交流变频调速

交流变频调速（精选12篇）

交流变频调速 篇1

1 交流变频调速器的网络控制

交流变频调速器是工业自动化系统中的基本拖动设备,通常用于控制交流电机的转速和转向。当一个生产线要用到多台电机时,为了控制多台电机的转速和转向,就需要多台交流变频调速器,这时如果由一台控制器来控制多台变频器,就形成了交流变频调速器网络[1]。将多台交流变频调速器联网有两种方式,一种是当多台交流变频器来自一个生产厂家时,可通过其自带的RS232/RS485将交流变频器连成网络进行控制,网络的通信协议由交流变频器生产厂家自定。另一种是当多台交流变频器来自不同的生产厂家时,就要使用现场总线技术。首先,选定一种协议形式的现场总线(本文选择西门子公司提出的PROFIBUS协议),然后将各交流变频调速器针对该种协议的适配器连接到RS485接口上,组成一个现场总线网络或挂接进其他遵守该现场总线协议的网络。

2 以P LC为主站的交流变频调速器工业网络

在实际工程中,以PLC为主站的交流变频调速器工业网络被普遍应用。PLC能贮存预先输入的程序或操作指令[2],而变频调速器能接收来自PLC的操作命令和频率设定信号。因此,把生产工序中已知的操作条件或步骤编入程序,输送到PLC,PLC在发挥自身其他功能的同时,把频率设定信号输送到变频器实现自动调速。将PLC作为主站进行多台交流变频器的控制可以采用自定义的协议组网,也可以采用现场总线技术进行组网控制。采用自定义协议组网要用RS485串口进行通信;采用现场总线协议则要用总线适配器进行信号的调制解调。PLC与变频调速器联网的系统控制框图见图1。

首先根据工艺条件,设计控制流程,编写程序指令,指令输入后经上位机输入到PLC中,PLC贮存输入程序,接受反馈信号后自动运行,根据程序步骤和反馈信号情况,输出控制信号。输出的控制信号则由变频器中的CPU接收并且进行处理,最后输出信号到电机,电机接收到来自变频器的信号并按照指令进行运转。

2.1 基于RS485交流变频调速网络控制

选用西门子S7-200系列PLC作为主站,选用EMERSON公司的变频器进行组网实验。PLC的CPU选择226型,用双绞线和接口转换器将PLC与交流变频调速器连接起来。在进行远程通信时用PLC的自由口通信功能。变频调速网络控制系统构成图(见图2),选择采用485总线技术将设备连接起来,构成一个稳定的、易于扩充的硬件环境。

西门子S7-200系列PLC起着对上位机和变频器控制指令的转发和执行作用,同时通过串行接口对变频器进行控制。S7-200CPU共有2个PORT口,调试时使用PORTO口作为编程口,实现对PLC编程。调试结束后,此口用来和上位机进行通信。PORT1口作为变频器和PLC的通信口,采用自由协议。

通信方式:变频器为从机,采用主机轮询,从机应答的点对点通信方式;主机使用广播地址发送命令时,从机不允许应答;从机在最近一次对主机轮询的应答帧中上报当前故障信息。

对交流变频调速器的控制,首先要对PLC的通信口进行初始化,初始化程序为:

PLC通信口初始化后,编写一段控制交流变频调速器起停和参数修改的程序对交流变频调速器分别进行控制,待控制动作基本完成。

2.2 基于PROFIBUS-DP交流变频调速网络控制

用西门子PLC做主站,通过PROFIBUS-DP协议进行从站交流变频调速器群的控制实验[3]。在PROFIBUS网络中,PLC作为主站,通过串行接口的PROFIBUS总线可连接多个变频器,总线上的每个变频器都有一个从站号,主站依靠它识别每个变频器。这个协议是主从结构,主站PLC可以通过总线对每个变频器进行完全控制,从站变频器只对主站发来的报文作出回应并发送报文。CPU选用S7-315-2DP,交流变频器可选用西门子MASTER-DRIVE交流变频调速器,PROFIBUS-DP总线适配器选用CB15模块。

整个通信由两部分组成:一是PLC与变频器之间的PROFIBUS-DP通信,实现PLC对变频器的现场控制;二是PLC与PC机之间的通信。整个系统的通信结构见图3。

在这个控制系统中,利用PROFIBUS-DP实现PLC和两台变频器之间的现场通信,通信过程可按以下步骤进行:第一步,硬件连接。通过PROFIBUS电缆和接头将CPU315-2DP上的DP口与两台CB15上的RS485口相连,PLC作为主站,两台变频器作为从站。第二步变频器参数设置。通过CB15可以实现主站PLC和从站变频器之间的PROFIBUS-DP通信。CB15中的基本参数设置和变频器中的一致。第三步确定用户数据结构。CB15仅支持PPO型1和PPO型3,系统选用PPO型3。第四步,通信程序设计。

3 结束语

基于RS485的交流变频调速网络控制适合来自一个生产厂家的多台交流变频器组建变频调速器网络时采用;而PROFIBUS-DP则适合来自不同生产厂家的多台交流变频器,形成变频调速器网络的情况。文中这两种通信方式控制的多台交流变频器网络有很强的实用性和推广价值。随着变频器技术的成熟和使用范围的扩大,用PLC对变频器进行组网控制,不但可有效降低硬件开销和故障点,节省硬件数量、投资和安装费用,而且可以使用户具有高度的系统集成主动权,系统的准确性和可靠性大大提高。

参考文献

[1]李定珍.变频器在PROFIBUS-DP网络中的应用[J].南都学坛:自然科学版,2001,21(6):59-61.

[2]吴中俊,黄永红.可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,2004.

[3]马鸿飞,王西峰,常毅华,等.变频器在PROFIBUS-DP网络中的应用[J].制造业自动化,2001(8):46-48.

交流变频调速 篇2

班级：电气 09－5 班

时间：2012.9.25 三、四节 第一章

交流调压调速系统 定义：改变异步电动机定子供电电压的大小以调节电动机运行速度的系统，称为交流调压调速系统，这属于转差功率消耗型调速系统。

1.1 异步电动机调压调速的原理 1.1.1 调压调速的原理 根据异步电动机的电磁转矩公式：（也可以叫机械特性方程）

])()/ [(2/ 32 “20 12 ”2 1 1“221X X s r r fs r U nTpe  

（1－1）

式中可变的参数只有转差率 s 和定子电压 U 1，当 s 一定时，电磁转矩 T e 与定子电压 U 1正比。一般在一工况下负载转矩不变，改变 U 1，s 随之变化，而同步转速pnfn1160 是不变的，则电动机的转速 n 发生了变化。这就是调压调速的原理。

1.1.2 调压调速的机械特性 根据式（1－1）可得调压调速的机械特性如图 1－1

图 1－1 异步电动机在不同电压下的机械特性 根据图 1－1 曲线可得出异步电动机调压调速机械特性的特点：

1、不同电压时，空载转速 n 0 不变；pnfn n11 060 

2、不同电压时，临界转差率 s m 不变；2 ”20 121“2)(X X rrs m 

3、调压调速属于一种弱磁调速;根据公式N smK N fU1144.4 

0风机类负载特性011N7.0 U1NU1N5.0 U0nECABDSnmSFeTmax

eT图5-1

异步电动机在不同电压下的机械特性

4、调压调速的稳定工作范围为 0

1.1.3 力矩电机调压调速的机械特性 如何解决异步电机调速范围小的问题：只有增大 s m。根据2 ”20 121“2)(X X rrs m  可得，只有增大电动机转子电阻，才能使 s m 增大。这种转子电阻很大的电动机称为力矩电动机。它的调压调速的机械特性如图 1－2 所示。

图 1－2 力矩电动机调压调速的机械特性 力矩电机高压调速机械特性很软,调速范围较大,开环应用不多。

1.1.4 调压调速的方法  1、自耦变压器调压（TU）；－对小容量电机,体积重量大。

 2、带直流磁化绕组的饱和电抗器调压（LS）；－控制铁心电感的饱和程度改变串联阻抗，体积重量大。

 3、晶闸管交流调压（TVC）。用电力电子装置调压调速，体积小，轻便。

图 1－3 调压器调压

饱和电抗器调压

晶闸管交流调压 1.1.5 晶闸管交流调压电路的控制方式 对电力电子电路中的晶闸管器件，有两种控制方式,现以晶闸管单相交流调压器电路如图 1－4 为例来加以说明:

图 1－4 晶闸管单相调压电路

1、相位控制方式

通过改变晶闸管的导通角来改变输出交流电压。电压输出波形如图 1-5 所示。

特点：输出电压较为精确、快速性好；但有谐波污染。

图 1－5 单相交流调压电路相位控制方式时输出电压波形

2、开关控制方式

把晶闸管作为开关，将负载与电源完全接通几个半波，然后再完全断开几个半波。交流电压的大小靠改变通断时间比 t 0 / tp 来调节。输出电压波形如图 1-6 所示。

