長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校 繼續(xù)教育學(xué)院 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 中文題目： 臥式粗磨機(jī)電氣系統(tǒng)改造 英文題目： 畢業(yè)專業(yè)： 汽車機(jī)械制造技術(shù) 學(xué)生姓名： 準(zhǔn)考證號(hào)： 指導(dǎo)教師： 二零一四 年 八 月 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的 論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得 長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校 或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。 論文作者簽名： 簽字日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本論文作者完全了解 長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等?？茖W(xué)校 有關(guān)保留、使用論文的規(guī)定。特授權(quán) 長(zhǎng)春汽車工業(yè)高等專科學(xué)校 可以將論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制 手段保存、匯編以供查閱和借閱。 （保密的論文在解密后適用本授權(quán)說(shuō)明） 論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日 中文摘要 中文摘要 變頻調(diào)速可以使用標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)如不需維護(hù)的籠型電動(dòng)機(jī)，可以連續(xù)調(diào)速，改變轉(zhuǎn)速方向可通過(guò)電子回路改變相序?qū)崿F(xiàn)。其優(yōu)點(diǎn)是啟動(dòng)電流小，加減速度可調(diào)節(jié)，電機(jī)可以高速化和小型化，防爆容易，保護(hù)功能齊全等，隨著控制技術(shù)和電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。 由于 功能強(qiáng)大、使用容易、可靠性高，常常被用來(lái)作為現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集和設(shè)備的控制。組態(tài)軟件技術(shù)作為用戶可定制功能的軟件平臺(tái)工具，在工控機(jī)上可開(kāi)發(fā)出友好的人機(jī)界面，通過(guò) 以對(duì)自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行 “智能化 ”控制。電動(dòng)機(jī)交流變頻調(diào)速技術(shù)是當(dāng)今節(jié)電、改善工藝流程以提高產(chǎn)品質(zhì)量和改善環(huán)境，推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的一種主要手段。變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和起制動(dòng)平穩(wěn)性能、高性能、高功率因數(shù)和節(jié)電效果，廣泛的適用范圍及其它許多優(yōu)點(diǎn)而被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式 。 關(guān)鍵詞 ：變頻器 電動(dòng)機(jī) 節(jié)能 目錄 be as a be of be by an is be of of As LCs to is as a as of on PC AC in s to a of of a of of at as 錄 目 錄 第一章 臥式粗磨機(jī)電氣系統(tǒng)改造 提出原因 . 1 第二章 概述 . 2 磨機(jī)工作原理 概述 . 2 臥式粗磨機(jī)改 造前存在的問(wèn)題分析 . 2 第三章 三相電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速 . 3 變頻器簡(jiǎn)介 . 3 變頻器的工作原理 . 3 變頻器的構(gòu)成與功能 . 4 變頻器的控制方式 .未定義書(shū)簽。 變頻器調(diào)速的控制方式 .未定義書(shū)簽。 基頻以下調(diào)速 .未定義書(shū)簽。 基頻以上調(diào)速 . 7 第四章 電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理及方法 . 8 相異步電動(dòng)機(jī)的基本原理 . 9 相異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理 . 10 第五章 硬件的選擇 . 11 5. 變頻器的選擇 . 12 第六章 改造方案的實(shí)施與成果 .未定義書(shū)簽。 計(jì)思路 .未定義書(shū)簽。 體實(shí)施 .未定義書(shū)簽。 果 .未定義書(shū)簽。 