摘要：本文提出了用交流變頻調(diào)速取代直流調(diào)速的問題沐批，分析了幾種典型的變頻器控制方法, 給出了變頻器及其周邊設(shè)備的選型計算公式,概述PLC在變頻調(diào)速中的靈活應(yīng)用百郊，簡述在變頻器和PLC安裝中應(yīng)注意的一些問題,最后介紹變頻調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)試情況粘姜。
關(guān)鍵詞：變頻器 PLC 龍門銑床 調(diào)速系統(tǒng)
1. 引言
直流電氣傳動和交流電氣傳動在19世紀先后誕生虹体。由于直流傳動易于實現(xiàn)調(diào)壓彰亥、調(diào)磁調(diào)速克酿，并有成熟的控制理論和控制系統(tǒng)脓擅，可以滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展不斷提出的寬調(diào)速元八、高精度和快速響應(yīng)的要求玻桶，所以在20世紀的大部分年代里，高性能的調(diào)速系統(tǒng)都采用直流調(diào)速傳動聪萨，而約占電氣傳動總?cè)萘?0%的不變速電氣傳動則采用交流電氣傳動假盼，這種分工在一段時間里已成為舉世公認的格局。交流調(diào)速傳動的控制原理很早被確立盘另，異步電機降電壓調(diào)速惋探，繞線轉(zhuǎn)子異步電機轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速等雖已實用化，但在調(diào)速范圍楞盼、穩(wěn)定性忍症、可靠性和維修性等方面有些不足，應(yīng)用范圍受到限制锄镜。1965年以后稽及，由于電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展和進步，伴隨著新的控制理論的提出與完善滑频，使交流調(diào)速傳動捡偏，尤其是性能優(yōu)異的變頻調(diào)速傳動得到飛速的發(fā)展。繞線轉(zhuǎn)子異步電機的串級調(diào)速峡迷，采用變頻器的無換向器電機調(diào)速银伟，籠型異步電機的變頻調(diào)速等依次實用化，完成了以變頻調(diào)速為主流的交流調(diào)速傳動的基礎(chǔ)』娓悖現(xiàn)代矢量技術(shù)的應(yīng)用彤避，使交流調(diào)速傳動也具備了直流調(diào)速傳動的高性能。直流電機的換向器是它的主要薄弱環(huán)節(jié)夯辖，它使直流電機的單機容量琉预、過載能力、最高電壓和最高轉(zhuǎn)速等重要技術(shù)指標受到限制蒿褂，也給直流電機的制造和維護帶來了不少麻煩圆米，這些缺點，在很大程度上限制了直流電機的應(yīng)用啄栓。交流變頻調(diào)速傳動中的籠型異步電機結(jié)構(gòu)簡單娄帖、堅固耐用乏根、運行可靠、維護方便仔省、轉(zhuǎn)動慣量小俄躺、動態(tài)性能好，其單機容量成止、電壓等級和最高轉(zhuǎn)速等技術(shù)指標浊笤，均優(yōu)于直流電機。目前揣蒿，高性能的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)已完全可以和直流調(diào)速系統(tǒng)相媲美秋胚，而且可以在直流電機無法應(yīng)用的場合使用。直流調(diào)速傳動一統(tǒng)天下的舊格局已被打破刨德，用交流調(diào)速傳動取代直流調(diào)速傳動已成為可能弊刁。
2. 龍門銑床直流調(diào)速系統(tǒng)進行改造的必要性
我廠用于道岔加工的龍門銑床調(diào)速系統(tǒng)采用三相半控橋不可逆直流拖動，分為工作臺汰日、左主軸和右主軸三個進給方向鞋族。這臺機床的電控系統(tǒng)運行已有十余年，直流調(diào)速插板已嚴重老化挂捅，加之插板之間的連線多芹助，由導(dǎo)線虛接造成故障日漸增多，維修成本不斷上升闲先。此臺龍門銑床的調(diào)速系統(tǒng)急待改造状土。
近年來，交流變頻調(diào)速傳動的發(fā)展日新月異伺糠，它的優(yōu)異的調(diào)速性能已能取代傳統(tǒng)的直流調(diào)速系統(tǒng)蒙谓。而且，隨著電子元器件的發(fā)展训桶，變頻器的價格不斷降低累驮，經(jīng)濟性價比,不斷上升，也給它的應(yīng)用提供了日益廣闊的市場舵揭。我們詳細分析比較了直流調(diào)速系統(tǒng)與交流調(diào)速系統(tǒng)的優(yōu)缺點谤专，采用變頻器改造原調(diào)速系統(tǒng)，可帶來以下好處：
2.1 簡化控制線路
變頻器的使用極為方便午绳，可通過其外圍的少數(shù)幾個控制端子進行全范圍控制置侍。變頻器內(nèi)部有完善的保護措施，無須在其外圍線路中設(shè)計各種保護電路箱叁。由于變頻器的正反向運行是通過控制端子來改變逆變器的輸出相位來實現(xiàn)，因此可以比原直流調(diào)速系統(tǒng)少兩個大型直流接觸器秽擦。采用具有無速度傳感器的矢量控制變頻器后裹依，還可以去掉用作轉(zhuǎn)速反饋的速度傳感器呢呕，使控制線路大為簡化。
2.2 可以采用標準籠型異步電機
采用籠型異步電機可以充分發(fā)揮它堅固耐用帐捺、結(jié)構(gòu)簡單框碾、運行可靠、維護方便赫捕、價格低廉的優(yōu)勢馋首，避免直流電機定期更換、維護電刷和換向器的麻煩飘拂。
2.3 調(diào)試方便
變頻器的各種運行參數(shù)調(diào)試通過智能化鍵盤和顯示器來完成鳞皂，設(shè)置方便，更改靈活情召，調(diào)試時間短愧增。傳統(tǒng)的直流調(diào)速系統(tǒng)調(diào)試涉及到觸發(fā)脈沖相位調(diào)整，放大板PI整定钥屈，轉(zhuǎn)速負反饋調(diào)試等多項參數(shù)的綜合統(tǒng)調(diào)悟民，調(diào)試難度大，時間長篷就，且不易達到最優(yōu)控制射亏。
3. 變頻器的選擇
變頻器的正確選用對于機械設(shè)備電控系統(tǒng)的正常運行是至關(guān)重要的。選擇變頻器竭业，首先要按照機械設(shè)備的類型智润、負載轉(zhuǎn)矩特性、調(diào)速范圍永品、靜態(tài)速度精度做鹰、起動轉(zhuǎn)矩的要求，然后決定選用何種控制方式的變頻器最合適鼎姐。所謂合適是在滿足機械設(shè)備的實際工藝生產(chǎn)要求和使用場合的前提下钾麸，實現(xiàn)變頻器應(yīng)用的最佳性價比。
3.1 機械設(shè)備的負載轉(zhuǎn)矩特性
人們在實踐中常將生產(chǎn)機械根據(jù)負載轉(zhuǎn)矩特性的不同炕桨，分為三大類型：恒轉(zhuǎn)矩負載饭尝、恒功率負載和流體類負載。
3.1.1恒轉(zhuǎn)矩負載
在這類負載中献宫，負載轉(zhuǎn)矩TL與轉(zhuǎn)速n無關(guān)坏表，任何轉(zhuǎn)速下TL總保持恒定或基本恒定，負載功率則隨著負載速度的增高而線形增加拭愁。傳送帶幢堕、攪拌機、擠壓機和機械設(shè)備的進給機構(gòu)等摩擦類負載以及起重機侣娄、提升機山乐、電梯等重力負載岩视，都屬于恒轉(zhuǎn)矩負載。
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