图 1－6

单相交流调压电路开关控制方式时输出电压波形 特点：是有级调速，转矩脉动较大，不产生谐波污染，通常用于电加热设备中。

~RU1U1VT2VT图5-3

晶闸管单相调压电路U0    2  t 图5-4

晶闸管相位控制下的负载电压波形U00t 通 pt 断t 图5-5

晶闸管开关控制下的负载电压波形

1.2 晶闸管三相交流调压电路 1.2.1 三相交流调压电路的接线形式 晶闸管三相交流调压器有多种接线形式，这里列举五种：

图 1－7 三相全波星形联接的调压电路

图 1－8 带零线的三相全波星形联接调压电路

图 1－9 三相半控星形联接的调压电路

图 1－10

晶闸管三角形联接的调压电路

图 1－11 晶闸管与负载接成内三角形的调压电路

1、三相半控星形联接的调压电路 三相半控星形联接的调压电路如图 1－7 所示。

特点：每相电压和电流波形正、负不对称，负载电路中有偶次谐波，不存在直流分量，输出转矩小，效率低。

应用：要求不高的小容量场合。

2、晶闸管三角形联接的调压电路

晶闸管三角形联接的调压电路如图 1－10 所示 特点：电路结构简单，谐波成分复杂，运行效率低。

应用：小容量电动机。

3、带零线的三相全波星形联接调压电路

带零线的三相全波星形联接调压电路如图 1－8 所示 特点：零线电流大，谐波对电机和电网影响大。

交流变频调速 篇3

关键词：交流变频调速；系统仿真；硬件设计

1.引言

近年来，随着电力电子技术、大规模集成电路和自动控制理论的飞速发展，电机拖动控制领域取得了巨大的进步。人们长期追求的交流调速代替直流调速的目标已经变成现实。目前交流变频调速系统是交流电机调速方法中性能最好、效率最高的控制策略。以调速范围宽、机械性能稳定、平滑性好为特征的变频调速的方法有很多，其中最具有代表性是：恒压频比控制、转差频率控制、矢量控制和直接转矩控制。

2.交流电机变频调速主要控制策略

（1）恒压频比控制。其原理就是在一定条件下忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，利用定子相电压代替电机的电动势即U=E，令U/f=常值实现调速。恒压频比控制主要以气隙磁通为控制对象，不能实现转矩控制，其控制效果不佳。

（2）转差频率控制。根据交流电动机的模型，控制电机转差频率就可实现对电机的转矩和转速控制。但这种控制以电机静态模型为基础，在电机快速运行时很难达到理想的电机动态控制性能。

（3）矢量控制。其原理就是将定子电流分解为相互正交的2个分量，分别代表定子电流励磁分量和电流转矩分量。其控制效果接近直流电机的控制，具有较好的动态性能。但矢量控制需要进行坐标变换和准确的电机参数以及解耦的定子电流的两个分量，控制难度较高。尽管如此，矢量控制是一种比较有效的变频控制策略。

（4）直接转矩控制。其基本思想就是使定子磁链形成六边形的磁链轨迹并通过改变磁通角的大小以达到控制电动机的目的。这种方法可以实现对电动机磁链和转矩的直接控制，不考虑定子电流分量的解耦问题和复杂的坐标变化计算，但有关直接转矩精确控制的问题尚待进一步研究。

3.系统仿真

一般情况下，交流电机调速系统设计完毕后，首先需要进行仿真研究，确定所设计的系统稳定性、可靠性和准确性。因此，交流调速系统的仿真实验至关重要。

目前，实现仿真的工具和软件比较多，但是最具代表性的工具就是MATLAB。基于MATLAB的交流电机变频调速系统的仿真方法，一般分为三种类型，即模块型、m文件型、混合型。

（1）模块型。该种方法利用 MATLAB提供的Simulink 环境和 Power System Blocksets工具，根据已知的系统模型构建系统仿真模型，并对其动态及稳态性能进行仿真测试。经过多年研究表明，构建的仿真模型与实际变频调速系统非常接近。

Power System Blocksets工具箱（MATLAB5.2版本增加）内不但有各种电源模块，还包括了Machines模块。使用时比较简单，鼠标点击Machines模块图标后，弹出一个包含同步电机、异步电机、永磁同步电机、电机测量模块的对话框，根据需求可选取相应的电动机模块。当双击电机模型图标后，可以进行各种电机参数的设定，包括电机功率、定子电阻、转子电阻、定子和转子互感系数、转动惯量、极对数、转差率、定子电流和相角等系数。由于篇幅所限，在这里不一一介绍电机模块的具体接口的功能和使用方法[1]。在此基础上，利用Simulink环境下提供的电阻、电容等元件和一些专用元件模块，例如矢量控制的逆变器模块、Park变换及反变换模块、Clark变换及反变换、转子磁链计算模块等即可实现系统仿真实验。

当然，模块型设计方法虽然简单直观，但是也有不足。如果采用的控制算法或控制对象比较特殊或属于新的改进型， MATLAB一般不能直接提供，需要仿真人员自己编程设计。

（2） m文件型。针对模块型设计方法的不足，有些情况可以采用编写m文件的方法进行仿真实验。通过编写程序描述控制数学模型和控制算法，调用绘图函数Plot可以显示最后仿真结果。这种方法非常灵活，不用系统提供的工具箱也可以完成仿真。但是由于所有的工作都需要编写代码实现，因此，工作量较大，仿真过程较为复杂。

（3）混合型。这是最常用的一种仿真方法。这种方法将前两种方法结合起来，同时具有二者的优点。譬如，对于基于一种新型控制算法的交流变频调速控制系统，直接采用MATALB的电机模块，然后通过编写控制程序，形成m文件，再将m文件转换成自定义模块并加入到电机变频控制仿真系统中即可实现仿真。

4.硬件设计

交流变频调速控制系统硬件电路设计方面发展比较迅速，经历8位单片机控制系统、DSP控制系统和可编程门阵列（FPGA）控制系统等阶段。

硬件核心电路就是根据现场信号采样的结果，发出一系列PWM波，控制变频调速装置从而满足调速要求。以51为主的8位单片机虽然可以通过查表等方法实现PWM波的生成，但计算速度和准确性不够。DSP是32位机，浮点计算能力强，尤其是TMS320LF2407为代表的DSP可以比较容易的生成控制信号。FPGA是近年来应用在电机控制领域的一种新的控制核心。用户可以根据需要，利用VHDL等语言编写程序，对其内部进行重新编程，从而设计出符合用户需求的专用的集成电路。FPGA是采用纯硬件的方式实现软件功能，可以完成并行处理，不占用CPU的资源，不受常规控制器CPU的瓶颈限制。另外，除了核心控制模块外，FPGA还可以把AD转换模块、驱动接口模块、通信模块等集成在一块FPGA芯片上，同时在算法上实现位置控制、速度控制等控制功能，实现真正的片上可编程系统[2]。

5.结束语

本文详细介绍了交流电机变频调速的基本原理、方法以及仿真、实现等内容。这些内容有助于有关技术人员对交流变频调速技术的进一步研发工作。

参考文献：

[1] 陈承义.异步电机变频调速矢量控制系统的MATLAB仿真研究.煤炭技术，2012，31（2）.

交流电机变频调速研究 篇4

首先通过下式 (1) 求得三相异步电动机的转速n:

其中, “n”表示“电机转速”;“n1”表示“电机的同步转速”;“p”表示“磁极对数”;“s”表示“转差率”;“f”表示“频率”。根据公式 (1) 得知:改变极对数、转差率和频率后, 就能实现异步电机调速。前两种方法转差效率有一定的损耗, 在一定程度上限制了电机的工作效率。变频调速是基于对子电源频率的调整来改变同步频率, 进而实现电机转速的调整。

2 变频变压的实现———SPWM调制波

如图1所示每个脉冲宽度为t1, 相邻脉冲间隔为t2, t1+t2=T (脉冲周期) , 则等宽脉冲占空比为

调节占空比α, 就能将输出的平均电压调节到符合设计要求, 若要调速, 就必须通过调整PWM波的频率1/T改变电源频率, 进而实现调速。另外, 要改变频率和占空比, 就必须借助专用控制电路进行调节。

虽然上述方法能够满足变频与变压控制要求, 但逆变电路输出的电压波形仍夹杂着高次谐波成分, 需要对其进行优化设计。目前比较有效的优化方法是将等宽的脉冲波转为宽度按照正弦化规律渐变的脉冲波 (详见图2) 。这种SPWM波大大减少了谐波分量, 可以得到基本满意的驱动效果。为了提高基波含量, 还可以三次谐波注入法, 已有集成芯片问世。

产生正弦脉宽调制波SPWM的方法是:用一组等腰三角形波进行比较, 如图3所示, 其相等的时刻 (即交点) 作为开关管“开”或“关”的时刻。

将这组等腰三角形波称为载波, 而正弦波则称为调制波。正弦波的频率和幅值具有可控性, 要调整电机转速, 首先要按设计要求调整正弦波的频率, 使输出电源随之变动, 进而实现对电动机转速的调整。而对输出电压的调整, 则需要调整正弦波幅值实现对正弦波与载波交点的调整, 通过输出脉冲序列宽度的调整来改变输出电压。

一般来说, 可以通过极性控制来实现对三相逆变开关管生成SPWM的控制。极性控制包括两种控制模式, 一是单极性控制, 另一种是双极性控制。在单极性控制模式下, 每半个周期内逆变桥安装在同一桥臂上的两只逆变管中, 能够反复导通的开关管只有一只, 另一只开关管则始终处于断开状态。而另外半个周期内, 反复导通的那只开关管将会始终是断开的状态, 而原来断开的开关管会反复导通, 两只逆变开关管正好呈现出相反的状态。在双极性控制模式下, 全周期内, 逆变桥同一臂的上下两开交替开通与关断恰好互补。

图4 (a) 是三相调制波与等腰三角形载波的关系。三相调制波由3条正弦波组成, 其频率与幅值一致, 但是存在120度相位差, 同一桥臂 (即同一相) 的逆变开关管的开通与关断时间主要取决于正弦波与等腰三角形的焦点位置。从线电压Ury, 输出波形来看 (见图4 (b) ) , 它是由相电压合成的 (Ury=Ur-Uy, 同理, 也可以得到Uyb和Ubr) 。

3 系统控制结构 (图5)

4 单片机程序流程图简介 (图6)

5 总结

本篇论文阐述了交流电机综合控制装置的设计理论以及发展趋势, 对异步电机的变频调速闭环控制系统做了一定设计。异步电机的调速控制系统的主电路和控制电路的理论设计, 并给出了单片机的部分流程图。系统理论上应该能够完成电机的启动、调速、停止控制, 以及电机运行过程中出现过流、过压、缺相等异常情况时的综合保护功能。

参考文献

[1]林立, 李晓静, 蒋云峰.基于DSP的SVPWM矢量控制数字化变频调速系统[J].中小型电机, 2004 (05) .

