.设计通风机系统的硬件部分,包括传感器、执行器和通讯模块等的选型和连接方法,确保系统的稳定性和可靠性;4.设计通风机系统的软件部分,包括PLC程序的编写和调试,实现系统的各项功能和逻辑控制;5.对系统性能进行测试和评估,验证系统设计的准确性和有效性,为进一步工程应用提供参考依据和技术支持。
通过本研究的实施,旨在为通风系统的智能化运行和节能优化提供技术支持和参考,推动通风系统领域的发展。
电力电子毕业设计题目
![电力电子毕业设计题目](https://img.taocdn.com/s3/m/40ba74b6bb0d4a7302768e9951e79b89680268c7.png)
电力电子毕业设计题目电力电子毕业设计题目电力电子是电气工程中的一个重要分支,它研究如何将电能转换、控制和调节,以满足不同电力系统的需求。
电力电子在现代社会中扮演着重要的角色,广泛应用于电力传输、工业控制、交通运输、可再生能源等领域。
在电力电子的学习过程中,毕业设计是一个重要的环节,它旨在培养学生的实践能力和解决问题的能力。
本文将探讨几个电力电子毕业设计题目,以供参考。
1. 变频调速系统设计变频调速系统是电力电子领域的重要应用之一,它通过改变电机的供电频率来实现电机的调速。
设计一个变频调速系统,可以涉及到功率电子器件的选择、控制策略的设计以及系统的稳定性分析等方面。
在设计过程中,可以选择不同类型的电机,如感应电机、永磁同步电机等,并根据实际需求选择合适的功率电子器件和控制算法。
通过对系统的建模和仿真,可以评估系统的性能和稳定性。
2. 电力电子变换器设计电力电子变换器是电力电子系统中的核心部件,它实现了电能的转换和控制。
设计一个电力电子变换器可以涉及到拓扑结构的选择、电路参数的设计以及控制策略的制定等方面。
在设计过程中,可以选择不同类型的变换器拓扑,如单相桥式变换器、三相桥式变换器等,并根据实际需求选择合适的电路参数和控制策略。
通过对变换器的建模和仿真,可以评估变换器的性能和效率。
3. 电力电子应用于可再生能源系统可再生能源系统是未来能源发展的重要方向,电力电子在可再生能源系统中起着至关重要的作用。
设计一个电力电子应用于可再生能源系统的毕业设计,可以涉及到可再生能源的发电、储能和逆变等方面。
在设计过程中,可以选择不同类型的可再生能源,如太阳能、风能等,并根据实际需求选择合适的电力电子器件和控制策略。
通过对系统的建模和仿真,可以评估系统的性能和可靠性。
4. 电力电子在电力传输中的应用电力传输是电力系统中的重要环节,电力电子在电力传输中的应用可以提高传输效率和稳定性。
设计一个电力电子在电力传输中的毕业设计,可以涉及到输电线路的电压控制、无功补偿和谐波抑制等方面。
17春西交《电力拖动自动控制系统》在线作业答案
![17春西交《电力拖动自动控制系统》在线作业答案](https://img.taocdn.com/s3/m/1d424bb682d049649b6648d7c1c708a1284a0ad6.png)
17春西交《电力拖动自动控制系统》在线作业答案1.在转速、电流双闭环调速系统中,电动机允许的过载能力对电流Idm的设计影响最大。
2.在恒压频比控制的变频调速系统中,在基频以下变频调速时进行定子电压补偿,其目的是维持气隙磁通恒定。
3.异步电动机矢量控制系统的受定子电阻Rs参数影响最大。
4.异步电动机VVVF调速系统的机械特性最好的是恒转子磁通控制。
5.无静差调速系统的PI调节器中P部分的作用是加快动态响应。
6.α=β配合控制双闭环可逆直流调速系统制动过程主要阶段是它组逆变阶段。
7.在伯德图上,截止频率越高,则系统的快速性越好。
8.交流异步电动机采用调压调速,从高速变到低速,其转差功率全部以热能的形式消耗掉了。
9.在转速、电流双闭环调速系统带额定负载启动过程中,转速n达到峰值时,电枢电流值为Id=XXX。
10.绕线式异步电动机双馈调速,如原处于低同步电动运行,在转子侧加入与转子反电动势相位相同的反电动势,而负载为恒转矩负载,则n>n1,输出功率高于输入功率。
11.在三相桥式反并联可逆调速电路和三相零式反并联可逆调速电路中,为了限制环流,需要配置环流电抗器。
其中三相桥式反并联可逆调速电路需要配置4个环流电抗器,而三相零式反并联可逆调速电路需要配置2个环流电抗器。
因此,正确答案为D。
12.在逻辑控制无环流可逆系统中,不能作为逻辑控制环节输入信号的是转速给定信号。
因此,正确答案为C。
13.准PI调节器的目的是抑制运算放大器零点漂移。
因此,正确答案为C。
