變頻器基礎(chǔ)知識(shí)

1、1、電阻率-又叫電阻系數(shù)或叫比電阻。是衡量物質(zhì)導(dǎo)電性能好壞的一個(gè)物理量，以字母表示，單位為歐姆*毫米平方/米。在數(shù)值 上等于用那種物質(zhì)做的長(zhǎng)1米截面積為1平方毫米的導(dǎo)線，在溫度20C時(shí)的電阻值，電阻率越大，導(dǎo)電性能越低。則物質(zhì)的電阻率隨溫度而變化的物理量，其數(shù)值等于溫度每升高1C時(shí)，電阻率的增加與原來(lái)的電阻電阻率的比值，通常以字母表示，單位為1/C。2、電阻的溫度系數(shù)-表示物質(zhì)的電阻率隨溫度而變化的物理量，其數(shù)值等于溫度每升高1C時(shí)，電阻率的增加量與原來(lái)的電阻率的比值，通常以字母表示，單位為1/C。 3、電導(dǎo)-物體傳導(dǎo)電流的本領(lǐng)叫做電導(dǎo)。在直流電路里，電導(dǎo)的數(shù)值就是電阻值的

2、倒數(shù)，以字母表示，單位為歐姆。 4、電導(dǎo)率-又叫電導(dǎo)系數(shù)，也是衡量物質(zhì)導(dǎo)電性能好壞的一個(gè)物理量。大小在數(shù)值上是電阻率的倒數(shù)，以字母表示，單位為米/歐姆*毫米平方。 5、電動(dòng)勢(shì)-電路中因其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能所引起的電位差，叫做電動(dòng)勢(shì)或者簡(jiǎn)稱(chēng)電勢(shì)。用字母E表示，單位為伏特。 6、自感-當(dāng)閉合回路中的電流發(fā)生變化時(shí)，則由這電流所產(chǎn)生的穿過(guò)回路本身磁通也發(fā)生變化，因此在回路中也將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這現(xiàn)象稱(chēng)為自感現(xiàn)象，這種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)。 7、互感-如果有兩只線圈互相靠近，則其中第一只線圈中電流所產(chǎn)生的磁通有一部分與第二只線圈相環(huán)鏈。當(dāng)?shù)谝痪€圈中電流發(fā)生變化

3、時(shí)，則其與第二只線圈環(huán)鏈的磁通也發(fā)生變化，在第二只線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種現(xiàn)象叫做互感現(xiàn)象。 8、電感-自感與互感的統(tǒng)稱(chēng)。 9、感抗-交流電流過(guò)具有電感的電路時(shí)，電感有阻礙交流電流過(guò)的作用，這種作用叫做感抗，以Lx表示，Lx=2fL. 10、容抗-交流電流過(guò)具有電容的電路時(shí)，電容有阻礙交流電流過(guò)的作用，這種作用叫做容抗，以Cx表示，Cx=1/12fc。 11、脈動(dòng)電流-大小隨時(shí)間變化而方向不變的電流，叫做脈動(dòng)電流。 12、振幅-交變電流在一個(gè)周期內(nèi)出現(xiàn)的最大值叫振幅。 13、平均值-交變電流的平均值是指在某段時(shí)間內(nèi)流過(guò)電路的總電荷與

4、該段時(shí)間的比值。正弦量的平均值通常指正半周內(nèi)的平均值，它與振幅值的關(guān)系：平均值=0.637*振幅值。14、有效值-在兩個(gè)相同的電阻器件中，分別通過(guò)直流電和交流電，如果經(jīng)過(guò)同一時(shí)間，它們發(fā)出的熱量相等，那么就把此直流電的大小作為此交流電的有效值。正弦電流的有效值等于其最大值的0.707倍。 15、有功功率-又叫平均功率。交流電的瞬時(shí)功率不是一個(gè)恒定值，功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值叫做有功功率，它是指在電路中電阻部分所消耗的功率，以字母P表示，單位瓦特。 16、視在功率-在具有電阻和電抗的電路內(nèi)，電壓與電流的乘積叫做視在功率，用字母Ps來(lái)表示，單位為瓦特。 17、無(wú)功功率

5、-在具有電感和電容的電路里，這些儲(chǔ)能元件在半周期的時(shí)間里把電源能量變成磁場(chǎng)（或電場(chǎng)）的能量存起來(lái)，在另半周期的時(shí)間里對(duì)已存的磁場(chǎng)（或電場(chǎng)）能量送還給電源。它們只是與電源進(jìn)行能量交換，并沒(méi)有真正消耗能量。我們把與電源交換能量的速率的振幅值叫做無(wú)功功率。用字母Q表示，單位為芝。 18、功率因數(shù)-在直流電路里，電壓乘電流就是有功功率。但在交流電路里，電壓乘電流是視在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率）將小于視在功率。有功功率與視在功率之比叫做功率因數(shù)，以COS表示。 19、相電壓-三相輸電線（火線）與中性線間的電壓叫相電壓。 20、線電壓-三相輸電線各線（火線）

6、間的電壓叫線電壓，線電壓的大小為相電壓的1.73倍。 21、相量-在電工學(xué)中，用以表示正弦量大小和相位的矢量叫相量，也叫做向量。 22、磁通-磁感應(yīng)強(qiáng)度與垂直于磁場(chǎng)方向的面積的乘積叫做磁通，以字母表示，單位為麥克斯韋。 23、磁通密度-單位面積上所通過(guò)的磁通大小叫磁通密度，以字母B表示，磁通密度和磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上是相等的。 24、磁阻-與電阻的含義相仿，磁阻是表示磁路對(duì)磁通所起的阻礙作用，以符號(hào)Rm表示，單位為1/亨。 25、導(dǎo)磁率-又稱(chēng)導(dǎo)磁系數(shù)，是衡量物質(zhì)的導(dǎo)磁性能的一個(gè)系數(shù)，以字母表示，單位是亨/米。 26、磁滯-鐵磁體在反復(fù)

7、磁化的過(guò)程中，它的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化總是滯后于它的磁場(chǎng)強(qiáng)度，這種現(xiàn)象叫磁滯。 27、磁滯回線-在磁場(chǎng)中，鐵磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系可用曲線來(lái)表示，當(dāng)磁化磁場(chǎng)作周期的變化時(shí)，鐵磁體中的磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系是一條閉合線，這條閉合線叫做磁滯回線如圖1。 28、基本磁化曲線-鐵磁體的磁滯回線的形狀是與磁感應(yīng)強(qiáng)度（或磁場(chǎng)強(qiáng)度）的最大值有關(guān)，在畫(huà)磁滯回線時(shí)，如果對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度（或磁場(chǎng)強(qiáng)度）最大值取不同的數(shù)值，就得到一系列的磁滯回線，連接這些回線頂點(diǎn)的曲線叫基本磁化曲線。 29、磁滯損耗-放在交變磁場(chǎng)中的鐵磁體，因磁滯現(xiàn)象而產(chǎn)生一些功率損耗，從而使鐵磁體發(fā)熱，這種損耗

8、叫磁滯損耗。 30、擊穿-絕緣物質(zhì)在電場(chǎng)的作用下發(fā)生劇烈放電或?qū)щ姷默F(xiàn)象叫擊穿。 31、介電常數(shù)-又叫介質(zhì)常數(shù)，介電系數(shù)或電容率，它是表示絕緣能力特性的一個(gè)系數(shù)，以字母表示，單位為法/米。 32、電磁感應(yīng)-當(dāng)環(huán)鏈著某一導(dǎo)體的磁通發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)就出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。 33、趨膚效應(yīng)-又叫集膚效應(yīng)，當(dāng)高頻電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電流將集中在導(dǎo)體表面流通，這種現(xiàn)象叫趨膚效應(yīng)。1、什么是變頻器？變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。2、PWM和PAM的不同點(diǎn)是什么？PWM是英文Pulse Width Modulati