[2]叶成平.交流感应电机的参数辨识及数字控制技术研究[D].南京工业大学, 2004.

交流变频调速 篇5

Xxx大学本科毕业设计(论文摘要 摘要

本文主要介绍基于意法公司STM32处理器的三相交流异步电动机调速系统的软件设计。详细阐述异步电动机矢量控制系统和电压空间矢量PWM(SVPWM调制技术原理及软件实现。使用IAR公司的EWARM开发环境进行C语言程序开发,同时嵌入μcos-ii实时操作系统,以提高系统的实时性。然后通过MATLAB/Simulink 软件进行仿真验证。实验及仿真结果表明,所设计的三相交流异步电动机调速系统具有转矩脉动小,输出电流波形好,系统响应速度快等优点。

关键词三相异步电动机,矢量控制,SVPWM,STM32,μcos-ii实时操作系统,MATLAB仿真

本科毕业设计(论文 ABSTRACT 目录 绪论 矢量控制的基本原理 电压空间矢量PWM(SVPWM的基本原理 4 STM32简介 μcos-ii实时操作系统简介 基于STM32的μcos-ii实时操作系统移植 7 MATLAB/Simulink仿真软件简介 8 调速系统软件实现 9 调速系统仿真模型及仿真 1 绪论

当前,三相交流异步电动机已广泛应用于现代工业及相关领域,其调速系统显然成为应用的关键,而调速系统的实现有很多种方式。20世纪70年代德国学者Blaschke等人提出了矢量控制方法。这种控制方法就是采用矢量变换使交流异步电机定子电流励磁分量和转矩分量之间实现解耦,交流异步电动机的磁通和转矩分别进行独立控制,从而使交流异步电动机变频调速系统具有了直流调速系统的优点。因此,近几年来得到相当广泛的应用。

矢量控制采用脉宽调制(PWM技术控制输出电压,PWM技术主要有正弦PWM(SPWM、消除指定次数谐波的PWM(SHEPWM、电流滞环跟踪PWM(CHBPWM、电压空间矢量PWM(SVPWM等控制技术。其中经典的SPWM控制主要着眼于使变压变频器的输出电压尽量接近正弦波,并未顾及输出电流的波形。而电流滞环跟踪控制则直接控制输出电流,使之在正弦波附近变化,这就比只要求正弦电压前进了一步。然而交流电动机需要输入三相正弦电流的最终目标是在电

动机空间形成圆形旋转磁场,从而产生恒定的电磁转矩,这正是电压空间矢量PWM(SVPWM控制技术的控制目标。如此,SVPWM控制技术具有系统逆变器直流端母线电压利用率高、开关损耗小、电动机转矩波动小等优越性能,应用更为广泛。

本文详细阐述异步电动机矢量控制系统和电压空间矢量PWM(SVPWM调制技术原理及基于意法公司STM32处理器的软件实现,同时嵌入μcos-ii实时操作系统,以提高系统的实时性,然后通过MATLAB/Simulink软件进行仿真验证。实验及仿真结果表明,该设计的三相交流异步电动机调速系统具有转矩脉动小,输出电流波形好,系统响应速度快等优点。矢量控制的基本原理 2.1矢量控制的基本思路

通过坐标变换,使异步电动机等效成直流电动机,模仿直流电动机的控制策略,得到直流电动机的控制量,然后经过相应的坐标反变换,就能够控制异步电动机。即通过坐标变换实现的控制系统就叫作矢量控制系统(VC 系统。基结构框图如图2-1。

2.2坐标变换 2.2.1坐标变换引出

由于异步电动机的动态数学模型复杂,即是一个多变量(多输入输出,并且电压(电流、磁通、转速、频率之间相互影响的高阶、强耦合、非线性系统,因此,要分析和求解这样的数学模型所列的方程显然是十分困难的。在实际应用中必须设法予以简化,而简化的基本方法就是坐标变换。

2.2.2坐标变换的基本思路

坐标变换的基本思路是能把异步电动机的物理模型等效的变换为类似直流电动机的模式,所依据的原则是:在不同的坐标下所产生的磁动势完全一样。

首先看看直流电动机的物理模型,如图2-1中所示。图中F 为励磁绕组,A 为电枢绕组,其中F 在定子上,A 在转子上。这里把F 的轴线称作d 轴,主磁通Ф的方向就是沿着d 轴的方向;A 的轴线则称为q 轴,由于换向器电刷的作用,电刷两侧每条支路中导线的电流方向总是相同的,因此,电枢磁动势的轴线始终被电刷限定在q 轴位置上,其效果好象一个在q 轴上静止的绕组一样,即电枢绕组。由此可描述直流电动机的物理模型是建立在两个相互垂直的坐标系上的,其中d 轴励磁绕组A 的励磁电流a i 决定主磁通Ф,而q 轴电枢绕组F 的电枢电流f i 在主磁通Ф下产生电磁转矩,与主磁通Ф无关。

在交流电动机三相对称的静止绕组A、B、C 中,通以三相平衡的正弦电流A i ,B i ,C i 时,所产生的合成磁动势是旋转磁动势F ,它在空间呈正弦分布,以同步转速 1 顺着 A-B-C 的相序旋转。其物理模型如图2-2(a 所示。

依据坐标变换的原则,要建立与直流电动机的物理模型等效的物理模型,可由下面的方法进行坐标变换:一是将三相静止坐标系转换为两相静止坐标系(3/2变换,二是将两相静止坐标系转换为两相旋转坐标系(3s/2r 变换,如图2-2。如

此得到与直流电动机的物理模型的等效的坐标系。2.2.3坐标变换之三相二相变换(2s/2r 变换

2s/2r 变换即二相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换,α、β轴为静止的, d,q 轴是以转速 1ω旋转的,α轴与d 轴的夹角为ϕ,根据文献[8]知,(式2-4 ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=⎥⎦⎤⎢⎣⎡C B A β232302121132αi i i i i

⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=2323021211322/3C ⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦ ⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=2321232110322/3C ⎥⎦ ⎤⎢⎣⎡=⎥⎦

⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡q d s 2/r 2q d βαcos sin sin cos i i C i i i i ϕϕϕϕ 则两相旋转坐标系到二相静止坐标系的变换的变换阵为,(式2-5 由(式2-4两边左乘以变换阵的逆矩阵,可得(式2-6 则二相静止坐标系到两相旋转坐标系变换的变换阵为,(式2-7 2.3异步电动机在两相同步旋转坐标上的数学模型 2.3.1磁链方程

在dq 坐标系的磁链方程为,(式2-8 其中, —— dq 坐标系定子与转子同轴等效绕组间的互感;

—— dq 坐标系定子等效两相绕组的自感;——dq 坐标系转子等效两相绕组的自感;sd ψ、sq ψ、rd ψ、rq ψ分别表示d、q 轴上定子磁链,d、q 轴上转子磁 链;⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ϕϕϕϕcos sin sin cos s 2/r 2C ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡βαq d cos sin sin cos i i i i ϕϕϕϕ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ϕϕϕϕcos sin sin cos r 2/s 2C ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡rq rd sq sd r m r m m s m s rq rd sq sd 00000000i i i i L L L L L L L L ψψψψr m r l L L L +=ms m 23L L =s m s l L L L += sd i、sq i、rd i、rq i 分别表示d、q 轴方向定子绕组电流,d、q 轴方向转子绕组电流;2.3.2电压方程

在dq 坐标系的电压方程为,(式2-9 其中, s R 为转子内电阻,r R 为定子内电阻;1ω为同步角转速,其等于定子频率;s ω为转差,ωωω-=1s ,ω为转子转速;sd u、sq u、rd u、rq u 分别表示d、q 轴方向定子绕组电压,d、q 轴方向转子绕组电压。

2.3.3转矩与运动方程 在dq 坐标系的电转矩方程为，(式2-10 运动方程为,(式2-11 2.3.4异步电动机在两相同步旋转坐标上的状态方程 由于鼠笼型转子内部是短路的,故有 rd u = rq u = 0 ,由代数变换可知,其状 态方程,即s r i--ψω状态方程, ⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡+-+-+--+=⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡rq rd sq sd r r r s m m s r s r r m 1m m m 1s s s 1m 1m s 1s s rq rd sq sd i i i i p L R L p L L L p L R L p L p L L p L R L L p L L p L R u u u u ωωωωωωωω(rq sd rd sq m p e i i i i L n T-=t n J T T d d p L e ω+=(式2-12(式2-13(式2-14(式2-15(式2-16 其中, ——电机漏磁系数;——转子电磁时间常数。2.4按转子磁链定向的矢量控制 2.4.1按转子定向的旋转坐标系