14.在α=β配合控制双闭环可逆直流调速系统制动过程中,本组逆变阶段的能量流向为平波电抗器到电网。
因此,正确答案为C。
15.与矢量控制相比,直接转矩控制的控制结构简单。
因此,正确答案为D。
16.在笼型异步电动机变压变频调速系统中基频以下调速,恒Er/w1控制方式控制性能最好。
因此,正确答案为C。
17.在带有比例调节器的单闭环直流调速系统中,如果转速的反馈值与给定值相等,则调节器的输出为零。
《2024年PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现》范文
![《2024年PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现》范文](https://img.taocdn.com/s3/m/4ab284162f3f5727a5e9856a561252d380eb208e.png)
《PLC控制电机变频调速试验系统的设计与实现》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高,PLC(可编程逻辑控制器)与电机变频调速技术已经成为了现代工业生产中的重要组成部分。
本文旨在设计并实现一套基于PLC控制的电机变频调速试验系统,以实现对电机运行状态的有效监控与精确控制,提高生产效率与产品质量。
二、系统设计1. 硬件设计本系统主要由PLC控制器、变频器、电机、传感器等部分组成。
其中,PLC控制器负责整个系统的控制与协调,变频器用于调节电机的运行速度,电机则作为执行机构实现具体的运动,传感器则用于实时监测电机的运行状态。
(1)PLC控制器:选用高性能的PLC控制器,具备强大的逻辑控制与数据处理能力。
(2)变频器:选用适合电机类型与功率的变频器,具备高精度、高效率的调速性能。
(3)电机:根据实际需求选择合适的电机类型与功率。
(4)传感器:选用能够实时监测电机运行状态的高精度传感器。
2. 软件设计软件设计主要包括PLC控制程序的编写与调试。
首先,根据系统需求,设计合理的控制逻辑;其次,利用编程软件编写控制程序;最后,通过调试与测试,确保程序能够正常运行并实现预期功能。
(1)控制逻辑设计:根据电机运行的需求,设计合理的控制逻辑,包括启动、停止、调速等功能。
(2)编程软件选择:选用适合PLC控制的编程软件,如梯形图、结构化控制语言等。
(3)程序调试与测试:对编写好的程序进行调试与测试,确保程序能够正常运行并实现预期功能。
三、系统实现1. 连接硬件设备根据硬件设计,将PLC控制器、变频器、电机、传感器等设备进行连接。
确保各部分之间的连接牢固、可靠。
2. 编写与调试程序根据软件设计,编写PLC控制程序。
在编写过程中,需要充分考虑系统的实时性、稳定性以及可扩展性。
编写完成后,通过调试与测试,确保程序能够正常运行并实现预期功能。
3. 系统测试与优化对系统进行全面的测试,包括启动、停止、调速等功能。
根据测试结果,对系统进行优化与调整,提高系统的性能与稳定性。
电力拖动试题及答案
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1.脉宽调制p5答:利用电力电子开关的导通与关断,将直流电压变成连续可变的电压,并通过控制脉冲宽度或周期达到变压变频的目的(三种方式)。
2. 直流蓄电池供电的电流可反向的两象限直流斩波调速系统,已知:电源电压Us=300V,斩波器占空比为30%,电动机反电动势E=100V,在电机侧看,回路的总电阻R=1Ω。
问蓄电池的电流Id是多少?是放电电流还是充电电流? 图见P103答:因斩波电路输出电压u0的平均值: U0=ρ×Us=30%×300=90 V < EaId=( U0- E)/ R=(90-100)/1=-10A是充电电流,电动机工作在第Ⅱ象限的回馈制动状态, 直流蓄电池吸收能量。
3. PWM调速系统的开关频率答: 电力晶体管的开关频率越高,开关动态损耗越大;但开关频率提高,使电枢电流的脉动减小,也容易使电流连续,提高了调速的低速运行平稳性,使电动机附加损耗减小;从PWM变换器传输效率最高的角度出发,开关频率应有一个最佳值;当开关频率比调速系统的最高工作频率高出10倍左右时,对系统的动态特性的影响可以忽略不计。
4静差率s与空载转速n0的关系p11答:静差率s与空载转速n0成反比,n0下降,s上升。
所以检验静差率时应以最低速时的静差率为准。
5. 反馈控制有静差调速成系统原理图,各部件的名称和作用。