9、on(脈沖寬度調(diào)制)縮寫(xiě)，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation (脈沖幅度調(diào)制)縮寫(xiě)，是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度，以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。3、電壓型與電流型有什么不同？變頻器的主電路大體上可分為兩類(lèi)：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容；電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。4、為什么變頻器的電壓與電流成比例的改變？ 異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是電機(jī)的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過(guò)電流之間相互作用而產(chǎn)生的，在額定頻率下，如果電壓一定而只降低頻率，那么磁通就

10、過(guò)大，磁回路飽和，嚴(yán)重時(shí)將燒毀電機(jī)。因此，頻率與電壓要成比例地改變，即改變頻率的同時(shí)控制變頻器輸出電壓，使電動(dòng)機(jī)的磁通保持一定，避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種控制方式多用于風(fēng)機(jī)、泵類(lèi)節(jié)能型變頻器。5、電動(dòng)機(jī)使用工頻電源驅(qū)動(dòng)時(shí)，電壓下降則電流增加；對(duì)于變頻器驅(qū)動(dòng)，如果頻率下降時(shí)電壓也下降，那么電流是否增加？ 頻率下降（低速）時(shí),如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉(zhuǎn)矩一定的條件下,電流幾乎不變。6、采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)的起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩怎樣？ 采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)，隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓，起動(dòng)電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機(jī)種不同，為125%200%)。用工頻電源直接起動(dòng)時(shí)，起

11、動(dòng)電流為67倍，因此，將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動(dòng)可以平滑地起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng))。起動(dòng)電流為額定電流的1.21.5倍，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為70%120%額定轉(zhuǎn)矩；對(duì)于帶有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的變頻器，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100%以上，可以帶全負(fù)載起動(dòng)。7、V/f模式是什么意思？ 頻率下降時(shí)電壓V也成比例下降，這個(gè)問(wèn)題已在回答4說(shuō)明。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機(jī)特性而預(yù)先決定的，通常在控制器的存儲(chǔ)裝置（ROM）中存有幾種特性，可以用開(kāi)關(guān)或標(biāo)度盤(pán)進(jìn)行選擇8、按比例地改V和f時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩如何變化？ 頻率下降時(shí)完全成比例地降低電壓，那么由于交流阻抗變小而直流電阻不變，將造成在低速下產(chǎn)生地轉(zhuǎn)矩有減小的傾向。因此，在

12、低頻時(shí)給定V/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定地起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,這種補(bǔ)償稱(chēng)增強(qiáng)起動(dòng)?？梢圆捎酶鞣N方法實(shí)現(xiàn),有自動(dòng)進(jìn)行的方法、選擇9、在說(shuō)明書(shū)上寫(xiě)著變速范圍606Hz，即10：1，那么在6Hz以下就沒(méi)有輸出功率嗎？ 在6Hz以下仍可輸出功率，但根據(jù)電機(jī)溫升和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小等條件，最低使用頻率取6Hz左右，此時(shí)電動(dòng)機(jī)可輸出額定轉(zhuǎn)矩而不會(huì)引起嚴(yán)重的發(fā)熱問(wèn)題。變頻器實(shí)際輸出頻率（起動(dòng)頻率）根據(jù)機(jī)種為0.53Hz.10、對(duì)于一般電機(jī)的組合是在60Hz以上也要求轉(zhuǎn)矩一定，是否可以？ 通常情況下時(shí)不可以的。在60Hz以上（也有50Hz以上的模式）電壓不變，大體為恒功率特性，在高速下要求相同轉(zhuǎn)矩時(shí)，必須注意電

13、機(jī)與變頻器容量的選擇。11、所謂開(kāi)環(huán)是什么意思？ 給所使用的電機(jī)裝置設(shè)速度檢出器（PG），將實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置進(jìn)行控制的，稱(chēng)為“閉環(huán)”，不用PG運(yùn)轉(zhuǎn)的就叫作“開(kāi)環(huán)”。通用變頻器多為開(kāi)環(huán)方式，也有的機(jī)種利用選件可進(jìn)行PG反饋.12、實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)于給定速度有偏差時(shí)如何辦？ 開(kāi)環(huán)時(shí)，變頻器即使輸出給定頻率，電機(jī)在帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)差率的范圍內(nèi)（1%5%）變動(dòng)。對(duì)于要求調(diào)速精度比較高，即使負(fù)載變動(dòng)也要求在近于給定速度下運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，可采用具有PG反饋功能的變頻器（選用件）。13、如果用帶有PG的電機(jī)，進(jìn)行反饋后速度精度能提高嗎？ 具有反饋功能的變頻器，精度有提高。但速度精度的植取決于本身

14、的精度和變頻器輸出頻率的分辨率。14、失速防止功能是什么意思？ 如果給定的加速時(shí)間過(guò)短，變頻器的輸出頻率變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)轉(zhuǎn)速（電角頻率）的變化，變頻器將因流過(guò)過(guò)電流而跳閘，運(yùn)轉(zhuǎn)停止，這就叫作失速。為了防止失速使電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，就要檢出電流的大小進(jìn)行頻率控制。當(dāng)加速電流過(guò)大時(shí)適當(dāng)放慢加速速率。減速時(shí)也是如此。兩者結(jié)合起來(lái)就是失速功能。15、有加速時(shí)間與減速時(shí)間可以分別給定的機(jī)種，和加減速時(shí)間共同給定的機(jī)種，這有什么意義？ 加減速可以分別給定的機(jī)種，對(duì)于短時(shí)間加速、緩慢減速場(chǎng)合，或者對(duì)于小型機(jī)床需要嚴(yán)格給定生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的場(chǎng)合是適宜的，但對(duì)于風(fēng)機(jī)傳動(dòng)等場(chǎng)合，加減速時(shí)間都較長(zhǎng)，加速時(shí)間和減速時(shí)間可以共同給定

15、。16、什么是再生制動(dòng)？ 電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中如果降低指令頻率，則電動(dòng)機(jī)變?yōu)楫惒桨l(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行，作為制動(dòng)器而工作，這就叫作再生（電氣）制動(dòng)。17、是否能得到更大的制動(dòng)力？ 從電機(jī)再生出來(lái)的能量貯積在變頻器的濾波電容器中，由于電容器的容量和耐壓的關(guān)系，通用變頻器的再生制動(dòng)力約為額定轉(zhuǎn)矩的10%20%。如采用選用件制動(dòng)單元，可以達(dá)到50%100%。18、請(qǐng)說(shuō)明變頻器的保護(hù)功能? 保護(hù)功能可分為以下兩類(lèi)： （1） 檢知異常狀態(tài)后自動(dòng)地進(jìn)行修正動(dòng)作，如過(guò)電流失速防止，再生過(guò)電壓失速防止。 （2）檢知異常后封鎖電力半導(dǎo)體器件PWM控制信號(hào)，使電機(jī)自動(dòng)停車(chē)。如過(guò)電流切斷、再生過(guò)電壓切斷、半導(dǎo)體冷卻風(fēng)扇過(guò)熱和瞬時(shí)

16、停電保護(hù)等。19、為什么用離合器連續(xù)負(fù)載時(shí)，變頻器的保護(hù)功能就動(dòng)作？ 用離合器連接負(fù)載時(shí)，在連接的瞬間，電機(jī)從空載狀態(tài)向轉(zhuǎn)差率大的區(qū)域急劇變化，流過(guò)的大電流導(dǎo)致變頻器過(guò)電流跳閘，不能運(yùn)轉(zhuǎn)。20、在同一工廠內(nèi)大型電機(jī)一起動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)中變頻器就停止，這是為什么？ 電機(jī)起動(dòng)時(shí)將流過(guò)和容量相對(duì)應(yīng)的起動(dòng)電流，電機(jī)定子側(cè)的變壓器產(chǎn)生電壓降，電機(jī)容量大時(shí)此壓降影響也大，連接在同一變壓器上的變頻器將做出欠壓或瞬停的判斷，因而有時(shí)保護(hù)功能（IPE）動(dòng)作，造成停止運(yùn)轉(zhuǎn)。21、什么是變頻分辨率？有什么意義？ 對(duì)于數(shù)字控制的變頻器，即使頻率指令為模擬信號(hào)，輸出頻率也是有級(jí)給定。這個(gè)級(jí)差的最小單位就稱(chēng)為變頻分辨率。變頻分辨