第七章 結(jié)束語(yǔ) .未定義書(shū)簽。 參考文獻(xiàn) .未定義書(shū)簽。 致謝 .未定義書(shū)簽。 1 第一章 臥式粗磨機(jī)電氣系統(tǒng)改造提出原因 本文針對(duì)目前的實(shí)際需要，對(duì)本廠的臥式粗磨機(jī)，三相異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的卡具小車進(jìn)行技術(shù)改造，對(duì)原有的工作方式進(jìn)行了分析與對(duì)比。對(duì)于提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率具有重要意義。 另一方面，在節(jié)能減排的大環(huán)境下，節(jié)約電能是 21 世紀(jì)的共同話題，具有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界用電量中約有 60%是通過(guò)電動(dòng)機(jī)來(lái)消耗的，考慮起動(dòng)、過(guò)載、安全系統(tǒng)等原因，高效的電動(dòng)機(jī)經(jīng)常在低效狀態(tài)下運(yùn)行，采用變頻器對(duì)交流異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速控制，可使電動(dòng)機(jī)重新回到高效的運(yùn)行狀態(tài)，這樣可節(jié)省大量的電能 。 發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)已成全球共識(shí)。節(jié)能能源、降低消耗，構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)已是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的一個(gè)永恒的話題。這場(chǎng)綠色革命的浪潮中，節(jié)能環(huán)節(jié)是極具邊際經(jīng)濟(jì)效益和推廣價(jià)值的。相較于清潔能源在全球能源供應(yīng)端較低的占比和較高的邊際成本，節(jié)能仍是綠色革命中最具推廣意義和邊際經(jīng)濟(jì)效益的領(lǐng)域。 無(wú)論是消費(fèi)電子還是在工業(yè)領(lǐng)域，利用變頻技術(shù)達(dá)到節(jié)能的目的成為人們追求的目標(biāo)。在超市中，一排排的變頻空調(diào)、變頻風(fēng)扇吸引消費(fèi)者的目光；在工廠中，伺服電機(jī)、變頻器現(xiàn)身生產(chǎn)線上，正為企業(yè)達(dá)到節(jié)能降耗的指標(biāo)作出貢獻(xiàn)。 2 第二章 概述 磨機(jī)工作原理 概述 臥式粗磨機(jī)的用途：我廠為一汽大眾配套生產(chǎn)捷達(dá)車發(fā)動(dòng)機(jī)缸體，為此引進(jìn)兩臺(tái)臥式粗磨機(jī)用來(lái)對(duì)缸體進(jìn)行端面毛刺磨削清理。電氣系統(tǒng)主要采用 輸送鏈條拖動(dòng)缸體隨行夾具，載著缸體通過(guò)兩個(gè)高速旋轉(zhuǎn)的砂輪磨頭，對(duì)缸體的兩個(gè)對(duì)稱端面進(jìn)行磨削加工，以清理掉缸體端面的毛刺。兩臺(tái)磨床工作原理基本一致，只是加工位置有所差異。這 2 臺(tái)磨床在我車間針對(duì) 06A/旦出現(xiàn)故障將影響全生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)。 臥式粗磨機(jī)的流程：在原位裝上缸體夾具夾緊鏈條輸 送磨削橫端面輸送到終點(diǎn) 吊件到另一臺(tái)磨床同時(shí)輸送返回另一臺(tái)磨床夾具夾緊輸送磨削側(cè)端面輸送到終點(diǎn)卸下工件到下一工序同時(shí)輸送返回。 臥式粗磨機(jī)改造前存在的問(wèn)題分析 2010 年，我廠根據(jù)市場(chǎng)需求調(diào)整了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，分別新增了 050， 4制投產(chǎn)后，這些產(chǎn)品在清理工序反映出了非常嚴(yán)重的問(wèn)題。新產(chǎn)品與老產(chǎn)品相比，外形尺寸有所增大，端面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，毛刺突出。經(jīng)過(guò)磨床加工時(shí)，由于加工端面面積增大，毛刺吃刀量增大，頻繁發(fā)生卡件悶車現(xiàn)象，經(jīng)常悶停磨頭砂輪，和 輸送電機(jī)。每次卡件，因?yàn)槎际菒炌蝹?cè)砂輪，另一側(cè)繼續(xù)旋轉(zhuǎn)磨削，都會(huì)磨偏造成一件廢品，造成成本上的很大浪費(fèi)。磨頭電機(jī)電機(jī)和輸送電機(jī)燒毀現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。經(jīng)過(guò)分析，設(shè)備的輸送鏈條是由一臺(tái) 異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)缸體進(jìn)行磨削加工，現(xiàn)在產(chǎn)品磨削負(fù)荷增大，原來(lái)的輸送環(huán)節(jié)已經(jīng)不能滿足新產(chǎn)品的要求。