p21答:①比较器:给定值与测速发电机的负反馈电压比较,得到转速偏差电压ΔUn。
②比例放大器A:将转速偏差电压ΔUn放大,产生电力电子变换器UPE所需的控制电压Uc。
③电力电子变换器UPE:将输入的三相交流电源转换为可控的直流电压Ud。
④M电机:驱动电机。
⑤TG测速发电机:测速发电机检测驱动电机的转速。
⑥电位器:将测速发电机输出电压降压,以适应给定电压幅值U*n 。
6.分析转速负反馈单闭环调速系统的基本性质,说明单闭环调速系统能减少稳态速降的原因,改变给定电压或者调整转速反馈系数能否改变电动机的稳态转速?为什么?P23~25答:负反馈单闭环调速系统能够减少稳态速降的实质在于它的自动调节作用,在于它能随着负载的变化而相应地改变电枢电压,以补偿电枢回路电阻压降的变化。
变频器调速电动机的设计说明
![变频器调速电动机的设计说明](https://img.taocdn.com/s3/m/3faadb0b443610661ed9ad51f01dc281e53a56fc.png)
变频调速电机的设计摘要在这个经济快速发展的社会,随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展,交流调速代替DC调速已经成为现代电气传动的主要发展方向,这使得交流变频调速系统广泛应用于工业电机传动领域。
许多国外企业会在生产中应用变频技术。
此外,由于PLC功能强大、使用方便、可靠性高,常被用作数据采集和设备控制。
工作中发现身边很多设备都应用了变频技术,在接触中感受到了变频技术的重要性。
通过调节电机的速度来达到节能增产的效果,在未来必然更加重要。
变频器和可编程控制器以其优越的调速、启停性能、高效率、高功率因数和显著的节电效果,广泛应用于大中型交流电动机,被公认为最有前途的调速控制。
关键词:电气传动,变频技术,调速目录第一章导言..........................................................一1.1交流变频调速发展历史综述........................................一1.2逆变器的结构和功能........................................一1.3....................................二、逆变器的关键技术。
第二章变频器调速...................................................四2.1变频调速原理.................................................四2.2逆变器的控制模式 (5)2.3变频器调速模式 (6)第三章变频调试技术 (8)3.1变频器的结构和功能预设有.........................................8.3.2操作...................................................变频器9的第四章变频调速电机的设计 (11)4.1硬件设计 (11)4.2软件设计 (14)摘要 (20)致谢 (21)参考 (22)第一章导言1.1交流变频调速发展历史概述自1965年变频器问世以来,已经经历了40多年的发展。
三相永磁同步电动机变频调速系统设计
![三相永磁同步电动机变频调速系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/5ab1bb6c524de518964b7dff.png)
三相永磁同步电动机变频调速系统设计运动控制系统课程设计题目:三相永磁同步电动机变频调速系统设计专业班级:自动化姓名:学号:指导教师:摘要本论文在研究永磁同步电动机运行原理的基础上详细讨论了其变频调速的理论而且设计了一套基于DSP的永磁同步电动机磁场定向矢量控制系统。
永磁同步电动机相对感应电动机来说具有体积小、效率高以及功率密度大等优点,因此自从上个世纪80年代,随着永磁材料性能价格比的不断提高,以及电力电子器件的进一步发展,永磁同步电动机的研究也进入了一个新的阶段。
由于永磁同步电动机自身具有比感应电动机更为优越的性能,而且其dq变换算法相对简单、电机转子磁极的位置易于检测,因此交流调速的矢量控制理论在永磁同步电动机的控制领域也得到了同样的重视,有关永磁同步电动机矢量控制研究的成果陆续发表。
本文就是应用电压矢量控制SVPWM实现对永磁同步电机的转矩控制,使其拥有直流电机的性能。