17、率通常取值為0.0150.5Hz.例如，分辨率為0.5Hz，那么23Hz的上面可變?yōu)?3.5、24.0 Hz，因此電機(jī)的動(dòng)作也是有級(jí)的跟隨。這樣對(duì)于像連續(xù)卷取控制的用途就造成問(wèn)題。在這種情況下，如果分辨率為0.015Hz左右，對(duì)于4級(jí)電機(jī)1個(gè)級(jí)差為1r/min以下，也可充分適應(yīng)。另外，有的機(jī)種給定分辨率與輸出分辨率不相同。22、裝設(shè)變頻器時(shí)安裝方向是否有限制。 變頻器內(nèi)部和背面的結(jié)構(gòu)考慮了冷卻效果的，上下的關(guān)系對(duì)通風(fēng)也是重要的，因此，對(duì)于單元型在盤(pán)內(nèi)、掛在墻上的都取縱向位，盡可能垂直安裝。23、不采用軟起動(dòng)，將電機(jī)直接投入到某固定頻率的變頻器時(shí)是否可以？ 在很低的頻率下是可以的，但如果給定頻率

18、高則同工頻電源直接起動(dòng)的條件相近。將流過(guò)大的起動(dòng)電流（67倍額定電流），由于變頻器切斷過(guò)電流，電機(jī)不能起動(dòng)。24、電機(jī)超過(guò)60Hz運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？ 超過(guò)60Hz運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng) (1)機(jī)械和裝置在該速下運(yùn)轉(zhuǎn)要充分可能（機(jī)械強(qiáng)度、噪聲、振動(dòng)等）。 （2）電機(jī)進(jìn)入恒功率輸出范圍，其輸出轉(zhuǎn)矩要能夠維持工作（風(fēng)機(jī)、泵等軸輸出功率于速度的立方成比例增加，所以轉(zhuǎn)速少許升高時(shí)也要注意）。 (3) 產(chǎn)生軸承的壽命問(wèn)題，要充分加以考慮。 （4） 對(duì)于中容量以上的電機(jī)特別是2極電機(jī)，在60Hz以上運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要與廠家仔細(xì)商討。25、變頻器可以傳動(dòng)齒輪電機(jī)嗎？ 根據(jù)減速機(jī)的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑方式不同，需要注意若干問(wèn)題。

19、在齒輪的結(jié)構(gòu)上通常可考慮7080Hz為最大極限，采用油潤(rùn)滑時(shí)，在低速下連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)關(guān)系到齒輪的損壞等。26、變頻器能用來(lái)驅(qū)動(dòng)單相電機(jī)嗎？可以使用單相電源嗎？ 機(jī)基本上不能用。對(duì)于調(diào)速器開(kāi)關(guān)起動(dòng)式的單相電機(jī)，在工作點(diǎn)以下的調(diào)速范圍時(shí)將燒毀輔助繞組；對(duì)于電容起動(dòng)或電容運(yùn)轉(zhuǎn)方式的，將誘發(fā)電容器爆炸。變頻器的電源通常為3相，但對(duì)于小容量的，也有用單相電源運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)種。27、變頻器本身消耗的功率有多少？它與變頻器的機(jī)種、運(yùn)行狀態(tài)、使用頻率等有關(guān)，但要回答很困難。不過(guò)在60Hz以下的變頻器效率大約為94%96%，據(jù)此可推算損耗，但內(nèi)藏再生制動(dòng)式（FR-K）變頻器，如果把制動(dòng)時(shí)的損耗也考慮進(jìn)去，功率消耗將變大，對(duì)

20、于操作盤(pán)設(shè)計(jì)等必須注意。28、為什么不能在660Hz全區(qū)域連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)使用？一般電機(jī)利用裝在軸上的外扇或轉(zhuǎn)子端環(huán)上的葉片進(jìn)行冷卻，若速度降低則冷卻效果下降，因而不能承受與高速運(yùn)轉(zhuǎn)相同的發(fā)熱，必須降低在低速下的負(fù)載轉(zhuǎn)矩，或采用容量大的變頻器與電機(jī)組合，或采用專(zhuān)用電機(jī)。29、使用帶制動(dòng)器的電機(jī)時(shí)應(yīng)注意什么？制動(dòng)器勵(lì)磁回路電源應(yīng)取自變頻器的輸入側(cè)。如果變頻器正在輸出功率時(shí)制動(dòng)器動(dòng)作，將造成過(guò)電流切斷。所以要在變頻器停止輸出后再使制動(dòng)器動(dòng)作。30、想用變頻器傳動(dòng)帶有改善功率因數(shù)用電容器的電機(jī)，電機(jī)卻不動(dòng)，清說(shuō)明原因 變頻器的電流流入改善功率因數(shù)用的電容器，由于其充電電流造成變頻器過(guò)電流(OCT),所以不能

21、起動(dòng)，作為對(duì)策，請(qǐng)將電容器拆除后運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至改善功率因數(shù)，在變頻器的輸入側(cè)接入AC電抗器是有效的。31、變頻器的壽命有多久？ 變頻器雖為靜止裝置，但也有像濾波電容器、冷卻風(fēng)扇那樣的消耗器件，如果對(duì)它們進(jìn)行定期的維護(hù)，可望有10年以上的壽命。32、變頻器內(nèi)藏有冷卻風(fēng)扇，風(fēng)的方向如何？風(fēng)扇若是壞了會(huì)怎樣？ 對(duì)于小容量也有無(wú)冷卻風(fēng)扇的機(jī)種。有風(fēng)扇的機(jī)種，風(fēng)的方向是從下向上，所以裝設(shè)變頻器的地方，上、下部不要放置妨礙吸、排氣的機(jī)械器材。還有，變頻器上方不要放置怕熱的零件等。風(fēng)扇發(fā)生故障時(shí)，由電扇停止檢測(cè)或冷卻風(fēng)扇上的過(guò)熱檢測(cè)進(jìn)行保護(hù)33、濾波電容器為消耗品，那么怎樣判斷它的壽命？ 作為濾波電容器使用的電

22、容器，其靜電容量隨著時(shí)間的推移而緩緩減少，定期地測(cè)量靜電容量，以達(dá)到產(chǎn)品額定容量的85%時(shí)為基準(zhǔn)來(lái)判斷壽命。34、裝設(shè)變頻器時(shí)安裝方向是否有限制。應(yīng)基本收藏在盤(pán)內(nèi)，問(wèn)題是采用全封閉結(jié)構(gòu)的盤(pán)外形尺寸大，占用空間大，成本比較高。其措施有： （1）盤(pán)的設(shè)計(jì)要針對(duì)實(shí)際裝置所需要的散熱； （2）利用鋁散熱片、翼片冷卻劑等增加冷卻面積； （3） 采用熱導(dǎo)管。 此外，已開(kāi)發(fā)出變頻器背面可以外露的型式。35、想提高原有輸送帶的速度，以80Hz運(yùn)轉(zhuǎn)，變頻器的容量該怎樣選擇？ 設(shè)基準(zhǔn)速度為50Hz,50Hz以上為恒功率輸出特性。像輸送帶這樣的恒轉(zhuǎn)矩特性負(fù)載增速時(shí)，容量需要增大為80/501.6倍。電機(jī)容量也像變頻