现令d 轴沿着转子总磁链矢量方向,并称之为M 轴,而q 轴再逆时针转90°,即垂直于转子总磁链矢量,称之为T 轴。即有

r rm rd ψψψ==, 0==rt rq ψψ(式2-17 2.4.2按转子定向的旋转坐标系的状态方程 转矩方程为(式2-18 L p rq sd rd sq r m 2p(d d T J n i i JL L n t--=ψψωsd

r m rq 1rd r rd(1d d i T L T t +-+-=ψωωψψsq r m rd 1rq r rq(1d d i T L T t +---=ψωωψψs sd sq 1sd 2r s 2m r 2r s rq r s m rd r r s m sd d d L u i i L L L R L R L L L T L L L t i σωσωψσψσ+++-+=s sq sd 1sq 2r s 2m r 2r s rd r s m rd r r s m sq d d L u i i L L L R L R L L L T L L L t i σωσωψσψσ+-+--=r r r R L T =r s 2m 1L L L-=σr st r m p e ψi L L n T = 转差方程为(式2-19 d、q 解耦方程(式2-19 2.4.3按转子磁链模型(计算 ϕ 按转子磁链模型如下图图2-3, 2.4.4按转子磁链定向的矢量控制 矢量控制的结构框图如下图2-4，r r st m s 1ψωωωT i L ==-sm r m r 1i p T L +=ψ 电压空间矢量PWM(SVPWM的基本原理 4 STM32简介

4.1基于CORTEX-M3内核的STM32 CORTEX-M3是ARM公司最新推出的基于ARM v7体系架构的处理器核,具有高性能、低成本、低功耗的特点,专门为嵌入式应用领域设计。ARM v7架构采用了Thumb.2技术。保持了对现存ARM解决方案完整的代码兼容性,比单纯 ARM代码少使用3l%的内存,减少了系统开销,同时能够比Thumb技术高出38%的性能。在中断处理方面,CORTEX-M3集成了嵌套向量中断控制器 NVIC。NVIC可以配置 1~ 240 个带有256个优先级、8级抢占优先权的物理中断。同时,抢占(Pre-eruption、尾

链(Tail-chaining、迟到技术(Late-arriving的使用,大大缩短了异常事件的响应事件。CORTEX-M3异常处理过程中由硬件自动保存和恢复处理器状态,进一步缩短了中断响应时间,降低了软件设计的复杂性。

STM32是意法公司基于CORTEX-M3内核的一款高性能单片机,在具有与其它单片机相同功能的同时,在电机控制方面尤为突出,可产生高精度的可控6路PWM 波,其可设置死区时间与故障输出保护,并且设有正交编码器速度反馈接口,实现高精度速度检测。并且意法公司针对交流感应电动机还专门设计了应用程序库,方便使用者二次开发。ARM是目前嵌入式领域应用最广泛的 R I S C微处理器结构,它以低成本、低功耗、高性能等优点占据了嵌入式系统应用领域的领先地位。

C o r t e x-M3内核是 A R M新型 V 7架构系列的微控制器版本,广泛应用于企业、汽车系统、家庭网络和无线技术领域,特别在电机数字控制领域的性能尤为突出。

4.2STM32的高级定时器 4.2.1高级定时器的结构图 参考文献[11],其结构如下图4-1, 4.2.2高精度PWM产生

时钟可为APB总线频率的2倍,最大72MHz,可提供13.8ns 定时精度。有边沿或中心对称模式,方便PWM波的结构调整。在更新率倍频模式,中心对称模式下无精度损失,每个PWM周期可产生两次中断或DMA连续传输。

4.2.2高精度PWM管理

可编程的死区产生是其最大的特点,由8位寄存器控制死区时间,在时钟为

72MHz时13.8ns 最大精度(从0 到14µs, 非线性。有专门的故障停机输入控制,由关闭6路PWM输出且发出中断请求来实现,且异步操作(无须时钟同步,更适合实时控制。

4.3STM32的速度检测

STM32可直接与增量式正交编码器相连而无需外部逻辑电路,其中正交编码器的第三个输出口,可连至外部中断口来触发定时器的计数器复位。当自动重载寄存器的值配置为正交编码器每转产生的计数脉冲时,则计数器的值直接为转子的角度/位置,非常方便速度检测。

4.4STM32的ADC ADC转换速度可达1MHZ,精度为达12位,采样时间可编程(1.5-239.5个时钟周期,最小采样时间达107ns,满足高性能异步电动机调速的采样频率要求。有多通道基于定时器的扫描采样功能,且每个ADC通道可被来自定时器的6个事件触发,或由外部事件和软件触发,由此可将ADC与定时器并联控制,得到更好的调速性能。μcos-ii实时操作系统简介

µC/OS-II是著名的源代码公开的实时内核,是一个完整的,易移植、易固化、易裁剪的占先式实时多任务内核。µC/OS-II是用ANSI C编写的,包含一小部分与微处理器类型相关的汇编语言代码,使之可供不同架构的微处理器使用。虽然µC/OS-II是在PC机上开发和测试的,但µC/OS-II的实际对象是嵌入式系统,并且很容易移植到不同架构的微处理器上。至今,从8位到64位,µC/OS-II已在超过40中不同架构的微处理器上运行。基于STM32的μcos-ii实时操作系统移植 7 MATLAB/Simulink仿真软件简介 8 调速系统软件实现

8.1调速系统软件的结构图 调速系统软件的结构图如图8-1，磁场定向控制(FOC 软件的流程图如图8-2, 8.2 9 调速系统仿真模型及仿真 电流采样

(A i ,B i ,C i =得到相电流(αi ,βi = Clarke(A i ,B i ,C i(d i ,q i = Park(αi ,βi *d V = PID 调节(d i ,*d i *q V = PID 调节(q i ,*d i(q V ,d V = 饱和处理(*q V ,*d V(αV ,βV = 反Park(q V ,d V SVPWM(αV ,βV

结 束 结论

参考文献

[1] 华成英,童诗白.模拟电子技术基础[M] 北京:高等教育出版社,2006 攀枝花学院本科毕业设计(论文参考文献

[2] 杨路明.C语言程序设计教程[M] 北京:北京邮电大学出版社,2005 [3] 王晓明.电动机的单片机控制.北京:北极航空航天大学出版社,2002.[4] 王兆安,黄俊.电力电子技术.北京:机械工业出版社,2000.[5] 李华德,白晶,李志明.交流调速控制系统.北京:电子工业出版社,2004.[6] 罗政球.提高电子电路抗干扰能力经验谈[J].电子制作,2006,10.[7] 胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社,2006,3.[8] 陈伯时.电力拖动自动控制系统.北京:机械工业出版社,2004,07.[9](澳霍姆斯(Holmes,D.G.,(美利波(Lipo,T.A.著;周克亮译.电力电子变换 器PWM技术原理与实践.北京:人民邮电出版社,2010,02.[10](英姚文详,宋岩译.ARM Cortex-M3权威指南.北京:北京航空航天大 学出版社,2009,7.[11] 彭刚,春志强.基于ARM Cortex-M3的STM32系列嵌入式微控制器应用实践.北京:电子

工业出版社,2011,01.[12] 侯殿有,才华.ARM嵌入式C编程标准教程.北京:电子工业出版社,2011,01.[13](美Jean J.Labrosse著,邵贝贝等译.嵌入式实时操作系统μCOS-Ⅱ(第2版.北京: 北京航天航空大学出版社,2003,05.[14] 陈瑶,李佳,宋宝华.Cortex-M3 + μC/OS-II嵌入式系统开发入门与应用.北京:人民邮

交流变频调速 篇6

[关键词] SVPWM交流调速系统设计

交流电动机的变频调速系统是各种调速系统中最为优越的一种电力拖动系统，它和其它的调速系统相比，具有良好的调速性能和节能效果。随着新型电力电子器件的不断出现，脉宽调制技术(PWM)和正弦脉宽调制技术(SPWM)在交流调速系统中已经得到越来越多的应用。虽然传统交流调速系统中的数字脉宽调制方法多采用规则采样技术，即求取三角载波与所希望的调制函数相比较的直接数学方程式，PWM信号可以通过计算这个数学方程式来获得。这种数字脉宽调制方法仅是对模拟自然采样的三角波——正弦波SPWM方法的近似。但常规的SPWM不能充分利用馈电给逆变器的直流电压，调节过程中依然会有某些高次谐波分量，从而引起电机发热、转矩脉动和系统振荡等。目前电压矢量脉宽调制技术(SVPWM)以其物理概念清晰，算法简单，易于实现的特点，在中小功率调速系统中得到了广泛的应用 。

一、SVPWM的基本原理及组成

图1 典型的三相电压源变换器结构

图2基本矢量Vref及在α-β平面上的投影

如图1所示，在电压型逆变器电路中， 当上桥臂开关管导通时相应的下桥臂开关管截止，上桥臂开关管截止时相应的下桥臂开关管导通。设当上桥臂开关管导通时对应的开关变量为1，关断时为0。电压型逆变器六个开关管共有八种工作状态，产生八个电压矢量，其中只有六个有效的电压矢量。通过三相／两相变换，可将相应于表1的八种组合的相电压映射到 平面，得到六个非零电压矢量(V1-V6)和两个零电压矢量(V0、V7)。非零电压矢量构成正六边形的轴线，其夹角是6Oo，两个零电压矢量位于坐标原点。图2给出了基本电压矢量和所需的电机电压矢量Vref，在α-β平面的投影。SVPWM方法的目的是通过与六个开关管的八种开关状态相应的基本电压矢量来逼近电机所需要的电压欠量Vref。

