信息與電子工程系畢業(yè)設(shè)計(論文)畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告信息與電子工程系工業(yè)電氣自動化專業(yè)03級2班課題名稱：PVC電石給料機變頻調(diào)速控制器的設(shè)計畢業(yè)設(shè)計(論文)起止時間：2006年2月15日6月8日(共16周)學(xué)生姓名：林繼聽學(xué)號：17指導(dǎo)教師：余世明王海倫報告日期：2005年3月4日信息與電子工程系畢業(yè)設(shè)計(論文)1.本課題涉及變頻調(diào)速系統(tǒng)的最新發(fā)展方向。（1）我國變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展概況電氣傳動控制系統(tǒng)通常由電動機、控制裝置和信息裝置3部分組成。電氣傳動關(guān)系到合理地使用電動機以節(jié)約電能和控制機械的運轉(zhuǎn)狀態(tài)（位置、速度、加速度等），實現(xiàn)電能-機械能的轉(zhuǎn)換，達到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的目的。近年來交流調(diào)速中最活躍、發(fā)展最快的就是變頻調(diào)速技術(shù)。變頻調(diào)速是交流調(diào)速的基礎(chǔ)和主干內(nèi)容。上個世紀變壓器的出現(xiàn)使改變電壓變得很容易，從而造就了一個龐大的電力行業(yè)。長期以來，交流電的頻率一直是固定的，變頻調(diào)速技術(shù)的出現(xiàn)使頻率變?yōu)榭梢猿浞掷玫馁Y源。我國是一個發(fā)展中國家，許多產(chǎn)品的科研開發(fā)能力仍落后于發(fā)達國家。至今自行開發(fā)生產(chǎn)的變頻調(diào)速產(chǎn)品大體只相當于國際上80年代水平。隨著改革開放，經(jīng)濟高速發(fā)展，形成了一個巨大的市場，它既對國內(nèi)企業(yè)，也對外國公司敞開。很多最先進的產(chǎn)品從發(fā)達國家進口，在我國運行良好，滿足了我國生產(chǎn)和生活需要。國內(nèi)許多合資公司生產(chǎn)當今國際上先進的產(chǎn)品，國內(nèi)的成套部分在自行設(shè)計制造的成套裝置中采用外國進口公司和合資企業(yè)的先進設(shè)備，自己開發(fā)應(yīng)用軟件，能為國內(nèi)外重大工程項目提供一流的電氣傳動控制系統(tǒng)。雖然取得很大成績，但應(yīng)看到由于國內(nèi)自行開發(fā)、生產(chǎn)產(chǎn)品的能力弱，對國外公司的依賴性嚴重。從總體上看我國電氣傳動的技術(shù)水平較國際先進水平差距10-15年。（2）國外現(xiàn)狀在大功率交-交變頻（循環(huán)變流器）調(diào)速技術(shù)方面，法國阿爾斯通已能提供單機容量達3萬kW的電氣傳動設(shè)備用于船舶推進系統(tǒng)。在大功率無換向器電機變頻調(diào)速技術(shù)方面，意大利ABB公司提供了單機容量為6萬kW的設(shè)備用于抽水蓄能電站。在中功率變頻調(diào)速技術(shù)方面，德國西門子公司SimovertA電流型晶閘管變頻調(diào)速設(shè)備單機容量為10-2600kVA和SimovertPGTOPWM變頻調(diào)速設(shè)備單機容量為100-900kVA，其控制系統(tǒng)已實現(xiàn)全數(shù)字化，用于電力機車、風機、水泵傳動。在小功率交流變頻調(diào)速技術(shù)反面，日本富士BJT變頻器最大單機容量可達700kVA，IGBT變頻器已形成系列產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)也已實現(xiàn)全數(shù)字化。信息與電子工程系畢業(yè)設(shè)計(論文)（3）未來的發(fā)展方向交流變頻調(diào)速技術(shù)是強弱電混合、機電一體的綜合性技術(shù)，既要處理巨大電能的轉(zhuǎn)換（整流、逆變），又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它的共性技術(shù)必定分成功率和控制兩大部分。