23、器一樣增大 計(jì)算機(jī)與PLC集成控制系統(tǒng)在石化行業(yè)的應(yīng)用（轉(zhuǎn)載）分類(lèi):專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)  近年來(lái)，國(guó)際市場(chǎng)上石化產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比，我國(guó)的石化產(chǎn)品無(wú)論在生產(chǎn)工藝上，還是產(chǎn)品質(zhì)量上，都存在著相當(dāng)大的差距。為改變我國(guó)石化產(chǎn)品發(fā)展嚴(yán)重滯后的局面，國(guó)內(nèi)石化行業(yè)的許多廠家已開(kāi)始向產(chǎn)品的多樣化、添加劑材料和配方的高科技化邁進(jìn)。我們應(yīng)有關(guān)廠家提出的技術(shù)要求，針對(duì)石化產(chǎn)品生產(chǎn)工藝復(fù)雜、添加劑配比要求嚴(yán)格、品種多樣、互換性差的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)研制了計(jì)算機(jī)與PLC集成控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)控制可靠、操作簡(jiǎn)便、開(kāi)放性強(qiáng)、性能價(jià)格比高，在國(guó)內(nèi)石化系統(tǒng)的數(shù)家企業(yè)推廣應(yīng)用后，受到好評(píng)。 1、系統(tǒng)組成 計(jì)

24、算機(jī)與PLC集成控制系統(tǒng)由生產(chǎn)系統(tǒng)和非生產(chǎn)系統(tǒng)二部分組成(如圖1)。生產(chǎn)系統(tǒng)主要由微型機(jī)、適配器、PLC、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及現(xiàn)場(chǎng)儀表等部分組成。非生產(chǎn)系統(tǒng)主要由工藝流程模擬顯示屏、電視監(jiān)視設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)通話設(shè)備、質(zhì)量檢查系統(tǒng)、管理信息系統(tǒng)等部分組成。中央控制室負(fù)責(zé)處理來(lái)自生產(chǎn)系統(tǒng)和非生產(chǎn)系統(tǒng)的大量信息。通過(guò)計(jì)算機(jī)與PLC集成控制系統(tǒng)，將潤(rùn)滑油廠的各生產(chǎn)車(chē)間、附屬部門(mén)以及總廠廠部聯(lián)成了密不可分的整體，從而最大限度地利用了信息資源。  圖1 計(jì)算機(jī)集成控制系統(tǒng)的組成2、系統(tǒng)功能 為滿(mǎn)足用戶(hù)提出的技術(shù)要求和現(xiàn)場(chǎng)的工況，此控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有以下功能： 1.根據(jù)用戶(hù)提出的技術(shù)要求，按照添加劑配方的比例精確

25、地配制生產(chǎn)各種型號(hào)的石化產(chǎn)品，并且通過(guò)微型機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。 2.通過(guò)自行開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)軟件，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控。良好的人機(jī)界面、清晰的組態(tài)圖形，使得操作人員通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的各種工況變化一目了然。 3.在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中，為提高整個(gè)控制系統(tǒng)的精確性，在攪拌器、電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)閥、電磁閥等設(shè)備上均設(shè)計(jì)了局部反饋功能，這些相互獨(dú)立系統(tǒng)的局部反饋功能構(gòu)成了對(duì)總系統(tǒng)反饋控制的有力支持。 4.當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)壓力報(bào)警或油面報(bào)警時(shí)，一方面通過(guò)PLC程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)停車(chē)，另一方面借助于語(yǔ)音卡，在控制間的操作人員可以立即聽(tīng)到報(bào)警信號(hào)，及時(shí)采取相應(yīng)措施。 5.考慮到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)某些部位屬于高溫

26、、有害氣體殘留處，技術(shù)人員不宜靠近，在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置了電視監(jiān)視設(shè)備，讓技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。為便于管理，還安裝了現(xiàn)場(chǎng)通話設(shè)備。 6.在中央控制室設(shè)置了1個(gè)大屏幕模擬顯示屏，在屏幕上不僅可以顯示總廠所有管道線路，而且能夠動(dòng)態(tài)顯示油的液位、流向，讓高層管理人員從宏觀上掌握全廠的生產(chǎn)狀況。 7.通過(guò)微機(jī)聯(lián)網(wǎng)，質(zhì)量檢查部門(mén)可以直接得到工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的信息，各管理部門(mén)之間也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信與數(shù)據(jù)共享。 3、硬件與軟件設(shè)計(jì) 3、1硬件設(shè)計(jì) 在本系統(tǒng)中，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制是核心，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制主要由PLC系統(tǒng)完成，所以如何合理有效地使用PLC技術(shù)就成了設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。PLC的特點(diǎn)是控制可靠，編程簡(jiǎn)單，但程序內(nèi)存不大，不能進(jìn)行復(fù)雜

27、的編程；而石化產(chǎn)品的特點(diǎn)是生產(chǎn)工藝復(fù)雜，產(chǎn)品型號(hào)繁多，往往1條生產(chǎn)線就能夠生產(chǎn)幾十種型號(hào)的產(chǎn)品。這就形成了一對(duì)矛盾。如果設(shè)計(jì)時(shí)采用常規(guī)的PLC控制系統(tǒng)，那么1條生產(chǎn)線就需要20幾臺(tái)PLC基本模塊和A/D轉(zhuǎn)換模塊。投資巨大，而且按照現(xiàn)代控制理論，在1個(gè)控制系統(tǒng)中配置的控制模塊越多，控制越不可靠。為了減少投資和增強(qiáng)控制的可靠性，在PLC控制系統(tǒng)的硬件配置上進(jìn)行了多項(xiàng)創(chuàng)新。 以潤(rùn)滑油生產(chǎn)線為例，在潤(rùn)滑油生產(chǎn)車(chē)間，有攪拌溫度、添加劑溫度、輸油泵壓力、油罐的液面等共計(jì)32路模擬信號(hào)需要檢測(cè)。如果按常規(guī)設(shè)計(jì)，需要8塊FX-4AD模塊。為減少投資，設(shè)計(jì)了多路開(kāi)關(guān)切換電路，只用2塊FX-4AD模塊就完成了全部

28、功能。圖2為FX-4AD模塊的多路開(kāi)關(guān)切換示意圖。 圖2FX-4AD模塊的多路開(kāi)關(guān)切換示意圖圖2中，F(xiàn)X-4AD模塊為12位4通道模擬量輸入模塊，Y0、Y1、Y2、Y3為PLC的任意輸出觸點(diǎn)。FX-4AD模塊的多路開(kāi)關(guān)切換電路的設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上是通過(guò)1個(gè)多路開(kāi)關(guān)控制FX-4AD模塊分別去完成攪拌溫度檢測(cè)、添加劑溫度檢測(cè)、輸油泵壓力檢測(cè)及油罐液面檢測(cè)4項(xiàng)功能，其中多路開(kāi)關(guān)的4個(gè)轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)接PLC的輸出觸點(diǎn)，由PLC編程控制。這個(gè)多路開(kāi)關(guān)切換電路簡(jiǎn)單實(shí)用，而且節(jié)省了大量投資，實(shí)踐證明，該電路在控制精度上完全滿(mǎn)足用戶(hù)的需要。 3、2軟件設(shè)計(jì) 在計(jì)算機(jī)與PLC集成控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，也采用了許多新的設(shè)計(jì)思想

29、。 仍以潤(rùn)滑油生產(chǎn)車(chē)間為例，按照用戶(hù)提出的72種潤(rùn)滑油的生產(chǎn)工藝和技術(shù)要求，如果用常規(guī)方法編程，需要12臺(tái)PLC基本模塊。為節(jié)約投資，我們充分利用PLC的文件寄存器(2000點(diǎn))，用逐項(xiàng)查表的方法編寫(xiě)了1個(gè)72種潤(rùn)滑油的通用程序，用1臺(tái)PLC基本模塊帶2臺(tái)PLC擴(kuò)展模塊的方式完成了過(guò)去需要12臺(tái)PLC才能實(shí)現(xiàn)的功能。 我們選用了三菱公司生產(chǎn)的FX系列的可編程序控制器，文件寄存器共計(jì)2 000點(diǎn)(D1000D2999)。為節(jié)約程序內(nèi)存，充分利用PLC本身提供的指令資源，我們選用了字傳送方式，用1個(gè)16bit的字來(lái)控制PLC觸點(diǎn)的16個(gè)輸出觸點(diǎn)，而不必像過(guò)去那樣，1條指令只能控制1個(gè)輸出觸點(diǎn)。例如