二、基于DSP的SVPWM调速系统的设计

1.硬件设计

针对SVPWM控制系统的特性，研制了基于DSP的三相交流电机SVPWM调速控制系统。采用的控制系统主要由DSP接口电路、功率驱动电路、三相逆变电路、逻辑控制电路及保护电路等组成。电流信号由DSP的A／D转换接口输入。DSP根据控制指令、参考速度指令及反馈转速输出SVPWM脉冲信号，驱动IGBT构成的桥式逆变电路控制电机。功率驱动电路采用光偶驱动并加硬件互锁，在硬件上防止上下桥臂发生直通现象。

三相逆变电路采用由IGBT构成的三相全桥电路。为减少由于IGBT在开关过程中对其他管子的干扰，在电路中加入缓冲电路，以使IGBT的开关强度降低。同时在软件中降低PWM的开关频率，增加死区宽度。实验证明，在220V交流输入时，电路能可靠地工作。采用过压、欠压及过流保护电路：过压、欠压保护电路采取在220V交流输入端的分压电路，经整流后接人比较器LM393，当有过压或欠压发生时，LM393输出低电平，当DSP检测到XINT1引脚为低电平时，则产生外部中断，在中断程序中判断来到的过、欠压信号是否为真的发生过压或欠压。如果DSP判断系统真的发生过、欠压，则DSP封锁PWM输出，否则DSP正常输出PWM。过流保护电路检测采样电阻的电压大小，当有过流发生时，LM393输出一低电平，DSP产生一个PDPINT的中断，并封锁PWM的输出。

2.软件设计

整个控制系统软件由主程序、服务子程序和中断子程序组成。主程序完成芯片初始化、变量的初始化等。服务子程序完成A／D转换、键盘扫描、SVPWM算法等。

本文根据SVPWM算法处理的周期，确定使用LF2407A事件管理器中的定时器1作为SVPWM算法处理的时基，同时SVPWM算法处理程序置于该定时器的下溢中断服务程序之中。由于定时器1的下溢中断处于第2级可屏蔽中断源INT2中，设置中断屏蔽寄存器IMR为010(二进制数)，且以LF2407A的40M主频为计数时钟，通过定时器1的时钟控制寄存器T1CON将定时器的工作模式设定为对称模式，其周期寄存器T1PR值为3333。通过以上设定可初步完成6K的SVPWM采样频率配置。

实验证明系统在施加恒负载的情况下，电机启动电流波形稳定。电机从0加速到稳定的1500r／min和从0加速到稳定的2000r／min分别用时7.1s和8.6s。启动过程的相电流波形显示出对系统施加恒负载时，系统具有良好的控制能力，启动时间较空载启动时间稍短。

通过本文設计的硬件电路控制系统成功地完成了三相电动机SVPWM矢量控制。运用SVPWM调制方法能够较好地减小励磁电流中的谐波分量，同时增大逆变器的电压输出能力。

交流变频调速实训的改进 篇7

原实训室只用西门子MM440 变频器, 通过变频器BOP面板设置参数, 实现简单的交流变频调速实训项目, 例如:正、反转;三段频调速;七段频调速等。为了使学生对电力拖动自控系统、可编程控制器PLC、自动控制理论之间关系有一个准确清晰的认知, 每台变频器配备了S7-200PLC, 从PLC与变频器外部接线到程序编写、下载、调试, 由学生亲自动手实践, 完成各种控制要求。大大提高了实训的教学效果, 调动了学生积极性。

以交流电机闭环控制调速系统, 文本显示器TD400 显示频率及电机运行状态, 说明这套设备的应用。

1 PLC与变频器的接线

图1 中增加了与电动机同轴相连的测速装置 (速度传感器) , 可以将电动机转速变为标准电信号反馈回PLC的模拟量输入通道。为了实现闭环控制, 除CPU外, 增加了模拟量输出/ 输入混合扩展模块EM235, 以便将反馈信号接至其模拟量输入通道, 将变频器频率给定信号接至其模拟量输出通道。

2 所需参数设置

P0701[3]——数字输入的功能 (数字输入1的功能)

可能的设定值:0禁止数字输入

1 ON/OFFl (接通正转/停车命令)

2 ON reverse/OFFl (接通反转/停车命令1)

3 0FF2 (停车命令2) 按惯性自由停车

4 0FF3 (停车命令3) 按斜坡函数曲线快速降速

9故障确认10正向点动11反向点动12反转

13MOP (电动电位计) 升速 (增加频率)

14MOP降速 (减少频率) 17 固定频率

P0702[3]——数字输入2的功能~P0708[3]数字输入8的功能

P0756——模拟输入的功能

可能的设定值:0单极性电压输入 (0至+10V)

1带监控的单极性电压输入 (0至+10V)

2 单极性电流输入 (0 至20m A)

3带监控的单极性电流输入 (0至20m A)

4双极性电压输入 (-10V至+10V)

P0757[0]——模拟输出通道1电压信号1-5V作为频率给定

可能的设定值:1电压1V对应0%的标度, 即0HZ

P0758[0]——标度起点0%

P0759[0]——5 5V对应100%的标度, 即50HZ

P0760[0]——标度100%

P0760[0]——死区宽度1

P0757[1]——模拟输出通道2电流信号4-20m A作为频率给定

可能的设定值:4电流4m A对应0%的标度, 即0HZ

P0758[1]——标度起点0%

P0759[1]——20 20m A对应100%的标度, 即50HZ

P0760[1]——标度100%

P0760[1]——死区宽度4

P0771——模拟量输出

可能的设定值:21 实际频率;25 输出电压;26 直流电压;27输出电流

P0776——模拟量输出性质

可能的设定值:0电流;1电压

P0777——标定模拟量输出百分比

默认值:0—100%对应0—10V

改为-100%—100% 对应5—0V和5—10V实现反转和正转可根据控制要求选择设定值。

3 程序编写、下载、调试

程序编写后下载到电脑进行调试, 完成控制要求。

部分参考程序:

4 结论

通过此次改造, 实训室设备升级, 实训项目拓宽, 教师教学情绪激昂, 学生兴趣浓厚, 大大提高了教学效果。为社会培养技术型人才又迈进一步。

参考文献

[1]ACS800固件手册[K].北京:北京ABB电气传动系统有限公司, 2004.

[2]吉顺平等.西门子PLC与工业网络技术[M].北京:机械工业出版社, 2008, 2.

交流变频调速电梯系统设计和应用 篇8

随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用,人们对电梯的安全性、可靠性的要求越来越高,继电器控制的弱点越来越明显。可编程序控制器(PLC)是根据顺序逻辑控制的需要而发展起来的,是专门为工业环境应用而设计的数字运算操作的电子装置。鉴于其种种优点,目前,电梯的继电器控制方式已逐渐被PLC控制代替。同时,由于电机交流变频调速技术的发展,电梯的拖动方式已由原来直流调速逐渐过渡到了交流变频调速[1]。因此,PLC控制技术加变频调速已成为现代电梯行业的一个热点。

2 设备选型

(1)变频器的选择

本文选择VS—616G5型变频器是安川电机公司面向世界推出的21世纪通用型变频器。这种变频器不仅考虑了V/f控制,而且还实现了矢量控制,通过其本身的自动调谐功能与无速度传感器电流矢量控制,很容易得到高起动转矩与较高的调速范围[2]。VS—616G5变频器的特点如下:

包括电流矢量控制在内的四种控制方式均实现了标准化;有丰富的内藏与选择功能;由于采用了最新式的硬件,因此,功能全、体积小;保护功能完善、维修性能好;通过LCD操作装置,可提高操作性能。

(2)可编程序控制器(PLC)的选择

电梯PLC控制系统不再使用继电器控制系统中模拟轿厢运动的机械选层器。电梯运行过程中,轿厢所处楼层位置如何检测,PLC软件如何根据给定输入信号及运行条件判断或计算楼层数,是电梯正常运行的首要问题,是正确定向和选层换速的必要前提[3]。

根据以上要求,可编程控制器必须具有高速计数器。又因为电梯是双向运行的,所以PLC还需具有可逆计数器。综合考虑后,本设计选择了日本OMRON公司生产的C系列P型机。

3 电梯控制系统设计

电梯PLC的控制系统和其他类型的电梯控制系统一样主要由信号控制系统和拖动控制系统两部分组成。图1为电梯PLC控制系统的基本结构图,主要硬件包括PLC主机及扩展、机械系统、轿厢操纵盘、厅外呼梯盘、指层器、门机、调速装置与主拖动系统等[4]。

系统控制核心为PLC主机,操纵盘、呼梯盘、井道及安全保护信号通过PLC输入接口送入PLC,存储在存储器及召唤指示灯等发出显示信号,向拖动和门机控制系统发出控制信号。

3.1 信号控制系统设计

电梯信号控制基本由PLC软件实现。电梯信号控制系统如图2所示,输入到PLC的控制信号有运行方式选择(如自动、有司机、检修、消防运行方式等)、运行控制、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、旋转编码器光电脉冲、开关门及限位信号、门区和平层信号等。