也就是說(shuō)這臺(tái)設(shè)備沒(méi)有對(duì)新產(chǎn)品加工的能力。而新產(chǎn)品已經(jīng)投產(chǎn)，根本沒(méi)有替代的加工設(shè)備。由于清理加工的設(shè)備都屬于非標(biāo)，專機(jī)性質(zhì)，如果根據(jù)新產(chǎn)品新購(gòu)進(jìn)設(shè)備，從配套設(shè)計(jì)到交付使用，需要非常長(zhǎng)的周期。生產(chǎn)根本等不起。面對(duì)眼前的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，只能 從原設(shè)備身上去尋求解決辦法。 隨著我廠生產(chǎn)缸體品種的增加，產(chǎn)量的加大，由以前每月幾千個(gè)缸體到現(xiàn)在每月 3萬(wàn)多缸體，要求設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作。而且，電氣控制系統(tǒng)要有很高的可靠性和效率，無(wú)故障運(yùn)行和很好的維護(hù)性。這些要求該設(shè)備的控制系統(tǒng)很難達(dá)到，因此，對(duì)該設(shè)備的改造成為必然。 3 車間作業(yè)工人采用計(jì)件工資，車間作業(yè)工人采用計(jì)件工資，并且產(chǎn)量由人工計(jì)數(shù)，每生產(chǎn)一件都采用粉筆劃“正”字計(jì)數(shù)方式，不僅耽誤生產(chǎn)也分散精力，因此提出安裝計(jì)數(shù)器讓工人一目了然得到車間工人的認(rèn)同，省時(shí)省力。 第三章 三相電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速 頻器簡(jiǎn)介 頻器的工作原理 變頻器的工作原理是把市電（ 380V、 50過(guò)整流器變成平滑直流，然后利用 成的三相逆變器，將直流電變成可變電壓和可變頻率的交流電，由于采用微處理器編程的正弦脈寬調(diào)制（ 法，使輸出波形近似正弦波，用于驅(qū)動(dòng)異步電機(jī)，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。 頻器的構(gòu)成與功能 結(jié)構(gòu)：變頻器實(shí)際上就是一個(gè)逆變器 然后用電子元件對(duì)直流電進(jìn)行開(kāi)關(guān) 一般功率較大的變頻器用可控硅 使頻率在一定范圍內(nèi)可調(diào) 使轉(zhuǎn)數(shù)在一定的范圍內(nèi)可調(diào) 變頻調(diào)速技術(shù)是現(xiàn)代電力傳動(dòng)技術(shù)重要發(fā)展的方向，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流變頻技術(shù)從理論到實(shí)際逐漸走向成熟。變頻器不僅調(diào)速平滑，范圍大，效率高，啟動(dòng)電流小，運(yùn)行平穩(wěn)，而且節(jié)能效果明顯。因此，交流變頻調(diào)速已逐漸取代了過(guò)去的傳統(tǒng)滑差調(diào)速、變極調(diào)速、直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)，越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于冶金、紡織、印染、煙機(jī)生產(chǎn)線及樓宇、供水等領(lǐng)域。一般分為整流電路、平波電路、控制電路、逆變電路等幾大部分。 1. 整流電路 整流電路的功能是把交流電源 轉(zhuǎn)換成直流電源。整流電路一般都是單獨(dú)的一 4 塊整流模塊 . 2. 平波電路 平波電路在整流器、整流后的直流電壓中含有電源 6倍頻率脈動(dòng)電壓，此外逆變器產(chǎn)生的脈動(dòng)電流也使直流電壓變動(dòng)，為了抑制電壓波動(dòng)采用電感和電容吸收脈動(dòng)電壓 (電流 )，一般通用變頻器電源的直流部分對(duì)主電路而言有余量，故省去電感而采用簡(jiǎn)單電容濾波平波電路。 3. 控制電路 現(xiàn)在變頻調(diào)速器基本系用 16位、 32位單片機(jī)或 而實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化控制。 變頻器是輸出電壓和頻率可調(diào)的調(diào)速裝置。提供控制信號(hào)的回路稱為主控制電路，控制電路由以下電路構(gòu)成 :頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測(cè)電路”，電動(dòng)機(jī)的“速度檢測(cè)電路”。運(yùn)算電路的控制信號(hào)送至“驅(qū)動(dòng)電路”以及逆變器和電動(dòng)機(jī)的“保護(hù)電路 變頻器采取的控制方式，即速度控制、轉(zhuǎn)拒控制、 4. 逆變電路 逆變電路同整流電路相反，逆變電路是將直流電壓變換為所要頻率的交流電壓，以所確定的時(shí)間使上橋、下橋的功率開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通和關(guān)斷。從而可以在輸出端 U、 V、 20電角度的三相交流電壓。 功能： 1、變頻節(jié)能 變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各 種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí)，都留有一定的富余量。