30、在圖3中，首先X0導(dǎo)通，十進(jìn)制數(shù)K6送入數(shù)據(jù)寄存器D0，接著X1導(dǎo)通，數(shù)據(jù)寄存器D0的數(shù)值K6轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)“0000000000000110”送入K4Y0，控制輸出Y0Y17共計(jì)16個(gè)觸點(diǎn)的動(dòng)作，其開(kāi)關(guān)動(dòng)作和數(shù)據(jù)寄存器D0的數(shù)值K6一一對(duì)應(yīng)。如圖4所示，“1”控制輸出觸點(diǎn)導(dǎo)通，“0”控制輸出觸點(diǎn)關(guān)斷。在此例中，Y1、Y2觸點(diǎn)導(dǎo)通，其余輸出觸點(diǎn)關(guān)斷。 圖3 字傳送方式控制輸出觸點(diǎn)示意圖圖4 數(shù)據(jù)寄存器DO的值與16個(gè)觸點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系通過(guò)字傳送方式，我們用1條指令就可控制16個(gè)電動(dòng)閥及輸油泵的動(dòng)作，大大節(jié)省了程序空間。在這種設(shè)計(jì)思想下，我們把72種潤(rùn)滑油的工藝流程全部用字方式編寫(xiě)，然后輸入文件寄存

31、器，并在此基礎(chǔ)上，編制了72種潤(rùn)滑油的通用程序。在通用程序運(yùn)行時(shí)，根據(jù)某一潤(rùn)滑油的型號(hào)，通過(guò)查表的方式，在文件寄存器中調(diào)出對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)段(這些數(shù)據(jù)段也就是該種潤(rùn)滑油的工藝流程)，然后該數(shù)據(jù)自動(dòng)輸入PLC的控制程序，使得PLC按照規(guī)定的工藝流程控制整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。如圖5所示之例，潤(rùn)滑油品種LSO-1的工藝狀態(tài)字存于文件寄存器D1050D1060 10個(gè)字節(jié)中。程序運(yùn)行時(shí)，首先根據(jù)潤(rùn)滑油型號(hào)在文件寄存器中尋址，查到正確的地址后，調(diào)出D1050D1060 10個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，然后輸入到通用程序的相應(yīng)寄存器，參與工業(yè)控制。 圖5 文件寄存器示意圖4、計(jì)算機(jī)與PLC的通信技術(shù) 在計(jì)算機(jī)與PLC集成控制系統(tǒng)

32、中，一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題是計(jì)算機(jī)與PLC的通信。若在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中全部采用進(jìn)口器件，軟件也選用相應(yīng)的進(jìn)口產(chǎn)品，那么，整個(gè)工程造價(jià)驚人。針對(duì)這種情況，我們自行開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)與PLC的串行通信技術(shù)。該技術(shù)設(shè)計(jì)思想先進(jìn)，軟硬件簡(jiǎn)單實(shí)用，可靠性高，性能價(jià)格比好，兼容性強(qiáng)，可適用于市場(chǎng)上多種型號(hào)的計(jì)算機(jī)與PLC。 從硬件上講，現(xiàn)在中國(guó)市場(chǎng)上使用的PLC，在通信接口上多采用RS422接口或RS485接口；而微型機(jī)多采用RS232接口。這樣在計(jì)算機(jī)與PLC通信時(shí)就不可避免地要選用RS422-RS232轉(zhuǎn)換模塊，同時(shí)考慮到惡劣工況下的抗干擾要求，這個(gè)轉(zhuǎn)換模塊必須具有良好的隔離功能和放大功能，而選用高性能進(jìn)口模塊，

33、必定提高工程造價(jià)。 針對(duì)這種情況，為降低工程造價(jià)，我們?cè)谟布嫌?根普通的通信電纜代替進(jìn)口的通信模塊，在電纜的接口處采用先進(jìn)的電路設(shè)計(jì)技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)，以完成信號(hào)的隔離和放大功能。實(shí)踐證明，通信的可靠性完全可以和國(guó)外的進(jìn)口模塊媲美，而且造價(jià)極低。 從軟件上講，計(jì)算機(jī)和PLC的通信技術(shù)屬于保密技術(shù)，長(zhǎng)期為國(guó)外公司壟斷。這就使得我們只要選用了該廠家生產(chǎn)的PLC，就必須選用它開(kāi)發(fā)的工控軟件，提高工程造價(jià)。針對(duì)這種情況，我們開(kāi)發(fā)了自己的工控軟件。下面以三菱公司生產(chǎn)的FX系列可編程序控制器為例，介紹我們的軟件設(shè)計(jì)。FX系列可編程序控制器命令格式如表1所示。 表1FX系列可編程序控制器的命令格式 命令 命

34、令號(hào) 日標(biāo)設(shè)備 功能 設(shè)備讀 命令0 X/Y/M/S/T/C/D 讀位設(shè)備或字設(shè)備狀態(tài) 設(shè)備寫(xiě) 命令1 X/Y/M/S/T/C/D 寫(xiě)位設(shè)備或字設(shè)備 強(qiáng)制開(kāi) 命令7 X/Y/M/S/T/C 打開(kāi)位設(shè)備 強(qiáng)制關(guān) 命令8 X/Y/M/S/T/C 關(guān)閉位設(shè)備 每一個(gè)字符都以ASCII碼形式串行傳輸，傳輸格式如圖6。 圖6 字符傳輸格式例如，字符F(ASCII碼是46H)的傳輸格式如圖7。 圖7 字符“F”的傳輸格式一般文本數(shù)據(jù)的傳輸格式如圖8。 圖8 文件數(shù)據(jù)傳輸格式圖8中，STX為文本的開(kāi)始，其ASCII碼定為02H；ETX為文本的結(jié)束，其ASCII碼定為03H；CMD為命令字符，取0、1、7、8

35、。 在STX之后，被傳送數(shù)據(jù)的ASCII之和，也被作為2個(gè)字符碼發(fā)送。 例如，實(shí)現(xiàn)從地址10F6(10F6為寄存器D123的地址)處讀取4個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，執(zhí)行傳輸格式如圖9。 求和：30H+31H+30H+46H+36H+30H+34H+03H74H 圖9 傳輸格式之例通過(guò)改變命令號(hào)和地址號(hào)，就可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與PLC之間的讀、寫(xiě)、強(qiáng)制開(kāi)關(guān)等基本功能，用戶(hù)可以使用我們研制的通信軟件，也可以在該軟件基礎(chǔ)上，根據(jù)實(shí)際情況靈活地用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)自己的通信程序，這正體現(xiàn)了該軟件的開(kāi)放性特點(diǎn)。 5、結(jié)束語(yǔ) 計(jì)算機(jī)集成控制系統(tǒng)采用了先進(jìn)的系統(tǒng)集成的設(shè)計(jì)思想，投入運(yùn)行后，為企業(yè)帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。該系統(tǒng)在

36、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制方面，尤其在PLC控制方面，獨(dú)樹(shù)一幟，以其卓越的控制功能和良好的性能價(jià)格比，贏得了用戶(hù)的廣泛贊譽(yù)。 變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成的。1. 電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變？*1: r/min 電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度單位：每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)，也可表示為rpm.例如：2極電機(jī) 50Hz 3000 r/min4極電機(jī) 50Hz 1500 r/min 結(jié)論：電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度同頻率成比例本文中所指的電機(jī)為感應(yīng)式交流電機(jī)，在工業(yè)中所

