PLC控制电动机变频调速.doc

摘要可编程控制器(ProgrammableController)是计算机家族中的一员,是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(ontroller),简称PLC,它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展,这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围,因此,今天这种装置称作可编程控制器,简称PC。但是为了避免与个人计算机(puter)的简称混淆,所以将可编程控制器简称PLC采用机电合一的组合方式便于普通机类或电类技术人员维修,但由于使用的电气元件体积大、触点多、故障率大,因此,运行的可靠性较低。随着PLC技术的发展,使用PLC进行电机的运行控制已成为必然趋势。关键词:PLC电机变频调速异步电动机的SPWM调速机理1、异步电动机的变频调速我们知道,异步电动机的转速一:,其中P为磁极对数,s为转差率,f1为定子电源频率。当r一定,s变化不大时,改变f1就能调节转速n。改变f1的方法:可以使用变频器来改变f1。变频器的功用是,将频率固定(通常为工频50Hz)的交流电(三相的或单相的)变换成频率连续可调(多数为0~400Hz)的三相交流电源。交流电源。图1为三相变频器的功能示意图,其输入端接至频率固定的三相交流电源,输出端输出的是频率在一定范围内连续可调的三相交流电,直接驱动三相电动机。此三相变频器实质上是一个三相的交一直一交变换器,其主电路如图2所示。由图可见,它有两个部分构成:交流到直流的变换电路和再由直流回到交流的变换电路。交一直部分:(1)整流管VD1一VD6组成三相整流桥,它将三相交流电源全波整流成脉动直流。(2)滤波电容器Cf,其功能是:①滤平全波整流后的电压纹波;②当负载变化时,使直流电压保持平稳。直一交部分:逆变管V1~V6龃成逆变桥,它是变频器的核心部分,它把V1~V6整流所得的直流电,再‘‘逆变”成频率可调的交流电。执行时,只要用合适的控制信号分别加在V1一V6六个逆变管上,按照一定的规律来控制它们的导通与截止,就可以把直流电逆变成三相交流电了。而逆变后的电压频率,则可以在上述导通规律不变的前提下,通过改变控制信号的变化周期来进行调节。通过这种方法,亦即实现了聪的改变。续流二极管VD7一VD12:其主要功能有:①电动机的绕组是电感性的,其电流具有无功分量VD7~VD12:为无功电流返回直流电源时提供“通道。”(参当频率下降、电动机处于再生制动状态时,再生电流将通过VD7~VD12:返回给直流电路。③V1~V6基行逆变的基本工作过程是,同一桥臂的两个逆变管,处于不停地交替导通和截止的状态。在这交替导通和截止的换相过程中,也不时地需要VD7~VDl2提供通路。3、正弦波脉宽调制(SPWM)在进行脉宽调制时,使脉冲系列的占空比按正弦规律来变化:当正弦值为最大值时,脉冲的宽度也最大,而脉冲间的间隔则最小;反之,当正弦值较小时,脉冲的宽度也小,而脉冲间的间隔则较大,如图3所示。这样的电压脉冲系列可以使负载电流中的高次谐波成分大为减小,称为正弦波脉宽调制,即SPWM。SPWM脉冲系列中,各脉冲的宽度以及相互间隔宽度是由正弦波和等腰三角波(载波)的交点来决定的。(1)双极性SPWM法调制波和载波:调制波仍为正弦波,如图4一a中曲线①,载波为双极性的等腰三角波。调制波与载波的交点决定了逆变桥输出相电压的脉冲系列,此脉冲系列