3.2 速度给定曲线

为了满足舒适感提高运输效率及正确平层要求,电梯的速度给定曲线是一个关键环节。人们对于速度变化的敏感度主要是加速度的变化率,舒适感就意味着要平滑的加速和减速。

为了获得良好的舒适感,将电梯的起制动速度曲线设计成由两段抛物线(S曲线)及一段直线构成,而这一曲线形状的构成及改变,则是由加速度斜率及S曲线变化率决定的。加速斜率是以速度给定从0加速到1000转/分所需要的时间来定义的。其意义为加速度由0加速到1000转/秒所需要的时间。因此通过改变起动加速时间可获得不同的起动曲线斜率。增大加速时间值起动曲线变缓,反之,起动曲线变急。同理,增加S曲线变化率起动曲线弯曲部分变缓,反之,起动曲线弯曲部分变急。而S曲线变化率的变化,也可通过改变S曲线起始、终了加速时间来实现,本设计采用的616G5变频器就具有S曲线加速时间设定功能,故将加速时间和S曲线加速时间配合调整,即可获得理想的起动曲线。同理,制动曲线也可按此方法调整。理想的电梯速度给定曲线如图3所示,图中a为加速度,v为速度。

3.3 减速及平层控制

电梯的工作特点是频繁起制动,为了提高工作效率、改善舒适感,要求电梯能平滑减速至速度为零时,准确平层,即“无速停车抱闸”,不要出现爬行现象或低速抱闸,即直接停止,要做到这一点关键是准确发出减速信号,在接近层楼面时按距离精确的自动矫正速度给定曲线。本设计采用旋转编码器检测轿厢位置,只要电梯一运行,计数器就可以精确地确定走过的距离,达到与减速点相应的预制数时即可发出减速命令[5]。

不论哪种方式产生的减速命令,由于负载的变化、电网波动、钢丝绳打滑等,都会使减速过程不符合平层技术要求,为此一般在离层楼100mm～200mm处需设置一个平层矫正器,以确保平层的长期准确。

3.4 I/0点数的分配及机型的选择

本设计按七层的电梯为例,根据需要控制的开关、设备大约有52个输入点,34个输出点需进行控制,考虑10%～15%的裕量,故选择C6OP主机模块+C40P扩展单元,其I/O点数可达56/44个。

3.5 旋转编码器与PLC的连接

本系统采用相对计数方式进行位置测量。运行前通过编程方式将各信号,如换速点位置、平层点位置、制动点位置等所对应的脉冲数,分别存入相应的内存单元,在电梯运行过程中,通过旋转编码器检测、软件实时计算以下信号:电梯所在层楼位置、换速点位置、平层点位置,从而进行楼层计数、发出换速信号和平层信号。

如图4所示,脉冲信号输入到C60—P的0000端,0001端接硬件复位信号,用于当电梯运行至端站时高速计数器复位校正楼层计数及消除累计误差。当复位信号从ON转为OFF时,高速计数器从零开始计数。

3.6 系统结构框图

系统由轿厢、开关门机构、曳引机构、控制系统等组成,如图5所示。

4 应用实例

本文的设计方案于去年应用于吐哈的一栋5层办公大楼,根据PLC的I/O节点使用原则,应留出一定的I/O点以做扩展时使用。系统中实际需要输入点47点,输出点40点,因此我们选用西门子S7-300PLC,其中CPU的型号选为CPU315,输入模块的型号选为DI32x DC24V,总共需要两块,输出模块的型号选为DO32x DC24V/0.5A,总共也需要两块。PLC通过向安川VS—616G5变频器发出电梯上行输出和电梯下行输出信号,从而控制曳引电动机的转动方向,决定电梯的上/下行运动;PLC通过向安川616G5变频器发出电梯高速运行和电梯低速运行信号,从而间接控制曳引电动机的转动速度,决定电梯的高速/低速运动。电动机通过脉冲发生器(编码器)和PG卡将速度信号及时反馈给安川616G5变频器,从而形成速度闭环控制。经过一年的运行,该电梯未出现运行故障,使用人员对电梯的反映良好,具有稳定可靠的性能。

5 结语

本设计满足电梯控制的基本要求。利用通用变频器和PLC实现了对电梯的控制,通过合理的设备选型、参数设置和硬件设计,提高了电梯运行的可靠性,改善了电梯运行的舒适感,并节约了电能。

参考文献

[1]黄立培.变频器应用技术及电动机调速[M].北京:人民邮电出版社,1997:3～8

[2]吴忠智.变频器应用手册[M].北京:机械工业出版社,1995:1～5

[3]张福恩.交流调速电梯原理设计及安装维修[M].北京:机械工业出版社,1993:59～62

[4]陈一才.大楼自动化系统设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1994:43～52

交流变频调速 篇9

《交流变频调速技术》是电气工程及其自动化专业的一门重要的专业基础课, 其教学效果的好坏将会对学生学习及就业产生重要的影响。然而, 由于这门课程不仅具有较强的理论性, 而且具有很广阔的工程背景, 教学课时却相对较少, 对本科学生尤其是本三院校学生的而言, 学好它并非易事。对这一点, 笔者在长期的教学过程中有着较深刻的体会。考虑到学生的基础, 社会的实际需求以及技术的日新月异, 笔者认为, 教师在组织教学时可以重点突出以下几个方面:

1 选好教材, 降低理论难度, 补充实用知识, 完善教学内容

教育部有关专家曾指出, 我国90%以上的高校应该以培养应用型人才为目标, 那么显然本三院校在此范围之内。所谓“应用型”本科教育就是指, 在培养学生具有较宽广的理论基础的前提下, 更注重对学生进行实践性、应用性和技术性等方面的培养, 以直接和市场接轨, 也即突出“应用”二字。为此, 就这门课程而言, 笔者认为教师在组织教学时完全可以弱化理论深度, 而把重点放在应用上来。

其一, 教师在选择教材时, 不易选择理论性非常强的教材, 而是应该选择那些具有一定的基本理论但更注重强调实际应用的教材。这样, 直接就降低了理论深度, 强化了实际应用, 既方便教师教学, 又利于学生的学习和掌握。所以课程教材最终选用了北京航空航天大学出版社, 何超主编的《交流变频调速技术》一书。

其二, 贴近市场, 扩充新的内容。变频器技术目前已经在国内使用的很广泛了, 生产变频器的厂家很多, 但是市场上应用最多的还是日系和欧洲的产品, 比如日本三菱、松下和欧姆龙生产的, 欧洲有德国西门子和法国施耐德生产的。而教材中只有三菱FR-E500系列变频器的内容, 于是笔者又补充了西门子MM440变频器的知识。这样以来, 就大大开拓了学生的知识面, 从而为将来的工作打下一个良好的基础。

2 用好多媒体, 完善课堂教学

课堂教学是整个教学系统中最为重要的环节, 笔者认为用好多媒体对教学效果的好坏起着至关重要的作用。因为多媒体课件具有形象生动, 易于理解, 直观效果好, 条理清晰的特点, 把它引入到《交流变频调速技术》教学之中可以有效地解决部分教学难题。例如, 变频技术中矢量控制这部分内容, 是课程的重点与难点, 对于如何去理解矢量控制的基本思路, 尤其是理解三相异步电动机产生的磁场如何与直流电动机的磁场等效, 进而可以经过坐标变化把异步电动机模型转变为直流电动机模型这部分知识难点时, 如果一味用文字描述, 学生常常难以理解。而如果制作出相应的多媒体课件, 使之能通过图片的形式直观的表示出三相异步电动机磁场, 直流电动机磁场以及矢量控制系统的结构, 从而使学生感觉很抽象的转化关系非常清晰的体现出来, 那么, 通过这种方法, 学生就能够理解并最终消化这部分知识难点。通过多媒体手段, 还可以使学生在眼动、口动、脑动及合作、交流、讨论等愉快的情境中完成整个教学内容, 大大提高学生的学习兴趣和教学效率。

3 增强教学语言的感染力

工科的知识一般都比较抽象, 难以理解, 学生听起来会感觉没什么兴趣, 这样就加大了课堂教学的难度, 制约了教学效果。所以, 笔者在实际教学工作中, 总是尝试使用生动风趣、富于感染力的语言来讲述知识。这样能引起学生注意, 感染学生情绪, 启迪学生思维, 促进学生记忆从而提高教学效果。然要想真正做到一名教学语言具有非凡感染力的教师, 也并不是一日之功。笔者认为教师要使自己的语言富有感染力, 就必须具有高度的涵养、丰富的学识、机敏的思维、良好的口才、真诚的情感, 扎实的文学功底和行之有效的机智、幽默和风趣。只有这样, 才会像一团圣火, 点焰学生理想的烈焰。笔者面前还有很长的一段路要走, 但会持续努力, 不会放弃。

4 强化实验课教学

就本课程而言, 增强实验环节的意义是毋庸置疑的。笔者认为, 三本院校教育的理念应该更多的放在应用上来。同时, 变频器技术的价值就体现在应用上。学生不能只懂一点变频器工作原理、内部结构和功能就满足了, 更应该到实验室去动手做。学校专门建设了PLC和变频实验室, 购买了多套实验器材, 所以有条件来强化实验教学。为了强化实验, 笔者根据教材并参照目前工业生产中较成熟的工程案例, 编写了变频实验指导书。学生可以紧扣指导书, 动手做实验。通过实验课的教学, 学生可以更深入的了解变频器的功能, 掌握变频器参数的设定和保存等操作方法, 如此以来, 学生一方面加深了对课堂上所学知识的理解, 另一方面锻炼了自己的动手能力, 最终可以大大提高学生的学习积极性。

结束语

这样教学, 不仅增强了学生的学习兴趣, 提高了学习效率, 而且也使学生的实际动手能力得到了很大锻炼。笔者在教学中始终遵循着以上几个原则, 从实际情况看, 效果不错。当然, 《交流变频调速技术》的教学是个长期的、细致的、综合性的系统工程, 只有不断改进、不断总结, 才能不断完善, 最终达到良好的教学效果。

摘要：《交流变频调速技术》课程的理论性和实践性均很强, 因而既难教又难学。从几个方面对这门课程的教学方法进行研究, 以期达到提高教学质量之目的。

关键词：变频调速,教学改革,实践性

参考文献

[1]张燕宾.常用变频器功能手册[M].北京:机械工业出版社, 2004.