37、使用的大部分電機(jī)均為此類(lèi)型電機(jī)。感應(yīng)式交流電機(jī)（以后簡(jiǎn)稱(chēng)為電機(jī)）的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機(jī)的極數(shù)和頻率。由電機(jī)的工作原理決定電機(jī)的極數(shù)是固定不變的。由于該極數(shù)值不是一個(gè)連續(xù)的數(shù)值（為2的倍數(shù)，例如極數(shù)為2，4，6），所以一般不適和通過(guò)改變?cè)撝祦?lái)調(diào)整電機(jī)的速度。另外，頻率能夠在電機(jī)的外面調(diào)節(jié)后再供給電機(jī)，這樣電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度就可以被自由的控制。因此，以控制頻率為目的的變頻器，是做為電機(jī)調(diào)速設(shè)備的優(yōu)選設(shè)備。n = 60f/pn: 同步速度f(wàn): 電源頻率p: 電機(jī)極對(duì)數(shù)  結(jié)論：改變頻率和電壓是最優(yōu)的電機(jī)控制方法如果僅改變頻率而不改

38、變電壓，頻率降低時(shí)會(huì)使電機(jī)出于過(guò)電壓（過(guò)勵(lì)磁），導(dǎo)致電機(jī)可能被燒壞。因此變頻器在改變頻率的同時(shí)必須要同時(shí)改變電壓。輸出頻率在額定頻率以上時(shí)，電壓卻不可以繼續(xù)增加，最高只能是等于電機(jī)的額定電壓。例如：為了使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度減半，把變頻器的輸出頻率從50Hz改變到25Hz，這時(shí)變頻器的輸出電壓就需要從400V改變到約200V 2. 當(dāng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度（頻率）改變時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)怎樣？*1: 工頻電源由電網(wǎng)提供的動(dòng)力電源（商用電源）*2: 起動(dòng)電流當(dāng)電機(jī)開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，變頻器的輸出電流變頻器驅(qū)動(dòng)時(shí)的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和最大轉(zhuǎn)矩要小于直接用工頻電源驅(qū)動(dòng)電機(jī)在工頻電源供電時(shí)起動(dòng)和加

39、速?zèng)_擊很大，而當(dāng)使用變頻器供電時(shí)，這些沖擊就要弱一些。工頻直接起動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大的起動(dòng)起動(dòng)電流。而當(dāng)使用變頻器時(shí)，變頻器的輸出電壓和頻率是逐漸加到電機(jī)上的，所以電機(jī)起動(dòng)電流和沖擊要小些。通常，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要隨頻率的減?。ㄋ俣冉档停┒鴾p小。減小的實(shí)際數(shù)據(jù)在有的變頻器手冊(cè)中會(huì)給出說(shuō)明。通過(guò)使用磁通矢量控制的變頻器，將改善電機(jī)低速時(shí)轉(zhuǎn)矩的不足，甚至在低速區(qū)電機(jī)也可輸出足夠的轉(zhuǎn)矩。 3. 當(dāng)變頻器調(diào)速到大于50Hz頻率時(shí)，電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩將降低通常的電機(jī)是按50Hz電壓設(shè)計(jì)制造的，其額定轉(zhuǎn)矩也是在這個(gè)電壓范圍內(nèi)給出的。因此在額定頻率之下的調(diào)速稱(chēng)為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速. (T=Te,&

40、#160;P<=Pe)變頻器輸出頻率大于50Hz頻率時(shí)，電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩要以和頻率成反比的線性關(guān)系下降。當(dāng)電機(jī)以大于50Hz頻率速度運(yùn)行時(shí)，電機(jī)負(fù)載的大小必須要給予考慮，以防止電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的不足。舉例，電機(jī)在100Hz時(shí)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩大約要降低到50Hz時(shí)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的1/2。因此在額定頻率之上的調(diào)速稱(chēng)為恒功率調(diào)速. (P=Ue*Ie)  4. 變頻器50Hz以上的應(yīng)用情況大家知道, 對(duì)一個(gè)特定的電機(jī)來(lái)說(shuō), 其額定電壓和額定電流是不變的。如變頻器和電機(jī)額定值都是: 15kW/380V/30A, 電機(jī)可以工作在50Hz以

41、上。當(dāng)轉(zhuǎn)速為50Hz時(shí), 變頻器的輸出電壓為380V, 電流為30A. 這時(shí)如果增大輸出頻率到60Hz, 變頻器的最大輸出電壓電流還只能為380V/30A. 很顯然輸出功率不變. 所以我們稱(chēng)之為恒功率調(diào)速.這時(shí)的轉(zhuǎn)矩情況怎樣呢?因?yàn)镻=wT (w:角速度, T:轉(zhuǎn)矩). 因?yàn)镻不變, w增加了, 所以轉(zhuǎn)矩會(huì)相應(yīng)減小。我們還可以再換一個(gè)角度來(lái)看:電機(jī)的定子電壓 U = E + I*R (I為電流, R為電子電阻,

42、60;E為感應(yīng)電勢(shì))可以看出, U,I不變時(shí), E也不變.而E = k*f*X, (k:常數(shù), f: 頻率, X:磁通), 所以當(dāng)f由50->60Hz時(shí), X會(huì)相應(yīng)減小 對(duì)于電機(jī)來(lái)說(shuō), T=K*I*X, (K:常數(shù), I:電流, X:磁通), 因此轉(zhuǎn)矩T會(huì)跟著磁通X減小而減小.同時(shí), 小于50Hz時(shí), 由于I*R很小, 所以U/f=E/f不變時(shí), 磁通(X)為常數(shù). 轉(zhuǎn)矩T和電流成

43、正比. 這也就是為什么通常用變頻器的過(guò)流能力來(lái)描述其過(guò)載(轉(zhuǎn)矩)能力. 并稱(chēng)為恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速(額定電流不變->最大轉(zhuǎn)矩不變)結(jié)論: 當(dāng)變頻器輸出頻率從50Hz以上增加時(shí), 電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)減小.5. 其他和輸出轉(zhuǎn)矩有關(guān)的因素發(fā)熱和散熱能力決定變頻器的輸出電流能力，從而影響變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩能力。載波頻率: 一般變頻器所標(biāo)的額定電流都是以最高載波頻率, 最高環(huán)境溫度下能保證持續(xù)輸出的數(shù)值. 降低載波頻率, 電機(jī)的電流不會(huì)受到影響。但元器件的發(fā)熱會(huì)減小。環(huán)境溫度：就象不會(huì)因?yàn)闄z測(cè)到周?chē)鷾囟缺容^低時(shí)就增大變頻器

44、保護(hù)電流值.海拔高度: 海拔高度增加, 對(duì)散熱和絕緣性能都有影響.一般1000m以下可以不考慮. 以上每1000米降容5%就可以了. 6. 矢量控制是怎樣改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩能力的？*1: 轉(zhuǎn)矩提升此功能增加變頻器的輸出電壓（主要是低頻時(shí)），以補(bǔ)償定子電阻上電壓降引起的輸出轉(zhuǎn)矩?fù)p失，從而改善電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。$ 改善電機(jī)低速輸出轉(zhuǎn)矩不足的技術(shù)使用"矢量控制"，可以使電機(jī)在低速,如(無(wú)速度傳感器時(shí))1Hz（對(duì)4極電機(jī)，其轉(zhuǎn)速大約為30r/min）時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩可以達(dá)到電機(jī)在50Hz供電輸出的轉(zhuǎn)矩（最大約為額定轉(zhuǎn)矩