关键词:永磁同步电机矢量控制 dq变换 DSP目录1 绪论............................................................................................................. (1)1.1 研究背景与意义 (1)1.2 研究现状及应用前景 (1)2 永磁同步电机的矢量控制方法 (3)3 硬件电路设计 (4)3.1 电流检测电路 (4)3.2 转速检测和转子磁极位置检测电路 (5)3.3 PWM发生电路 (6)3.4 IPM智能功率模块驱动电路 (7)3.5 系统保护电路 (8)3.6 人机接口电路 (9)4 软件设计............................................................................................................. . (9)设计心得............................................................................................................. .. (12)参考文献............................................................................................................. .. (13)1 绪论1.1 研究背景与意义众所周知,电动机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。
中央空调系统中的变频调速系统设计
![中央空调系统中的变频调速系统设计](https://img.taocdn.com/s3/m/59f8efcf6f1aff00bed51efb.png)
摘要中央空调现已广泛的应用在各大商场、办公大厦等场所中,传统控制系统中在控制较适宜的温度的同时,却消耗了大量的能量。
如今,人们越来越重视中央空调的舒适性和节能性,本文重点研究了中央空调冷冻泵机组控制系统,为舒适的生活工作环境及有效节能提供了技术条件。
本文首先介绍了中央空调的结构和工作原理,总结了传统中央空调的缺点,即冷冻泵、冷却泵不能自我调节负载,长期处于满负荷运行,造成了极大的能源浪费,随着变频技术日趋成熟,利用变频器、PLC、数模转换模块、温度传感器等器件的有机结合,构成温差闭环自动控制系统,自动调节水泵的输出流量达到节能目的。
该系统采用西门子的S7—200PLC作为主控制单元,利用传统PID 控制算法,通过西门子MM440 变频器控制水泵运转速度,保证系统根据实际负荷的情况调整流量,实现恒温控制,同时又可以节约大量能源。
通过对中央空调的理论分析,验证了以出回水温差为根据对其进行变流量控制的可靠性。
对变频控制系统进行了设计,为实现温度信号远距离传送,设计了基于USS 协议的RS-485总线通讯的网络。
通过西门子TD200 文本显示器实现人机界面的设计,最后使用MCGS 工控组态软件进行了系统的组态设计研究。
关键词中央空调;PLC;变频器;PID;RS-485目录第1章绪论 (1)第2章中央空调变频控制方案 (3)2.1概述 (3)2.2中央空调系统的结构及工作原理 (3)2.2.1 中央空调系统的结构 (3)2.2.1 中央空调系统的工作原理 (3)2.3中央空调变频调速的总体框图及控制方案 (5)第3章硬件设计 (6)3.1PLC的介绍 (6)3.2电动机选择 (7)3.3温度检测模块DS18B20 (7)3.4变频器介绍及选型 (8)3.4.1 变频器的简介 (8)3.4.2 变频器的功能作用 (8)3.4.3 变频器的控制方式 (9)3.4.4 变频器原理 (10)3.4.5 变频器选型 (11)第4章变频调速系统 (15)4.1MM440系统参数设置 (15)第5章监控系统软件设计 (18)5.1MCGS组态软件简介 (18)5.2基于MCGS的中央空调变频调速系统界面设计 (18)5.3中央空调变频调速系统组态界面 (19)5.4系统背景的组态界面的设计 (19)第6章课程设计总结 (21)参考文献 (22)第1章绪论能源的利用情况标志着一个国家科技进步的水平。
双闭环直流调速系统
![双闭环直流调速系统](https://img.taocdn.com/s3/m/1af3892dfd4ffe4733687e21af45b307e871f99b.png)
