煤矿设备电气控制与PLC应用技术 三菱FX系列、西门子S7-200系列 王栋 项目6新.pptVIP

LOGO LOGO 煤矿设备电气与PLC应用技术（三菱FX系列、西门子S7-200系列） 项目六 PLC与变频器应用 【能力目标】 1.能够熟练掌握变频器参数设置和接口操作。 2.能够应用PLC与变频器有机结合解决实际问题。 【知识目标】 1. 掌握变频器基本结构和容量选择。 2. 掌握PLC和变频器基本连接。 任务一 电动机多速运行控制系统设计 现代化生产中，随着大功率晶体管和计算机控制技术的发展，通用变频器被广泛用于三相交流异步电动机的无级调速、节能改造，极大地提高了设备的自动化程度，充分满足了生产工艺的调速要求。变频技术的高速数字控制发展方向决定其更适合自动化控制，PLC控制技术与变频技术的有机结合，将为现代机械控制提供有力的技术支持。那么，应用PLC和变频技术，如何控制三相异步电机的速度调节呢？ 太原理工大学阳泉学院机械电子工程系 LOGO 二、相关知识 太原理工大学阳泉学院机械电子工程系 LOGO 三相异步交流电动机的调速 变频调速 变频器参数设置 变频器与PLC的连接 （一）三相异步交流电动机的调速 太原理工大学阳泉学院机械电子工程系 LOGO Sub Title Sub Title 1.交流调速原理 异步电动机定子对称的三相绕组中通入对称的三相交流电，在电机气隙内会产生一个旋转磁场，其旋转速度为同步转速。 式中： —定子绕组电源频率； —电机磁极对数。 （一）三相异步交流电动机的调速 太原理工大学阳泉学院机械电子工程系 LOGO Sub Title Sub Title 2. 调速基本方法 1）变极数调速 缺点：一套绕组只能变换两种磁极对数，一台电动机只能放两套绕组，因此，只能有4档速度；控制电路复杂；工作效率低；带负载能力也会下降。 a）四极接线 b）二极接线 c）机械特性 （一）三相异步交流电动机的调速 太原理工大学阳泉学院机械电子工程系 LOGO Sub Title Sub Title 2）变转差率调速 a）电动机转子电路接线 b）机械特性 缺点是：电动机结构复杂；浪费电能；调速档位不多；带负载能力下降。 （一）三相异步交流电动机的调速 太原理工大学阳泉学院机械电子工程系 LOGO Sub Title Sub Title 3）变频调速 具有范围宽、静态稳定好、运行效率高、使用维护方便、可靠性高等优点。 变频调速的特点： 可以使标准电机调速； 连续调速； 起动电流小； 高速不受电源影响； 电动机可以高速化、小型化； 防爆措施易于实现； 低速时可以实现定转矩输出； 可以调节加减速时间。 变频调速 太原理工大学阳泉学院机械电子工程系 LOGO Sub Title Sub Title 1.变频器基本结构 1）变频器种类划分： 按变流环节分为交-直-交和交-交变频器； 按直流电路的储能环节分为电流型和电压型变频器； 按输出电压调制方式分为脉幅调制型（PAM）、脉宽调制型（PWM）和正弦脉宽调制型（SPWM）变频器；按控制方式分为U/f控制、转差频率控制和矢量控制变频器。 太原理工大学阳泉学院机械电子工程系 LOGO 2）变频器内部结构 Sub Title 2）变频器内部结构 变频器控制方式 太原理工大学阳泉学院机械电子工程系 LOGO Sub Title Sub Title 变频器就是先通过整流器将工频交流转换成直流，然后通过逆变器再将直流逆变成频率和电压均可控制的交流，从而达到变频的目的。 电机定子绕组内的感应电动势公式： E1=4.44f1WRW1 Φ1 式中： W —电机定子绕组匝数的常数； RW1—绕组系数； Φ1—电机每极磁通。 定子电压U1与定子绕组感应电动势E1的关系为：U1=E1 +I1Z1 式中： Z1—定子绕组每相阻抗； I1—定子绕组相电流。 　若忽略定子压降I1 Z1，则U1 ≈E1 =4.44f1WRW1Φ1可简化为：E1=Kf1Φ1 交流变频调速有以下几种基本控制方式。 太原理工大学阳泉学院机械电子工程系 （1）电源频率低于工频范围调节 （2）电源频率高于工频范围调节 （3）转差频率控制 （4）矢量控制 （5）直接转矩控制 变频器基本参数 太原理工大学阳泉学院机械电子工程系 变频器用于简单可变速运行时，按出厂设定的参数运行即可。若要考虑负荷、运行方式时，必须设定必要的参数 相关常用参数 1）输出频率范围（Pr.1、Pr.2、Pr.18） 2）加减速时间（Pr.7、Pr.8、Pr.20） 3）电子过流保护（