PVC電石給料機(jī)變頻調(diào)速控制器的設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告.doc

信息與電子工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告信息與電子工程系工業(yè)電氣自動(dòng)化專業(yè)03級(jí)2班課題名稱：PVC電石給料機(jī)變頻調(diào)速控制器的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)起止時(shí)間：2006年2月15日6月8日(共16周)學(xué)生姓名：林繼聽(tīng)學(xué)號(hào)：17指導(dǎo)教師：余世明王海倫報(bào)告日期：2005年3月4日信息與電子工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)(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(guó)變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展概況電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)通常由電動(dòng)機(jī)、控制裝置和信息裝置3部分組成。電氣傳動(dòng)關(guān)系到合理地使用電動(dòng)機(jī)以節(jié)約電能和控制機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)（位置、速度、加速度等），實(shí)現(xiàn)電能-機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的目的。近年來(lái)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(gè)世紀(jì)變壓器的出現(xiàn)使改變電壓變得很容易，從而造就了一個(gè)龐大的電力行業(yè)。長(zhǎng)期以來(lái)，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(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，許多產(chǎn)品的科研開(kāi)發(fā)能力仍落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。至今自行開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的變頻調(diào)速產(chǎn)品大體只相當(dāng)于國(guó)際上80年代水平。隨著改革開(kāi)放，經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，形成了一個(gè)巨大的市場(chǎng)，它既對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)，也對(duì)外國(guó)公司敞開(kāi)。很多最先進(jìn)的產(chǎn)品從發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)口，在我國(guó)運(yùn)行良好，滿足了我國(guó)生產(chǎn)和生活需要。國(guó)內(nèi)許多合資公司生產(chǎn)當(dāng)今國(guó)際上先進(jìn)的產(chǎn)品，國(guó)內(nèi)的成套部分在自行設(shè)計(jì)制造的成套裝置中采用外國(guó)進(jìn)口公司和合資企業(yè)的先進(jìn)設(shè)備，自己開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件，能為國(guó)內(nèi)外重大工程項(xiàng)目提供一流的電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)。雖然取得很大成績(jī)，但應(yīng)看到由于國(guó)內(nèi)自行開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)產(chǎn)品的能力弱，對(duì)國(guó)外公司的依賴性嚴(yán)重。從總體上看我國(guó)電氣傳動(dòng)的技術(shù)水平較國(guó)際先進(jìn)水平差距10-15年。（2）國(guó)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(guó)阿爾斯通已能提供單機(jī)容量達(dá)3萬(wàn)kW的電氣傳動(dòng)設(shè)備用于船舶推進(jìn)系統(tǒng)。在大功率無(wú)換向器電機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)方面，意大利ABB公司提供了單機(jī)容量為6萬(wàn)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(guó)西門子公司SimovertA電流型晶閘管變頻調(diào)速設(shè)備單機(jī)容量為10-2600kVA和SimovertPGTOPWM變頻調(diào)速設(shè)備單機(jī)容量為100-900kVA，其控制系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化，用于電力機(jī)車、風(fēng)機(jī)、水泵傳動(dòng)。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(jī)容量可達(dá)700kVA，IGBT變頻器已形成系列產(chǎn)品，其控制系統(tǒng)也已實(shí)現(xiàn)全數(shù)字化。信息與電子工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)（3）未來(lái)的發(fā)展方向交流變頻調(diào)速技術(shù)是強(qiáng)弱電混合、機(jī)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(wèn)題和新型電力電子器件的應(yīng)用技術(shù)問(wèn)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(kāi)發(fā)問(wèn)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(xiàng)。實(shí)現(xiàn)高水平的控制?；陔妱?dòng)機(jī)和機(jī)械模型的控制策略，有矢量控制、磁場(chǎng)控制、直接傳矩控制和機(jī)械扭振補(bǔ)償?shù)?；基于現(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(biāo)意義下的最優(yōu)控制技術(shù)和逆奈奎斯特陣列設(shè)計(jì)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(kāi)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(fù)載側(cè)有盡可能低的諧波分量，以減少對(duì)電網(wǎng)的公害和電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。對(duì)中小容量變流器，提高開(kāi)關(guān)頻率的PWM控制是有效的。對(duì)大容量變流器，在常規(guī)的開(kāi)關(guān)頻率下，可改變電路結(jié)構(gòu)和控制方式，實(shí)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(kāi)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(duì)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(shí)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(jì)，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(jì)(論文)2.本課題所研究的內(nèi)容及方法(1)研究?jī)?nèi)容本變頻調(diào)速組合控制箱用于控制GZG633型給料機(jī)的啟動(dòng)、變頻調(diào)速、制動(dòng)停機(jī)。由于采用了微電腦交流變頻調(diào)速，使慣性振動(dòng)給料機(jī)能實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)，避免了直接啟動(dòng)時(shí)沖擊電流對(duì)電網(wǎng)的影響；同時(shí)可根據(jù)工藝要求進(jìn)行變頻調(diào)速而實(shí)現(xiàn)給料產(chǎn)量的調(diào)節(jié)；停機(jī)時(shí)，按下停機(jī)按鈕，變頻器停止輸出。于此同時(shí)，接入反接制動(dòng)，可使慣性振動(dòng)給料機(jī)在短時(shí)間內(nèi)迅速制動(dòng)停機(jī)，防止機(jī)器產(chǎn)生很大的振幅，延長(zhǎng)機(jī)器的使用壽命，減少停機(jī)時(shí)可能產(chǎn)生的碰撞、噪聲等，并具有對(duì)振動(dòng)機(jī)器進(jìn)行過(guò)流、過(guò)載、斷相等保護(hù)功能。(2)研究方法準(zhǔn)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(shí)“電源指示”燈HL1亮。啟動(dòng)與變頻調(diào)節(jié)：按表盤“啟動(dòng)”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(dòng)電機(jī)連通。與此同時(shí)，中間繼電器KA和KB吸合，KA-3觸頭閉合，接通變頻器運(yùn)行回路P24和FW，變頻器開(kāi)始工作，“工作指示”燈HL2亮。順時(shí)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(jī)及制動(dòng)：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(dòng)電機(jī)的連線脫開(kāi)，中斷變頻器的輸出。與此同時(shí)，“制動(dòng)”接觸器KM3和時(shí)間繼電器KT吸合，由于KM3的吸合，引入反接制動(dòng)功能，使慣性振動(dòng)電機(jī)迅速制動(dòng)，當(dāng)KT的延時(shí)時(shí)間一到，其觸頭KT-1斷開(kāi)，切斷控制電源，使KM3、KT、KB的線圈都失電而釋放，制動(dòng)即刻終止，振動(dòng)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。故障在正常工作時(shí)，若出現(xiàn)“故障指示”燈HL3亮，表明變頻器有故障，需要停機(jī)查明