双闭环直流调速系统双闭环直流调速系统是一种电力电子变换器设计用于控制直流电机转速的重要方法。
它使用两个控制循环,内环控制电机转速,外环控制负载的速度变化。
其中一般采用PI控制器,理论上能够在滞后角度及相位裕量方面提供相应的保障。
本文将对双闭环直流调速系统进行详细讲解。
系统结构双闭环直流调速系统包含两个主要部分:电机和电力电子变换器。
电机是系统的执行部分,它将电能转化为机械能。
电力电子变换器则是将电源接通到电机的途径。
其包含整流器/变频器、PWM控制器和功率放大器等组成部分。
在系统中,电力电子变换器通过对电流、电压和功率方面的控制,实现对电机的控制。
双闭环直流调速系统包含两个控制环路,内环和外环。
内环用于控制电机的转速,外环用于控制负载的变化速度。
内环控制器与电机直接耦合,接受电机转速控制信号,并控制电机驱动电压或电流。
外环控制器将负载反馈信号与期望速度信号进行比较,并计算出负载期望机械功率。
内环控制器为外环控制器提供实时电机转速,以便自动调整期望速度。
内部控制环路内环是双闭环直流调速系统的核心部分,它使用反馈控制技术控制电机转速。
内环控制器接受来自电机的反馈信号,并根据电机实际转速和期望转速之间的差异来控制驱动电压或电流。
转速反馈可以使用反电动势(EMF)或霍尔传感器来实现。
最常用的电机控制器是基于PI型控制器。
此控制器将PID控制(比例、积分、微分控制)的K值设定为0(因为在直流电机控制中微分控制几乎不可行),并针对不同比例和积分控制来为电机控制提供所需的响应特性。
反馈中的延迟和其他因素会导致偏差,因此比例控制器通常用于加速响应。
积分控制器用于使系统更加稳定,以响应慢速变化。
这些控制器参数通常是根据预期转速、电压和电流范围进行调整。
系统优缺点优点1.与传统的直流调速系统相比,双闭环直流调速系统能够更好地控制直流电机的转速。
内外环的设计使得控制速度响应更快,同时提高了系统的稳定性。
2.内环和外环控制器,使用的是速度反馈,可实时监测直流电机的转速,以控制电压和电流从而实现所需功率/MN的输出。
《2024年基于PLC的变频调速电梯系统设计》范文
![《2024年基于PLC的变频调速电梯系统设计》范文](https://img.taocdn.com/s3/m/f5de3179492fb4daa58da0116c175f0e7cd1198f.png)
《基于PLC的变频调速电梯系统设计》篇一一、引言随着科技的不断发展,电梯的智能化和自动化已经成为现代建筑的重要组成部分。
基于PLC(可编程逻辑控制器)的变频调速电梯系统,因其高效率、高稳定性以及优秀的调速性能,在电梯控制系统中得到了广泛应用。
本文将详细介绍基于PLC的变频调速电梯系统的设计,包括其原理、特点、设计思路及实施方法等。
二、系统概述基于PLC的变频调速电梯系统主要由PLC控制器、变频器、电机、编码器等部分组成。
其中,PLC控制器负责接收来自乘客的指令信号,经过逻辑运算后输出控制信号给变频器;变频器根据接收到的信号调整电机的电源频率,实现电机的调速;编码器则负责检测电机的实际运行状态,将信息反馈给PLC控制器,实现闭环控制。
三、系统设计原理及特点1. 设计原理:本系统采用PLC作为核心控制器,通过读取乘客的指令信号,如楼层选择、开关门等,进行逻辑运算后输出控制信号。
变频器根据PLC的控制信号调整电机的电源频率,实现电机的调速。
同时,编码器实时检测电机的运行状态,将信息反馈给PLC控制器,实现闭环控制。
2. 特点:(1)高效率:采用变频调速技术,能够根据实际需求调整电机转速,提高能源利用效率。
(2)高稳定性:PLC控制器的逻辑运算速度快,且具有较高的抗干扰能力,保证系统的稳定运行。
(3)调速性能好:通过改变电机电源频率实现无级调速,调速范围广,响应速度快。
(4)维护方便:系统采用模块化设计,便于维护和检修。
四、设计思路及实施方法1. 设计思路:首先,根据电梯的实际需求和运行环境,确定系统的总体架构和主要组成部分。
其次,选择合适的PLC控制器、变频器和电机等设备。
然后,进行电路设计、程序设计及调试等工作。
最后,进行系统联调,确保系统的稳定性和可靠性。
2. 实施方法:(1)硬件设计:根据系统需求选择合适的PLC控制器、变频器、电机、编码器等设备,并进行电路设计和布线。
(2)程序设计:编写PLC控制程序,实现电梯的逻辑控制、信号采集和反馈等功能。
高压变频系统通用规范95
![高压变频系统通用规范95](https://img.taocdn.com/s3/m/a3f1e5d3240c844769eaee90.png)