45、的150）。對(duì)于常規(guī)的V/F控制，電機(jī)的電壓降隨著電機(jī)速度的降低而相對(duì)增加，這就導(dǎo)致由于勵(lì)磁不足，而使電機(jī)不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力。為了補(bǔ)償這個(gè)不足，變頻器中需要通過(guò)提高電壓，來(lái)補(bǔ)償電機(jī)速度降低而引起的電壓降。變頻器的這個(gè)功能叫做"轉(zhuǎn)矩提升"（*1）。轉(zhuǎn)矩提升功能是提高變頻器的輸出電壓。然而即使提高很多輸出電壓，電機(jī)轉(zhuǎn)矩并不能和其電流相對(duì)應(yīng)的提高。 因?yàn)殡姍C(jī)電流包含電機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其它分量（如勵(lì)磁分量）。"矢量控制"把電機(jī)的電流值進(jìn)行分配，從而確定產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的電機(jī)電流分量和其它電流分量（如勵(lì)磁分量）的數(shù)值。"矢量控制"可以通過(guò)

46、對(duì)電機(jī)端的電壓降的響應(yīng)，進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)隨著PLC在工業(yè)控制中的推廣普及，PLC產(chǎn)品的種類(lèi)越來(lái)越多，其結(jié)構(gòu)型號(hào)、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法等各不相同，適用場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選擇 PLC，對(duì)于提高PLC在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用有著重要作用。一、機(jī)型的選擇我國(guó)市場(chǎng)上流行的有如下幾家PLC產(chǎn)品：1施耐德公司，包括早期天津儀表廠引進(jìn)莫迪康公司的產(chǎn)品，目前有Quantum、Premium、Momentum等產(chǎn)品；2羅克韋爾公司（包括AB公司）PLC產(chǎn)品，目前有SLC、Micro Logix、Control Logix等產(chǎn)品；3西門(mén)子公司的產(chǎn)品，目前有SIMATIC S7-400/300/200系列產(chǎn)品；

47、4GE公司的產(chǎn)品；5日本歐姆龍、三菱、富士、松下等公司產(chǎn)品，其中使用較多的是三菱公司F1、F2、FX2等系列產(chǎn)品。 PLC機(jī)型選擇的基本原則是：在功能滿(mǎn)足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價(jià)格比最優(yōu)的機(jī)型。通常做法是，在工藝過(guò)程比較固定、環(huán)境條件較好的場(chǎng)合，建議選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC；其他情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC；對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制以及以開(kāi)關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目中，一般其控制速度無(wú)須考慮，因此，選用帶 A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿(mǎn)足要求；而在控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的工程項(xiàng)目中（如要實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)

48、等），可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度來(lái)選用中檔或高檔機(jī)（其中高檔機(jī)主要用于大規(guī)模過(guò)程控制、全PLC的分布式控制系統(tǒng)以及整個(gè)工廠的自動(dòng)化等）。根據(jù)不同的應(yīng)用對(duì)象，表1列出了PLC的幾種功能選擇。應(yīng)該注意的是，同一企業(yè)應(yīng)盡量做到機(jī)型統(tǒng)一。這樣，同一機(jī)型的PLC模塊可互為備用，便于備品備件的采購(gòu)和管理；同時(shí)，其統(tǒng)一的功能及編程方法也有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開(kāi)發(fā)；此外，由于其外部設(shè)備通用，資源可以共享，因此，配以上位計(jì)算機(jī)后即可把控制各獨(dú)立系統(tǒng)的多臺(tái)PLC聯(lián)成一個(gè)DCS系統(tǒng)，這樣便于相互通信，集中管理。二、I/O的選擇PLC在20世紀(jì)90年代已經(jīng)形成微、小、中、大、巨型多種PLC。按I/O

49、點(diǎn)數(shù)分，可分為微型PLC（32I/O）、小型PLC（256I/O）、中型PLC（1024I/O）、大型PLC（4.69I/O）、巨型PLC（8195I/O）五種。PLC與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的聯(lián)系是通過(guò)I/O接口模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的。PLC有許多I/O接口模塊，包括開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊以及其他一些特殊模塊，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)它們的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。（一）確定I/O點(diǎn)數(shù)根據(jù)控制系統(tǒng)的要求確定所需要的I/O點(diǎn)數(shù)時(shí)，應(yīng)再增加 10%20%的備用量，以便隨時(shí)增加控制功能。對(duì)于一個(gè)控制對(duì)象，由于采用的控制方法不同或編程水平不同，I/O點(diǎn)數(shù)也應(yīng)有所不同。表2列出了典型傳動(dòng)設(shè)備及常用電氣元件

50、所需的開(kāi)關(guān)量的I/O點(diǎn)數(shù)。（二）開(kāi)關(guān)量I/O開(kāi)關(guān)量I/O接口可從傳感器和開(kāi)關(guān)（如按鈕、限位開(kāi)關(guān)等）及控制設(shè)備（如指示燈、報(bào)警器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器等）接收信號(hào)。典型的交流輸入/輸出信號(hào)為24240V，直流輸入/輸出信號(hào)為5240V。盡管輸入電路因制造廠家不同而不同，但有些特性是相同的，如用于消除錯(cuò)誤信號(hào)的抖動(dòng)電路等。此外，大多數(shù)輸入電路在高壓電源輸入和接口電路的控制邏輯部分之間都設(shè)有可選的隔離電路。在評(píng)估離散輸出時(shí)，應(yīng)考慮熔絲、瞬時(shí)浪涌保護(hù)和電源與邏輯電路間的隔離電路。熔絲電路也許在開(kāi)始時(shí)花費(fèi)較多，但可能比在外部安裝熔絲耗資要少。（三）模擬量I/O模擬量輸入/輸出接口一般用來(lái)感知傳感器產(chǎn)生的信號(hào)。這

51、些接口可用于測(cè)量流量、溫度和壓力，并可用于控制電壓或電流輸出設(shè)備。這些接口的典型量程為-10+10V、0+11V、420mA或1050mA。一些制造廠家在PLC上設(shè)計(jì)有特殊模擬接口，因而可接收低電平信號(hào)，如RTD、熱電偶等。一般來(lái)說(shuō)，這類(lèi)接口模塊可用于接收同一模塊上不同類(lèi)型的熱電偶或RTD混合信號(hào)。（四）特殊功能I/O在選擇一臺(tái)PLC時(shí)，用戶(hù)可能會(huì)面臨一些特殊類(lèi)型且不能用標(biāo)準(zhǔn)I/O實(shí)現(xiàn)的I/O限定（如定位、快速輸入、頻率等）。此時(shí)用戶(hù)應(yīng)當(dāng)考慮供銷(xiāo)廠商是否提供有特殊的有助于最大限度減小控制作用的模塊。有些特殊接口模塊自身能處理一部分現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，從而使CPU從繁重的任務(wù)處理中解脫出來(lái)。（五）智能式I

52、/O當(dāng)前，PLC的生產(chǎn)廠家相繼推出了一些智能式的I/O模塊。一般智能式I/O模塊本身帶有處理器，可對(duì)輸入或輸出信號(hào)作預(yù)先規(guī)定的處理，并將處理結(jié)果送入CPU或直接輸出，這樣可提高PLC的處理速度并節(jié)省存儲(chǔ)器的容量。綜上，表3歸納了選擇I/O模塊的一般規(guī)則。 三、存儲(chǔ)器類(lèi)型及容量選擇PLC系統(tǒng)所用的存儲(chǔ)器基本上由PROM、EPROM及RAM三種類(lèi)型組成，存儲(chǔ)容量則隨機(jī)器的大小變化，一般小型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力低于6kB，中型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力可達(dá)64kB，大型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力可上兆字節(jié)。使用時(shí)可以根據(jù)程序及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需要來(lái)選用合適的機(jī)型，必要時(shí)也可專(zhuān)門(mén)進(jìn)行存儲(chǔ)器的擴(kuò)充設(shè)計(jì)。PLC的存儲(chǔ)器容量選擇和計(jì)算的