[2]林峰.多媒体课件制作与在教学中的运用[J].科教信息, 2008.

交流变频调速 篇10

电梯的拖动方式经历了直流电动机调速、交流单速电动机调速、交流双速电动机调速、到现今的交流变频调速。交流变频调速以其平稳、高效、节能等优点, 受到了广泛的认可。现在这两项技术结合在电梯控制系统中极为广泛, 下面就对PLC控制交流变频调速电梯系统进行简单的介绍。

1 PLC的工作原理及特点

PLC工作过程可分为三个阶段, 即输入采样、程序执行和输出刷新。每完成一次输入采样、程序执行、输出刷新即称为一个扫描周期。扫描周期是由PLC中的CPU扫描速度决定的。在输入采样阶段, PLC以扫描的方式按序依次读入输入程序 (常用梯形图) , 并将其存放在I/O映像区的特定单元中;接着执行程序, PLC按照固定顺序 (由上至下, 由左至右) 执行输入程序;最后在输出刷新阶段, CPU按照I/O映像区内的状态、数据刷新输出到锁存电路, 再由输出电路驱动外设, 完成PLC的输出。

PLC控制系统的特点: (1) PLC控制是由软件对电梯进行自动控制, 可靠性强; (2) 结构简单, 外部线路简化; (3) 操作简便, 运行效率高; (4) 在更改电梯控制系统方案时, 只需通过改变软件编程即可实现, 不需改动硬件接线。

2 电梯变频调速的原理及特点

通过均匀连续地改变供电电源的频率, 改变电梯的转速。这同时也改变了电动机的最大转矩。而电梯运行要求恒定转矩负载即要求在调速时最大转矩保持不变。因此改变频率的同时必须改变电压, 这种调速实质上是变频变压调速。

变频调速的特点: (1) 变频调速使用的是异步电动机, 具有体积小、成本低、结构简单和可靠性高等优点; (2) 变频调速电源使用先进SPWM和SVPWM技术, 具备控制精度高、动态性能强和调速范围广等优点; (3) 变频调速电梯效率高, 节能效果显著。

3 电梯的控制系统

电梯控制系统的硬件由操纵盘、厅门信号、电源、PLC、变频器和调速系统组成, 其结构图如图1所示。

这里, 轿厢的调速主要是由PLC与变频器协作完成的。PLC与变频器是双向关联的。变频器将其本身的工作状态传送至PLC中, 同时PLC中的逻辑控制处理各种信号, 并将该信号 (如正转、反转、加速、减速等) 传送至变频器。变频器依据相关控制参数与算法对电动机进行控制。此外, 电梯控制系统中还配备了与电动机同轴的旋转编码器, 来检查电梯运行速度。变频器中的制动电阻是为了抑制电梯减速运行时, 电动机向变频器回馈电能时, 直流电压升高。

3.1 调速系统的设计

3.1.1 变频器的容量

变频器的功率取决于曳引机电动机功率P1、电梯的自重W1、电梯的额定载重W2、电梯的配重W3和电梯的速度v。在正常工作的条件下, 电梯上升时所需的电动机功率P2为[1]:

其中:f摩表示摩擦力;k为摩擦系数。

由于变频器的功率P接近于电动机的功率P1, 相较于P2又存在较大裕量, 故按经验值, 变频器的功率P≈1.5·P2。经验证按照此种方法选取变频器, 在满足要求的前提下, 可有效的避免浪费与高成本。

3.1.2 变频器制动电阻

电梯负载属于位能负载, 其运行过程中会产生再生能量, 故要求变频调速装置应具备一定的制动功能。就现今技术水平而言, 最为经济且效果显著的非制动电阻莫属。该方法是将再生能量通过制动单元以能耗的方式消耗在制动电阻上。设制动电阻为R1, 制动电流为I1, 按要求制动电流应小于或等于额定电流I的1/2, 故:

其中, Uo为变频器的额定电压。这里要注意的是制动电阻的工作时间是间歇性不连续的, 因此其功率远远小于通电时消耗的功率。

3.2 PLC控制系统的设计思路

3.2.1 信号控制系统

电梯的信号控制系统主要由PLC软件进行实现。输入到PLC中的信号包括:运行方式的选择 (如自动、检修、消防运行等) 、运行控制信号、轿内指令、层站召唤、安全保护信息、旋转编码器光电脉冲、开关门及限位信号、门区和平层信号等[2], 电梯控制系统框图如图2所示。

3.2.2 电梯操作方式

(1) 轿厢下集选控制登记所有轿厢和厅门的下行召唤;轿厢上行只应答轿厢召唤直至顶层, 自动改变运行方向为下行, 应答门厅下行召唤; (2) 单轿厢全集选登记所有门厅与轿厢召唤;上行时顺序应答轿厢和门厅的召唤直至顶层, 自动反向应答下行召唤与轿厢召唤[3]。

3.2.3 速度给定曲线

设计合理的电梯速度给定曲线, 能够有效保证电梯的运输效率和运行的正确性。而速度给定曲线的平滑度是影响电梯舒适度的重要因素。

4 展望

随着城市化进程的加快, 电梯将成为千家万户必不可少的运输工具之一。电梯的舒适性、环保性和智能化将成为日后电梯发展的着眼点。

(1) 舒适性。舒适性的保障不仅仅体现在电梯硬件设施上, 合理、人性化的软件编程将受到越来越多的关注; (2) 环保性。随着人们环保意识的日益增强, 绿色电梯的概念得到广泛的认可, 即要求电梯不仅噪声低、电磁兼容性强、寿命长, 更要满足节能、环保的要求; (3) 电梯控制系统的智能化。电梯控制系统的智能化主要依托于计算机软硬件, 使之更适应电梯运输的不确定性、控制目标多样性等动态特征; (4) 网络信息化。将电梯控制系统与网络技术相结合, 用网络实现电梯的监测与维护, 节约人力和成本。

参考文献

[1]黄立培.变频器应用技术及电动机调速[M].北京:人民邮电出版社, 1998.

[2]肖军, 孟令军.可编程序控制器原理及应用[M].北京:清华大学出版社, 2008.

交流变频调速 篇11

摘 要：矿井主提升是矿井开采生产的重要环节，主提升机多采用大功率电机。随着空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术的发展，交流异步电机的调速性能有了大幅改善。本文介绍了SVPWM的基本原理，并采用德州仪器公司的TMS320F2808作为控制核心，设计出一套交流调速系统，控制性能优秀，可较好的满足矿井主提升的调速要求。

关键词：矿井主提升；空间矢量控制；交流调速

0 引言

矿井生产过程中，主提升是非常重要的一个环节，所有井下产出的原煤都需经主提升机提升至地面。为了生产和检修的需要，提升机必须具有优秀的调速性能。过去为了满足提升机调速性能，常使用直流电机作为驱动，然而直流电机本身结构复杂，造价高昂，维护费用高。三相交流异步电机结构简单，成本低廉，早已在生产生活中大量应用，受限于调速装置无法满足矿井提升机的要求。随着交流调速技术的发展，脉宽调制（PWM）、空间矢量脉宽调制（SVPWM）等技术日趋成熟。同时，电力电子技术、控制理论等学科不断发展，异步电机的交流调速越来越多的应用于实际工程中。

1 异步电机的SVPWM控制理论

1.1 电压空间矢量和磁链空间矢量

近年来，异步电机的调速控制方式已经发展到了全数字化的控制方式。由于SVPWM模型简单，转矩脉动小且具有较好的谐波抑制能力，在现代交流电机控制中应用广泛。

电压空间矢量按照电压所在绕组的空间位置确定，电机定子绕组定义了一个三相静止的平面坐标系。

定子电压UA，UB，UC分别施加在三个轴线上，形成三个电压空间矢量UA，UB，UC。三者按正弦规律变化，合成的空间矢量U是一个以电源角频率ω旋转的空间矢量。

U=UA+UB+UC （1-1）

对于电流空间矢量I和磁链空间矢量ψ，有

U=RI+ （1-2）

忽略定子运行的电阻，式（1-2）可变换为

ψ=ψ0+UtΔt（1-3）

上式中，ψ0为磁链矢量的初始值，Δt为电压矢量Ui作用的时间。

1.2 电压空间矢量分析

图1所示为一个典型的PWM变流器的逆变部分，图中上桥臂V1，V2，V3三个功率管在导通状态下表示为1，关断状态下表示为0。下桥臂V2，V4，V6与其状态正好相反。显然，电路有8种开关状态（000，001，011，010，100，110，111，101），因此，三相逆变电路输出

2 电压空间矢量SVPWM的实现

2.1 系统硬件设计

对于矿井主提升机而言，功率动辄上百千瓦甚至上千千瓦，考虑到系统的安全稳定、抗干扰以及检修的方便性等因素，本系统采用控制部分与功率部分两部分在空间上隔离运行，强弱电独立供电。控制部分主要有CPU、电源等模块。功率部分是系统的强电部分，由主开关电路、电流检测电路等组成。图3为系统硬件总框图。