當(dāng)電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)，除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費(fèi)。風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過(guò)調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開(kāi)度來(lái)調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過(guò)程中。當(dāng)使用變頻調(diào)速時(shí)，如果流量要求減小，通過(guò)降低泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。 2、功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能 無(wú)功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱，更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低，大量的無(wú)功電能消耗在線路當(dāng)中，設(shè)備使用效 率低下，浪費(fèi)嚴(yán) 5 重，使用變頻調(diào)速裝置后，由于變頻器內(nèi)部濾波電容的作用，從而減少了無(wú)功損耗，增加了電網(wǎng)的有功功率。 3、軟啟動(dòng)節(jié)能 電機(jī)硬啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊，而且還會(huì)對(duì)電網(wǎng)容量要求過(guò)高，啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流和震動(dòng)時(shí)對(duì)擋板和閥門的損害極大，對(duì)設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后，利用變頻器的軟啟動(dòng)功能將使啟動(dòng)電流從零開(kāi)始，最大值也不超過(guò)額定電流，減輕了對(duì)電網(wǎng)的沖擊和對(duì)供電容量的要求，延長(zhǎng)了設(shè)備和閥門的使用壽命。節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。 頻器的控制方式 轉(zhuǎn)差頻率控制 轉(zhuǎn)差頻率控制就是通過(guò)控制 轉(zhuǎn)差頻率來(lái)控制轉(zhuǎn)矩和電流。轉(zhuǎn)差頻率控制需要檢出電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，構(gòu)成速度閉環(huán)，速度調(diào)節(jié)器的輸出為轉(zhuǎn)差頻率，然后以電動(dòng)機(jī)速度與轉(zhuǎn)差頻率之和作為變頻器的給定頻率。與 U/加減速特性和限制過(guò)電流的能力得到提高。另外，它有速度調(diào)節(jié)器，利用速度反饋構(gòu)成閉環(huán)控制，速度的靜態(tài)誤差小。然而要達(dá)到自動(dòng)控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)控制，還達(dá)不到良好的動(dòng)態(tài)性能。 矢量控制 矢量控制，也稱磁場(chǎng)定向控制。它是 70年代初由西德 直流電機(jī)和交流電機(jī)比較的方法闡述了這一原理。由此開(kāi)創(chuàng)了交流電動(dòng)機(jī)和等效直流電動(dòng)機(jī)的先河。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)系下的定子交流電流 過(guò)三相 效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流 通過(guò)按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)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 ， ，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(guò)相應(yīng)的坐標(biāo)反變換實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。矢量控制方法的出現(xiàn)，使異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速在電動(dòng)機(jī)的調(diào)速領(lǐng)域里全方位的處于優(yōu)勢(shì)地位。但是，矢量控制技術(shù)需要對(duì)電動(dòng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行正確估算，如何提高參數(shù)的準(zhǔn)確性是一直研究的話題。 