高压变频调速系统通用规范1.0 适用范围1.1 本规范覆盖所有有关将整个高压变频器系统投入运行所涉及的人工、材料、元器件和设备等。
本规范可以应用到任何类型的交流电动机应用场合。
1.2 每一套变频系统的所有组成部分必须符合本规范有关性能、保护、安全、试验及认证标准方面的规定。
这些组成部分包括进线谐波滤波器或功率因数补偿器、输入移相隔离整流变压器、顺变逆变单元和输出滤波器。
1.3 变频调速系统必须:1.3.1 从外表上看是一个整体。
1.3.2 包括所有与任何变频调速系统有关的材料和人工,即便他们是分批发运的。
1.4 如为了满足本规范要对标准产品进行任何改动,只能由变频器生产厂家实施。
1.5 如上面1.2条所述的变频调速系统必须是由变频器制造商在工厂内作为一个整体完成所有接线、装配和试验,保证是一个协调、完整的调速系统。
1.6 任何第三方的认证、安全或保护方面的要求必须将变频调速系统作为一个整体对待。
只对系统的部件或部分做出认证或保护是不可以接受的。
2.0 通则2.1 用户调查表买主必须填写和随合同提交附件A的用户调查表。
2.2 法规和标准2.2.1 提供的设备符合国际和国家最新的法律法规和技术标准:GBInstitute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 国际电气与电子工程师协会International Electrotechnical Commission (IEC) 国际电子技术委员会Underwriters’ Laboratories (UL)2.2.2 如在用户调查表上注明,变频调速系统可以按UL、CSA或CE标准制造、组装、试验和发运。
2.3 质量标准变频调速系统应由制造商在其自己的工厂中制造,该工厂应建立符合ISO9001的质量保证体系。
3.0 设备性能3.1 运行条件变频调速器应满足下述转速与转矩要求:3.11 变频调速器应能产生交流电压和频率可变的输出,在正常系统上和30%至100%的转速范围内连续运行。
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变频调速系统设计可以分为两个重要部分,软件设计与硬件设计。
本设计首先简要阐述ﻫ了变频调速的基础技术,SPWM理论及常用的设计方法等。
然后对变频调速的硬件做了系统电路地描述。
对整个系统的主电路、控制电路、各种保护电路及控制实现的软件都进行了ﻫ系统的分析。
主电路部分给出了整流、滤波、逆变器等器件各个环节的参数的计算。
控制电ﻫ路采用TMS320F2812、显示电路、输入电路、检测电路等,并配备了系统保护电路。
在硬ﻫ件电路的基础上,用MATLAB工具对系统进行了开环和闭环系统的SPWM仿真。
仿真实验结果表明,这些设计使系统能够可靠工作,运行状态良好,达到了设计目的。
最后给出了各个软件设计的系统流程图。
ﻫ关键词:变频调速,正弦波脉宽调制,IPM,智能功率模块,SPwM,TMS320F28124一Summary-ﻫThevariablespeedCallﻫbedivided into twoﻫimportant parts:soft designﻫandhardwareﻫdesign.Thedesignfirstly explainsﻫthebasicﻫtechniques.ofﻫthe variablespeed,thetheoryandmethodof theSPWM.Then themajorﻫhardwarecircuit isintroduced,EspecillyﻫTMS320F2812 andIPM.Theﻫcalculation aboutﻫparameterﻫismadein theﻫmajorﻫcircuit.At the same time thesecurityof the circuit wasﻫequipped.ﻫDSPwasﻫregardedas the controller core of the SPWM.We establishﻫasystemmodelﻫwhichcontrolsystem speed openand closeﻫloopwith SPWM,wesimulate andﻫanalyzethe controlﻫsystem throughMATLAB.Thesimulation results demonstrate that it isaﻫhighvalue topopularizeﻫandﻫapplyﻫtheﻫcontrolling system.Final lyThedesignﻫalsogaveﻫthe flow chart about the softﻫdesign.