前者要解決與高壓大電流有關(guān)的技術(shù)問題和新型電力電子器件的應(yīng)用技術(shù)問題，后者要解決（基于現(xiàn)代控制理論的控制策略和智能控制策略）的硬、軟件開發(fā)問題（在目前狀況下主要全數(shù)字控制技術(shù)）。其主要發(fā)展方向有如下幾項。實現(xiàn)高水平的控制?；陔妱訖C和機械模型的控制策略，有矢量控制、磁場控制、直接傳矩控制和機械扭振補償?shù)龋换诂F(xiàn)代理論的控制策略，有滑模變結(jié)構(gòu)技術(shù)、模型參考自適應(yīng)技術(shù)、采用微分幾何理論的非線性解耦、魯棒觀察器，在某種指標意義下的最優(yōu)控制技術(shù)和逆奈奎斯特陣列設(shè)計方法等；基于智能控制思想的控制策略，有模糊控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)和各種各樣的自優(yōu)化、自診斷技術(shù)等。開發(fā)清潔電能的變流器。所謂清潔電能變流器是指變流器的功率因數(shù)為1，網(wǎng)側(cè)和負載側(cè)有盡可能低的諧波分量，以減少對電網(wǎng)的公害和電動機的轉(zhuǎn)矩脈動。對中小容量變流器，提高開關(guān)頻率的PWM控制是有效的。對大容量變流器，在常規(guī)的開關(guān)頻率下，可改變電路結(jié)構(gòu)和控制方式，實現(xiàn)清潔電能的變換?？s小裝置的尺寸。緊湊型變流器要求功率和控制元件具有高的集成度，其中包括智能化的功率模塊、緊湊型的光耦合器、高頻率的開關(guān)電源，以及采用新型電工材料制造的小體積變壓器、電抗器和電容器。功率器件冷卻方式的改變（如水冷、蒸發(fā)冷卻和熱管）對縮小裝置的尺寸也很有效。高速度的數(shù)字控制。以32位高速微處理器為基礎(chǔ)的數(shù)字控制模板有足夠的能力實現(xiàn)各種控制算法，Windows操作系統(tǒng)的引入使得可自由設(shè)計，圖形編程的控制技術(shù)也有很大的發(fā)展。信息與電子工程系畢業(yè)設(shè)計(論文)2.本課題所研究的內(nèi)容及方法(1)研究內(nèi)容本變頻調(diào)速組合控制箱用于控制GZG633型給料機的啟動、變頻調(diào)速、制動停機。由于采用了微電腦交流變頻調(diào)速，使慣性振動給料機能實現(xiàn)軟啟動，避免了直接啟動時沖擊電流對電網(wǎng)的影響；同時可根據(jù)工藝要求進行變頻調(diào)速而實現(xiàn)給料產(chǎn)量的調(diào)節(jié)；停機時，按下停機按鈕，變頻器停止輸出。于此同時，接入反接制動，可使慣性振動給料機在短時間內(nèi)迅速制動停機，防止機器產(chǎn)生很大的振幅，延長機器的使用壽命，減少停機時可能產(chǎn)生的碰撞、噪聲等，并具有對振動機器進行過流、過載、斷相等保護功能。(2)研究方法準備按控制箱表盤“通電”按鈕QA1，接觸器KM1吸合，380V供電電源接至變頻器的R.S.T端子，同時“電源指示”燈HL1亮。啟動與變頻調(diào)節(jié)：按表盤“啟動”按鈕QA2，“變頻輸出”接觸器KM2吸合，將變頻器的輸出端U、V、W與振動電機連通。與此同時，中間繼電器KA和KB吸合，KA-3觸頭閉合，接通變頻器運行回路P24和FW，變頻器開始工作，“工作指示”燈HL2亮。順時針旋轉(zhuǎn)“頻率調(diào)節(jié)”旋鈕RW，邊調(diào)節(jié)邊觀察“頻率顯示”的頻率變化值，直至工藝要求的頻率值(最高設(shè)定50Hz)。停機及制動：按表盤“停止”按鈕TA2，接觸器KM2失電，使變頻器的輸出U、V、W與振動電機的連線脫開，中斷變頻器的輸出。與此同時，“制動”接觸器KM3和時間繼電器KT吸合，由于KM3的吸合，引入反接制動功能，使慣性振動電機迅速制動，當KT的延時時間一到，其觸頭KT-1斷開，切斷控制電源，使KM3、KT、KB的線圈都失電而釋放，制動即刻終止，振動電機停止轉(zhuǎn)動。故障在正常工作時，若出現(xiàn)“故障指示”燈HL3亮，表明變頻器有故障，需要停機查明