6 直接轉(zhuǎn)矩控制 轉(zhuǎn)矩控制的優(yōu)越性在于 ，轉(zhuǎn)矩控制是控制定子磁鏈，在本質(zhì)上并不需要轉(zhuǎn)速信息，控制上對(duì)除定子電阻外的所有電機(jī)參數(shù)變化魯棒性良好，所引入的定子磁鏈觀測(cè)器能很容易估算出同步速度信息，因而能方便的實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器，這種控制被稱為無(wú)速度傳感器直接轉(zhuǎn)矩控制。 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 多數(shù)負(fù)載 具有恒轉(zhuǎn)矩特性，但在轉(zhuǎn)速精度及動(dòng)態(tài)性能等方面要求一般不高，例如擠壓機(jī)，攪拌機(jī)，傳送帶，廠內(nèi)運(yùn)輸電車，吊車的平移機(jī)構(gòu)，吊車的提升機(jī)構(gòu)和提升機(jī)等。選型時(shí)可選 V/是最好采用具有恒轉(zhuǎn)矩控制功能的變頻器。要求控制系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)，靜態(tài)性能 由于被控對(duì)象的千差萬(wàn)別，性能指標(biāo)要求的各不相同，變頻器的選擇及配置遠(yuǎn)不如上述所列幾種。要做到熟練應(yīng)用還應(yīng)在工程實(shí)踐中認(rèn)真探索。變頻器的控制方式代表著變頻器的性能和水平，在工程應(yīng)用中根據(jù)不同的負(fù)載及不同控制要求，合理選擇變頻器以達(dá)到資源的最佳配置，具有重要的意 義。 頻調(diào)速的基本控制方式 在進(jìn)行電機(jī)調(diào)速時(shí)，常須考慮的一個(gè)重要因素是：希望保持電機(jī)中每極磁通量 m 為額定值不變。如果磁通太弱，沒(méi)有充分利用電機(jī)的鐵心，是一種浪費(fèi)；如果過(guò)分增大磁通，又會(huì)使鐵心飽和，從而導(dǎo)致過(guò)大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因繞組 過(guò) 熱 而 損 壞 電 機(jī) 。 對(duì)于直流電機(jī)：勵(lì)磁系統(tǒng)是獨(dú)立的，只要對(duì)電樞反應(yīng)有恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)償， m 保持不變是很容易做到的。對(duì)于交流異步電機(jī)：磁通 m 由定子和轉(zhuǎn)子磁勢(shì)合成產(chǎn)生，要保持磁通恒定就需要費(fèi)一些周折了。 定子每相電動(dòng)勢(shì) 式中 氣 隙磁 通 在 定子 每 相 中 感應(yīng) 電 動(dòng) 勢(shì)的 有 效 值（ V）； 定子頻率（ 定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)； 7 基波繞組系數(shù)； m 每極氣隙磁通量（ 由式可知，只要控制好 便可達(dá)到控制磁通 m 的目的，對(duì)此，需要考慮基頻（額定頻率）以下和基頻以上兩種情況。 頻以下調(diào)速 由上式可知，要保持 m 不變，當(dāng)頻率 額定值 下調(diào)節(jié)時(shí)，必須同時(shí)降低 使 即 采 用 恒 電 動(dòng) 勢(shì) 頻 率 比 的 控 制 方 式 。 然而，繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是難以直接控制的，當(dāng)電動(dòng)勢(shì) 值較高時(shí)，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，而認(rèn)為定子相電壓 則得 這是恒壓頻比的控制方式。 但是，在低頻時(shí) 較小，定子阻抗壓降所占的份量就比較顯著，不再能忽略。這時(shí)，需要人為地把電壓 高一些，以便近似地補(bǔ)償定子壓降。帶定子壓降補(bǔ)償?shù)暮銐侯l比控制特性示于下圖中的 b 線，無(wú)補(bǔ)償?shù)目刂铺匦詣t為 a 線。如圖 1所示。 圖 1 恒壓頻比控制特性曲線 頻以上調(diào)速 在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率應(yīng)該從 定子電壓 不可能超過(guò)額定電壓 最多只能保持 這將迫使磁通與頻率成反比地降低， 8 相當(dāng)于直流電機(jī)弱磁升速的情況。把基頻以下和基頻以上兩種情況的控制特性畫(huà)在一起，如下圖所示。如果電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速時(shí)所帶的負(fù)載都能使電流達(dá)到額定值，即都能在允許溫升下長(zhǎng)期運(yùn)行，則轉(zhuǎn)矩基本上隨磁通變化，按照電力拖動(dòng)原理，在基頻以下，磁通恒定時(shí)轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”性質(zhì)，而在基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時(shí)轉(zhuǎn)矩降低，基本上屬于“恒功率調(diào)速”。如圖 2所示。 