TMS320F2808是IT公司的16位DSP，片内有128KB的FLASH、36KB的RAM。EVA和EVB，每个事件管理器包含两个16位通用定时器、16个脉宽调制通道、4个比较单元、4个捕获单元以及2个正交编码脉冲电路。在系统控制电路中，采用DSP中的脉宽调制单元实现PWM输出可极大节省波形生成电路，简化软硬件设计，提高程序读写效率。

矿井日常生产中，井上井下提升机车房内生产环境较为恶劣，DSP电路板在制作完成之后需进行封装，避免受潮。

2.2 软件设计

DSP主程序将完成系统初始化、模块初始化、中断系统设置等工作。这些模块包括：输入/输出模块、ADC模块、事件管理器EVA和EVB模块。

TPWM值选取越小，则电机旋转磁场越逼近正圆形，图4为主程序流程图。

图4 主程序流程图

由于功率器件开关频率的限制，TPWM取值无法过小，DSP周期寄存器的周期为TPWM/2，为方便编程，将t1、t2 置换为t1/ （TPWM/2）、t2/（TPWM/2）。

3 结语

在矿井实际生产中，功率单元选用英飞凌公司的IGBT，驱动一台1140kW的三相交流异步电机，应用效果良好。

基于TMS320F2808 DSP的全數字控制系统通过软硬件结合实现了空间矢量脉宽调制控制，配合功率模块、过程控制模块、故障诊断模块、总线通讯模块等各个部分，实现了矿井主提升的全自动化、数字化，调速性能优秀。

参考文献：

[1]李华德.电力拖动自动控制系统[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2]苏奎峰.TMS320X281X DSP原理及C程序开发[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008.

[3]王兆安，黄俊.电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2000.

作者简介：

交流变频调速 篇12

关键词：PLC控制,变频调速,应用

我国的高层建筑在工程的建筑中日益增多, 住户对于电梯的需求越来越强烈, 并且人们的要求也在不断的提升, 从原有的安全性问题过渡到智能化的要求等等, 我们对电梯的发展而言, 我们可以认定这一点, 无论何时都在与电子信息化技术相连接。电梯技术在发展初期, 我国在电梯技术方面采用的是继电器进行控制, 但是随着电子信息化计算机技术的不断发展, 原有的继电器在电梯的控制中并不适应, 所以采用了可编程逻辑控制器 (ProgrammableLogicController, PLC) 控制系统, PLC控制系统在二十世纪电梯的应用中不断的发展起来。可编程逻辑控制器控制系统是根据有顺序的逻辑的控制, 根据需求而发展起来的, PLC控制交流变频调速控制系统表现出可靠性高、操作容易和编程简单等特点, 它也是为工业环境的应用专门设计的一种采用数字运算操作的电子装置。PLC控制交流变频调速控制系统已经是我国现代电梯中的一个热点。目前为止, 我国的电梯控制系统的机构装置还很简单, 外部的线路简化, 故障自动检测和报警系统还在发展。

一、可编程逻辑控制器 (PLC) 交流变频调速控制系统的设想

PLC控制交流变频调速控制系统整体的设计是以可编程逻辑控制器为主要核心部分的, 可编程序的控制器的主机和操作盘、呼梯盘、井道以及安全的保护信号连接后, 将可编程序的控制器所需要的数据输入到存储器中进行运算使用, 之后通过接口输出, 向各个指层器的指示灯发出信号指示, 可以根据信号, 电梯就开始进行开门和关门的控制和运作。PLC控制交流变频调速控制整个控制系统的设计采用的是全数字的调速变频器, 由于电梯的需求和其他的设备需求有所不同, 除了安全性能之外, 还有就是舒适度的配置, 所以在电梯的设计中调速系统是最为关键的。此外, 现当代社会要求节能, 在电梯系统的用电量方面要有所控制, 电梯所消耗的用电量和交流变频调速系统有着密切的关系。PLC控制交流变频调速控制这种变频器具有磁通矢量控制的功能, 适合电梯交流变频调速的安全性和舒适性的性质。

二、PLC控制交流变频调速控制系统在电梯中的特点

1. 灵活性

使用可编程逻辑控制器的灵活性:PLC的编程的语言有功能图表、梯形图形和语句的说明等等类型, 不同的编程系统的方法可以综合的运用到编程中来, 可以有效的开拓PLC控制交流变频调速控制系统在电梯中的应用领域, 使之操作更为方便、便捷。

宽领域的灵活性:PLC控制交流变频调速控制系统可以适用在不同的规模中, 可以根据控制的方位和适用的规模进行具体的容量上的拓展, 使它的应用更加的灵活与多样。

2. 操作简单

操作简单方便:在通常的状况下, PLC控制交流变频调速控制系统使用编程是对系统程序的执行更改和输入进行的。在操作的编程器上可以把输入的信息全部显示出来, 假设编程序的控制器是大中型的, 这样编程器就了可以在CPT的显示屏上运用。

编程上的简单方便:在编程序的控制器中有很多程序的存在, 编程的专业人员可以根据自己的不同喜好选择出不同的编程语言。对于电气自动化技术的专业人员来说, 由于电气的原理设计图和梯形设计图在某种程度上几乎是一样的, 所以, 他们很容易就会掌握。对于编程的人员来说, 给他们最大帮助的编程语言是布尔助记符。

3. 安全可靠性

PLC控制交流变频调速控制系统是一套系统完整的控制装置, 他有着普通电子计算机没有的特性。在计算机的编程方面简单明了, 和具有较强的硬件设施。PLC控制交流变频调速控制系统可以方便于工业各个生产项目的控制和操作。

PLC控制交流变频调速控制系统内部有一套安全可靠的可行性策划方案, 比如, 有必要断电的保护措施、信息的保护和恢复信息的行为、故障的自行诊断等, 这些都是为了保证高效的完成交流变频调速系统的策划。

为了加强PLC控制交流变频调速控制系统的硬件设施, 制定出一套能够提高安全保障的策划方案, 例如, 为了达到降低电梯的维修采用安全、可靠有保障的元件。

三、PLC控制交流变频调速控制系统中各模块的

1. 硬件模块

电梯的运行都是双向运行的, 可上可下, 对于PLC的选择上必须是带有可逆性的计数器, 而且PLC应该是带有高数可逆性的计算器, 在电梯的运用领域中, 通常是精确在0.001s的时间上来计算。总体考虑, 日本的OMRON公司生产出来的C系列的P型机器是这个设计上的最好的选择, 这款机器的体积小, 操作简单, 容易掌握。在硬件的设施方面上, 我们要针对设施的52个输入点和34个输出点进行连接, 来防备其它用途的扩展。

2. 软件模块

在整个PLC控制交流变频调速控制的系统中, 标准的软件包应用是关键基本的环节, 我们以2STEP7为例, 这种标准的软件包可以允许结构化用户的程序, 我们将这些程序分解, 并且很容易的被理解, 这样在标准的程序编程的过程中就会非常的准确。

在PLC交流变频调速的整个系统中, 可将软件模块分为调用操作系统与用户程序的接口组织块。软件标准自带系统中的系统功能块和系统功能, 这两种的功能模块经过测试集合在CPU的功能程序库作为操作系统的一个重要的组成那个部分, 并不在整个程序中占用过多的空间, 具有一定的储蓄能力, 而且还需要一个背景的数据模块, 将这个模块作为整个程序的一部分安到CPU上。

四、PLC控制交流变频调速控制系统在电梯中的运用分析

PLC控制交流变频调速控制系统应用于电梯中, 而电梯中的信号控制全都是有软件模块实现的, 在整个输出的信号中可以分为两个部分是控制和警示, 在类别上主要是在运行方式上的选择、实现运行中的控制和安全保护的信息等。

本篇文章的设计中采用的是通用的编程方式, 可以对抽象的电路进行描述, 不用考虑特定情况下的制造工艺, 通过采用Altera公司QuartusII软件的综合逻辑的工具将设计自动转变为任何一种制造的工艺图。假如需要移动到新的系统, 就必须根据新的工艺来对电路的程序进行优化, 即可以生成新的工艺门级网表。

在整个的PLC控制交流变频调速控制系统的工作方式:phase_ctrl上用于比较输入的信号fin和输出的信号fout作为输出误差信号, loop_filter模块作为消减相位误差信号中出现的高频分量;clk_ctrl模块作为提升相位控制的精准度, 降低相位抖动;m_div模块作为输出信号来进行分频。例如有2分频、4分频8分频和16分频等等。

这种设计时除m的计数器, 用来对clk_ctrl模块的输出信号在系统中进行的分频, 由于f=clk/2m=fc, 通过改变N值得方式获取不同的中心频率fc, 与此同时得到了输出的信号f。分频器原理的实现主要是利用对计数器进行的计算, 从而达到分频进行翻转分频的目的, 2m分频器主要是对时钟信号进行的分频。

在电梯的运行过程中, 变频的处理程序最简单的方法是:

五、总结

电梯设计中采用PLC控制交流变频调速控制系统和是否符合了人体力学的原理有着一定的关系, 是住户搭载电梯时不会感觉到不适的地方发生, 所以在电梯的设计过程中, 最为关键的部分是对这个系统中变频调速的设计上, 在现今的电梯设计上, 最大的不足之处就是电梯中的信号不顺畅。因为信号迟缓, 使得电梯状态出现了问题, 耽误了过多的时间。针对我国的在电梯的行业, 可以将可编程逻辑控制器应用在电梯的逻辑控制上, 通过合理有效的设计和选择来使得电梯变频调速控制达到理想中的效果。

参考文献

[1]刘国华.PLC控制交流变频调速控制系统在电梯中的应用[J].制造业自动化.201 (106)