53、第一種方法是：根據(jù)編程使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)精確計(jì)算存儲(chǔ)器的實(shí)際使用容量。第二種為估算法，用戶(hù)可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，按照表4的公式來(lái)估算。為了使用方便，一般應(yīng)留有25%30%的裕量，獲取存儲(chǔ)容量的最佳方法是生成程序，即用了多少字。知道每條指令所用的字?jǐn)?shù)，用戶(hù)便可確定準(zhǔn)確的存儲(chǔ)容量。表4同時(shí)給出了存儲(chǔ)器容量的估算方法。表4 控制目的估算存儲(chǔ)器容量的方法四、編程器和外部設(shè)備的選擇在系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，PLC的編程問(wèn)題是非常重要的。用戶(hù)應(yīng)當(dāng)對(duì)所選擇PLC產(chǎn)品的軟件功能及編程器有所了解。通常情況下，小型控制系統(tǒng)一般選用價(jià)格便宜的簡(jiǎn)易編程器，如果系統(tǒng)較大或多臺(tái)PLC共用，可以選用功能強(qiáng)、編程方便的圖形編程器。如

54、果有個(gè)人計(jì)算機(jī)，可以選用能在個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的編程軟件包。同時(shí)，為了防止因干擾、鋰電池電壓下降等原因破壞RAM中的用戶(hù)程序，可以選用EEP-ROM模塊作為外部設(shè)備。五、實(shí)例（一）利用三菱PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)印刷機(jī)的精確控制印刷機(jī)的一套電氣設(shè)計(jì)屬于系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為了使產(chǎn)品性能穩(wěn)定，易于維護(hù)，采用以PLC為主控器的控制方案。印刷機(jī)要求易于操作，精度高，輸入、輸出點(diǎn)較多，因此采用雙機(jī)通訊。上位機(jī)采用三菱高性能的FX2N-80MR、FX2N-80MR自帶I/O接口，可以接40點(diǎn)輸入，40點(diǎn)輸出，主要負(fù)責(zé)主傳動(dòng)的控制，各機(jī)組離合器的控制，以及氣泵，氣閥的控制等。下位機(jī)采用三菱FX2N-64MR、FX2N-64MR可

55、以接32點(diǎn)輸入，32點(diǎn)輸出，主要負(fù)責(zé)水輥電機(jī)的控制，主傳動(dòng)的調(diào)速輸出，調(diào)版電機(jī)數(shù)據(jù)采集等。上位機(jī)與下位機(jī)采用RS485, 通訊，通訊方便，可靠。同時(shí)選用了一臺(tái)三菱5.7寸觸摸屏，主要負(fù)責(zé)水輥電機(jī)速度顯示，調(diào)版顯示，以及整機(jī)故障顯示等。本系統(tǒng)運(yùn)行可靠，維護(hù)方便，操作簡(jiǎn)便直觀，大大提高了膠印機(jī)的檔次。（二）歐姆龍（OMRON）PLC在石油加工工業(yè)中的應(yīng)用在石油加工工業(yè)中，大型旋轉(zhuǎn)機(jī)組是裝置設(shè)備的重要組成部分，重油催化裂化氣壓機(jī)組的聯(lián)鎖-自保系統(tǒng)從滿(mǎn)足工藝生產(chǎn)需求出發(fā)，考慮到安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性、可擴(kuò)展性等因素，采用了OMRON公司生產(chǎn)的CPM2AH型PLC進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建，CPM2AH自帶I/O接口

56、，可以接36點(diǎn)輸入，24點(diǎn)輸出，輸出形式是繼電器，并且通過(guò)RS232C串口與PC機(jī)通訊，使生產(chǎn)過(guò)程表現(xiàn)穩(wěn)定，動(dòng)作可靠，在事故狀態(tài)下對(duì)機(jī)組及生產(chǎn)裝置實(shí)行了自我保護(hù)，杜絕了惡性事故的擴(kuò)大和蔓延，取得了顯著的效果。六、結(jié)束語(yǔ)隨著科技的不斷進(jìn)步，PLC的種類(lèi)日益繁多，功能也逐漸增強(qiáng)。文章中盡管歸納了一些選用PLC的方法，但在實(shí)際工作中還一定要依據(jù)實(shí)際情況做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以便設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足期望的工業(yè)控制系     變頻器原理       一、基礎(chǔ)知識(shí)     

57、 1、概述      各國(guó)使用的交流供電電源，無(wú)論是用于家庭還是用于工廠，其電壓和頻率均200V/60Hz（50Hz）或100V/60Hz（50Hz），等等。通常，把電壓和頻率固定不變的交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱(chēng)作“變頻器”。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電（DC）。把直流電（DC）變換為交流電（AC）的裝置，其科學(xué)術(shù)語(yǔ)為“inverter”(逆變器)。由于變頻器設(shè)備中產(chǎn)生變化的電壓或頻率的主要裝置叫“inverter”，故該產(chǎn)品本身就被命名為“inverter”，即：變頻器，變頻器也可用于家電產(chǎn)

58、品。使用變頻器的家電產(chǎn)品中不僅有電機(jī)（例如空調(diào)等），還有熒光燈等產(chǎn)品。用于電機(jī)控制的變頻器，既可以改變電壓，又可以改變頻率。但用于熒光燈的變頻器主要用于調(diào)節(jié)電源供電的頻率。汽車(chē)上使用的由電池（直流電）產(chǎn)生交流電的設(shè)備也以“inverter”的名稱(chēng)進(jìn)行出售。變頻器的工作原理被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。例如計(jì)算機(jī)電源的供電，在該項(xiàng)應(yīng)用中，變頻器用于抑制反向電壓、頻率的波動(dòng)及電源的瞬間斷電。      2. 電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為什么能夠自由地改變？      r/min電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度單位：每分鐘旋轉(zhuǎn)次數(shù)，也可表示

59、為rpm.例如：4極電機(jī) 60Hz 1,800 r/min，4極電機(jī) 50Hz      1,500 r/min，電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度同頻率成比例。      本文中所指的電機(jī)為感應(yīng)式交流電機(jī)，在工業(yè)領(lǐng)域所使用的大部分電機(jī)均為此類(lèi)型電機(jī)。感應(yīng)式交流電機(jī)（以后簡(jiǎn)稱(chēng)為電機(jī)）的旋轉(zhuǎn)速度近似地確決于電機(jī)的極數(shù)和頻率。由電機(jī)的工作原理決定電機(jī)的極數(shù)是固定不變的。由于該極數(shù)值不是一個(gè)連續(xù)的數(shù)值（為2的倍數(shù)，例如極數(shù)為2，4，6），所以不適和改變?cè)撝祦?lái)調(diào)整電機(jī)的速度。另外，頻率是電機(jī)供電電源的電信號(hào)，所以該值能夠在

60、電機(jī)的外面調(diào)節(jié)后再供給電機(jī)，這樣電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度就可以被自由的控制。因此，以控制頻率為目的的變頻器，是做為電機(jī)調(diào)速設(shè)備的優(yōu)選設(shè)備。n      = 60f/p，n: 同步速度，f: 電源頻率 ，p: 電機(jī)極數(shù)，改變頻率和電壓是最優(yōu)的電機(jī)控制方法      。如果僅改變頻率，電機(jī)將被燒壞。特別是當(dāng)頻率降低時(shí)，該問(wèn)題就非常突出。為了防止電機(jī)燒毀事故的發(fā)生，變頻器在改變頻率的同時(shí)必須要同時(shí)改變電壓，例如：為了使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度減半，變頻器的輸出頻率必須從60Hz改變到30Hz，這時(shí)變頻器的輸出電壓就必須從200V改變到約100V。例如：為了使電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度減半，變頻器的輸出頻率必須從60Hz改變到30Hz，這時(shí)變頻器的輸出電壓就必須從200V改變到約100V。      如果要正確的使用變頻器,      必須認(rèn)真地考慮散熱的問(wèn)題。變頻器的故障率隨溫度升高而成指數(shù)的上升。使用壽命