9 圖 2 異步電機(jī)變壓頻調(diào)速的控制特性曲線 10 第四章 電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理及方法 相異步電動(dòng)機(jī)的基本原理 三相繞組接通三相電源產(chǎn)生的磁場(chǎng)在空間旋轉(zhuǎn)，稱為旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)速的大小由電動(dòng)機(jī)極數(shù)和電源頻率而定。轉(zhuǎn)子在磁場(chǎng)中相對(duì)定子有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，切割磁楊，形成感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。轉(zhuǎn)子銅條是短路的，有感應(yīng)電流產(chǎn)生。轉(zhuǎn)子銅條有電流，在磁場(chǎng)中受到力的作用。轉(zhuǎn)子就會(huì)旋轉(zhuǎn)起來(lái)。第一：要有旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，第二：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同，第三：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速必須小于同步轉(zhuǎn)速，否則導(dǎo)體不會(huì)切割磁場(chǎng)，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，無(wú)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)就要停下來(lái)，停下后，速度 減慢，由于有轉(zhuǎn)速差，轉(zhuǎn)子又開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，所以只要旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)存在，轉(zhuǎn)子總是落后同步轉(zhuǎn)速在轉(zhuǎn)動(dòng)。 相 異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速原理 交流異步電動(dòng)機(jī)是電氣傳動(dòng)中使用最為廣泛的電動(dòng)機(jī)類型。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)異步電動(dòng)機(jī)的使用容量約占拖動(dòng)總?cè)萘康陌顺梢陨?，因此了解異步電?dòng)機(jī)的調(diào)速原理十分重要。 交流異步電動(dòng)機(jī)是電氣傳動(dòng)中使用最為廣泛的電動(dòng)機(jī)類型。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)異步電動(dòng)機(jī)的使用容量約占拖動(dòng)總?cè)萘康陌顺梢陨?，因此了解異步電?dòng)機(jī)的調(diào)速原理十分重要。 交流調(diào)速是通過(guò)改變電定子繞組的供電的頻率來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的的，但定子繞組上接入三相交 流電時(shí)，定子與轉(zhuǎn)子之間的空氣隙內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)，它與轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，出現(xiàn)感應(yīng)電流，此電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)起來(lái)。電機(jī)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)速稱為同步轉(zhuǎn)速，用 表示： （ 3 式中： 為三相交流電源頻率，一般是 50 為磁極對(duì)數(shù)。當(dāng) =1是， =3000r =2時(shí)， =1500r 11 由上式可知磁極對(duì)數(shù) 越多，轉(zhuǎn)速 就越慢，轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速 比磁場(chǎng)的同步轉(zhuǎn)速 要慢一點(diǎn)，所以稱為異步 電動(dòng)機(jī)，這個(gè)差別用轉(zhuǎn)差率 表示： （ 3 三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻開(kāi)環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)面板如圖 3： 圖 3 三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻開(kāi)環(huán)調(diào)速實(shí)驗(yàn)面板 12 第五章 硬件的選擇 頻器的選擇 根據(jù)我車間其他設(shè)備也使用的品牌型號(hào)。我選取了富士電機(jī)生產(chǎn)的 000通用變頻器。（比輸送鏈條 機(jī)大一個(gè)等級(jí)），技術(shù)資料統(tǒng)一，便于維護(hù)，備件統(tǒng)一，便于備件管理，遇到問(wèn)題時(shí)可以用替換法相互替換排除故障，提高遇到問(wèn)題時(shí)快速反應(yīng)能力。 