ﻫKeyﻫword:varibl efreqency adjusting speed,,IPM,SPWMPowerﻫSupplyModuleTMS320F2812,ﻫ5贵州大学硕士学位论文ﻫ附:学位论文原创性声明和关于学位论文使用授权的声明原创性声明ﻫ本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下, 独立进行研究所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外,本ﻫ论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。
ﻫ对本文的研究曾做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确ﻫ方式标明。
本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名:也是垒El 期:ﻫ2QQ涩生≤旦关于学位论文使用授权的声明本人完全了解贵州大学有关保留、使用学位论文的规定,同ﻫ意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子ﻫ版,允许论文被查阅和借阅;本人授权贵州大学可以将本学位论ﻫ丈的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、ﻫ缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。
ﻫ(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名:德题导师签名:鞋日霸:贵州大学硕士学位论文1.1交流调速的意义ﻫ电动机及其控制在国民经第一章交流调速的发展ﻫ济中起着重要作用。
无论是在工农业生产、运输、国防宇航、ﻫ医疗卫生、商务与办公设施还是日常生活中的家用电器,都广泛地使用各种各样的电动机。
电动机是电能应用的主要形式,是应用最广泛到机械能的变换装置,世界上超过60%的发电量用于驱动各种各样的以电动机的为基础的电力传动装置与系统。
其中许多的机械有着调速的要求,如车辆、机床、造纸机械、纺织机械等等。
另一类设备如风机、水泵等节约电能也ﻫ需要调速。
为了减少运行的损耗,满足生产工艺等要求为目的,需要对电动机进行调速控制。
ﻫ鉴于直流传动具有优越的调速性能,高性能可调速系统一般采用直流电动机。
在过去,ﻫ直流电动机调速系统占据主导地位。
但是直流电动机本身在机构上存在严重的问题,它的机ﻫ械接触式换向器不但结构复杂、制造复杂、生产周期长、价格昂贵;而且运行中容易产生火ﻫ花,以及更换机械强度不高,电刷易于磨损等,在运行中需要有经常性的维护,同时对环境的要求也比较高,不能使用于化工、矿山等周围环境中,如有粉尘、腐体和易燃、易爆气体ﻫ的场合:即便应用在车辆牵引上,也感到维护检修不便,特别是由于换向问题的存在,直流ﻫ电动机无法做成高速大容量的机组,目前高速直流电动机所能做到的最大容量只有400千瓦ﻫ左右,低速的也只能做到几千千瓦,容量较大的直流电机往往要做成双电枢,远远不能适应ﻫ现代生产向高速大容量化发展的要求。
众所周知,直流他励电动机是一种控制性能非常优越的电动机,因为于几何中性线上,电机的励磁回路所产生的励磁电流与电枢回路所产生的电ﻫ枢电流在空间是相互垂直的。
若不考虑磁路饱和的影响,它们之间没有耦合关系,互不影响,ﻫ可以分别独立进行调节,所以它调速方便,只要改变电机的输入电压电流,就可以在宽广的范围内实现无级调速,而且在磁场一定的条件下它和电枢电流成正比,它的转矩易于控制,ﻫ因此直流电动机调速系统比较容易得到良好的动态特性,所以过去直流电动机调速系统一直在变速传动领域中占主导地位。
而交流电机早在十九世纪八十年代中期就己问世,由于它具ﻫ有消耗原料少、制造成本低、结构牢固、运行安全可靠、环境适应性强以及易于向高压、高ﻫ速度和大容量方向发展等特点,迅速得到广泛的应用。
这种所谓的不变速系统是指交流电机本身不进行调速,而为了达到对整个系统的控制又不得不采用其它的措施进行调速,从而白自消耗了大量的电能。
这样,如何从本质上改变交流电机调速控制特性,使之具有直流电机ﻫ1贵州大学硕士学位论文ﻫ的调速性能,便成为近几十年来电气传动研究工作者努力研究的主要课题之一。