變頻器功能參數(shù)： 控 制 特 性 控制方式 可選樣 V/轉(zhuǎn)矩提升控制 (柔性 高 載波頻率 輸出頻率范圍 120動(dòng)頻率 0 至 60 變 ) 頻率設(shè)定分辨率 模擬輸入 最大設(shè)定頻率 的 l/500(入時(shí) )， 1/1000( 20入時(shí) ) 數(shù)字輸入 滿 100 100上 ) 頻率精度 模擬輸入 最大輸出頻率的 1%以 內(nèi) (2510) 數(shù)字輸入 設(shè)定輸出頻率的 內(nèi) (使用 設(shè)定撥盤(pán) ) 13 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 150%(6 )，在使用自 動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升的情況下 加 /減速時(shí)間設(shè)定 0， 999 秒 (可分 別設(shè)定加速和減速時(shí)間 ) ，可選擇直線型或 減速模式 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩 再生 (注 1) 直流制動(dòng) 運(yùn)行頻率 (0 運(yùn)行時(shí)間 (0 10 秒 )， 運(yùn)行電壓 (0 輸入信號(hào) 頻率設(shè)定信號(hào) (00) 4 撥盤(pán)進(jìn)行數(shù)字設(shè)定，啟動(dòng)信號(hào)，出錯(cuò)復(fù)位，多段 速選擇 ，第二功能 選擇，輸出停止，電流輸入選擇，外部熱繼電器輸入， 行 /外部 運(yùn)行切換 運(yùn)行功能 上下限頻率設(shè)定，頻率 凋變運(yùn)行 ，外部熱繼電器選擇，瞬時(shí)掉電后重起，正反轉(zhuǎn)運(yùn)行保護(hù)， 滑差補(bǔ)償 ，運(yùn)行 模式選擇， 制， 計(jì)算機(jī)連接運(yùn)行 (注 5) 輸出信號(hào) 運(yùn)行功能 可以從以下幾種信號(hào)中選擇一種集電極開(kāi)路的輸出：頻率到達(dá)，頻率檢測(cè)，過(guò)載報(bào)警，零電流檢測(cè)，輸出電 流檢測(cè)， 限， 限， 反作用，準(zhǔn) 備完畢，最小誤差，以上信號(hào)可選擇一個(gè)觸點(diǎn)輸出 (1C 觸 點(diǎn)， 23030指示儀表 可從輸出頻率和電機(jī)電流中選擇一種，模擬輸出 (保護(hù)報(bào)警功能 過(guò)電流斷路 (正在加速， 減速，恒速 )，再生 過(guò)電壓斷路 (正在加速， 減速，恒速 )，電壓不足 (注 2)， 過(guò)負(fù)荷斷路 (電子過(guò)電流保護(hù) )，失速防止，散 熱 片過(guò)熱，風(fēng)扇故障 (注 4)， 落 (注 5)， 啟動(dòng)時(shí)接 地出錯(cuò)保護(hù) (注 7)，外部 熱繼電器輸入 (注 6)，再 試次數(shù)溢出，通信出錯(cuò) (注 5)， 錯(cuò)。 14 環(huán) 境 周圍溫度與濕度 十 50 (不 結(jié)冰 )， (40 企封 閉結(jié)構(gòu)規(guī)格 )， 90%下 (不 結(jié)露 ) 保存溫度 (注 3) 至 +65 周圍環(huán)境 屋內(nèi) (應(yīng)沒(méi)有 腐蝕氣體，易燃?xì)怏w， 油霧 ，塵埃等 ) 海拔高度，振動(dòng) 最高海拔， 1000m 以下， 2(下 ( 0911 標(biāo)準(zhǔn) ) 轉(zhuǎn)矩是電機(jī)本身 從 60速時(shí)的平均轉(zhuǎn)矩 (隨電機(jī)的損耗而變 ) ，不是連續(xù)再生轉(zhuǎn)矩，如果從高于基頻的情況下減速 ,制 動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)低于這個(gè)平均值 時(shí)停電時(shí)，異敘顯示和輸出不動(dòng)作，變頻器自保護(hù)。根據(jù)運(yùn)行狀態(tài) 負(fù)荷的大小等 ，再次通 電時(shí)，過(guò)電流保護(hù) ,再生 過(guò)電壓保護(hù)等有可能動(dòng)作 15 第六章 改造方案實(shí)施與成果 通過(guò)更改 低大負(fù)荷工件加工時(shí)的輸送速度 40磨削加工后，通過(guò)變頻調(diào)速實(shí)現(xiàn)輸送鏈條快退（ 70,提高生產(chǎn)效率 安裝計(jì)數(shù)器：隨著我廠生產(chǎn)缸體品種的增加，產(chǎn)量的加大，由以前每月幾千個(gè)缸體到現(xiàn)在每月 3萬(wàn)多缸體，人工計(jì)數(shù)不僅耽誤生產(chǎn)也分散精力，更不精確。因此安裝電子計(jì)數(shù)器，目視化顯示。滿足管理需求，完善設(shè)備功能。 第一步：變頻器 運(yùn)行接觸器取消。 第二步：修改 加工件選擇開(kāi)關(guān)。選擇原工件時(shí)工頻輸送磨削，選擇大負(fù)荷工件時(shí)，利用變頻器多步速度功能， 06參數(shù)設(shè)定頻率為 40現(xiàn)低速輸送磨削，穩(wěn)定磨削負(fù)荷。 第三步：加工結(jié)束后執(zhí)行快退返回。設(shè)定變頻器 05參數(shù)，設(shè)置為 70 實(shí)現(xiàn)快速回車，提高生產(chǎn)效率。 第四步：變頻器控制接口及 附圖） 變頻器參數(shù)設(shè)定 （基本頻率，頻率設(shè)定，端子功能）