交流调速系统具有以下几个主要优点:交流电动机的价格远低于直流电动机,而且结构ﻫ简单、重量轻、制造方便、坚固耐用、可靠性和运行效率高,不易出故障,维修工作量小;使用场合没有限制,在恶劣的甚至是含有易燃易爆性气体的环境中安全运行;单机容量远大ﻫ于直流电动机。
正是由于交流电动机的这种优势,使它在电力拖动系统中的应用范围比直流ﻫ电动机要广泛得多,约占整个电力拖动总容量的80%以上。
在整个电机调速中有重要的地位。
而制约交流调速发展的重要原因是,交流电机是高阶、多变量、强耦合、非线性系统,与直流电机相比,转矩难于控制。
ﻫ交流变频调速技术是集电力电子技术、微电子技术、电机学及自动控制于一身的一项ﻫ技术高度发展的产物,它是通过改变电动机定子供电频率来控制转速,从而实现交流电动ﻫ机调速的一种方法。
交流变频调速以其调速范围广,平滑性好,具有优良的动静态特性,显著的节能效果和广泛的适用性被公认为应用性好、效率高,是理想的电气传动方案。
随ﻫ着电力电子学与电子技术的发展,新型电力电子器件不断涌现,微处理器的进步,使得采ﻫ用半导体交流技术的交流调速系统得以实现,特别是大规模集成电路和计算机控制技术的ﻫ发展,以及现代控制理论的不断创新,为交流电力传动的开发创造了有利条件,使得交流电力传动加宽了调速范围、提高了稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行的技术性能。
随着各种功率半导体开关器件的相继问世,使得长期阻碍变频技术推广应用的关键问题一如何构成经济、可靠的高性能大功率变频器得到解决,从而使变频调速方式在工ﻫ业应用中显示出强大的生命力。
近年来,随着数字化控制的变频调速系统获得巨大发展,先进的控制理论(如磁场定向矢量控制、直接转矩控制)被广泛应用,变频装置中的电器件ﻫ如IGBT、IGCT等性能大大提高,同时核心控制计算机从16位机发展到普遍使用高速数字信号处理器(DSP),来进行复杂的控制算法运算,快速运算和高精度控制。
现代的数字化控ﻫ制变频调速系统噪声大大降低,耗电大幅度减少,并且可以得到良好的电流波形,从而使系统更加可靠。
同时调速范围、调速精度、动态响应、输出性能、功率因数、运行效率和ﻫ使用性等方面都是不可比拟的。
目前全数字化控制变频调速电流响应可达到0.卜0.7ms,ﻫ速度响应可达到2-4 ms,足以满足传动领域当前的需要。
交流调速系统发生了质的飞跃,逐步取代直流调速系统,成为主要的传动装置,现代高速列车、地铁、电动汽车都采用了ﻫ交流调速系统。
2ﻫ贵州大学硕士学位论文1.2ﻫ电力电子技术ﻫ变频技术是建立在电力电子技术基础之上的。
在低压交流电动机的传动控制中,应用ﻫ最多的功率器件有GTO、GTR、IGBT以及智能模块IPM(IntelligentPower Module),后面ﻫ两种集GTR的低饱和电压特性和MOSFET的高频开关特性于一体,是目前变频系统和通用变ﻫ频器中最广泛使用的主流功率器件。
IGBT作为第二代的电力电子器件,它的应用使变频器的性能有了很大的提高,主要表现为:ﻫ>发热减少,将曾占主回路发热50—70%的器件发热降低了30%:ﻫ>ﻫ高载波控制,使输出电流波形有明显改善:ﻫ> 提高开关频率,实现了电机运行的静音化:ﻫ>驱动功率减少,体积趋于更小;ﻫ智能功率模块(IP M)是向第四代器件功率集成电路(PIC)的过渡产品,是微电子技术和ﻫ电力电子技术相结合的产物。
它不但提供一定功率输出能力,而且具有逻辑、控制、传感、ﻫ检测、保护和自诊断等功能。
IPM具有以下特点: ◆开关速度快,驱动电流小,控制驱动更为简单;ﻫ◆采用了隔离技术,散热更均匀,体积更加紧凑;◆ﻫ集成度高,它集成了驱动电路、保护电路甚至光耦,大大缩短开发时间:ﻫ◆内含电流传感器,可以高效迅速地检测出过电流和短路电流,能对功率芯片给予足够的保护,故障率大大降低;ﻫ◆保护功能丰富,如电流保护、电压保护、温度保护等一应俱全,实现了ﻫ信号处理、故障诊断、自我保护等多种智能功能,既减小了体积、减轻了重量,又提高了可靠性;ﻫ◆由于在器件内部电源电路和驱动电路的配线设计上做到优化,所以浪涌ﻫ电压,门极振荡,噪声引起的干扰等问题能有效得到控制;◆很高的性能价格比,IPM的售价已逐渐接近IGBT,而采用IPM后的开关电源容量、驱动功率容量的减小和器件的节省以及综合性能提高等因素ﻫ3贵州大学硕士学位论文ﻫ后在许多场合其性价比己高过IGBT,有很好的经济性;目前IPM己经在工业变频器(中、小功率)中被大量采用,随着技术的不断改进,IPM的功率也越来越大。