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三相异步电动机双速可逆变频调速PLC控制

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三相异步电动机双速可逆变频调速PLC控制

发布日期:2017-07-07 作者: 点击:

  异步电动机变频调速(调速三相异步电动机)所要求的变频电源几乎都采用静止式变频器。利用变频器进行调速控制时,只需改变变频器内部逆变电路换流器件的开关顺序,即可以达到对输出进行换相的目的,很容易实现电动机的正、反转切换。本文介绍了PLC在三相交流异步电动机变频调速系统方面的设计,说明了系统的控制策略和工作原理,探讨三相异步电动机双速可逆变频调速PLC控制。

  1、PLC在三相交流异步电动机变频调速系统设计

  三相交流异步电动机变频调速系统,以可编程序控制器PLC作为核心控制部件,通过速度传感器将电动机的转速信号传给PLC,PLC经过控制规律的运算后,给出控制信号,改变电动机输入电压的频率,来调节电动机的转速,从而构成了一个闭环的速度控制系统。

  2、三相异步电动变频器电路连接的要点

  2.1变频器前面一定要加接触器

  输入侧接触器的作用。一般说来,在断路器和变频器之间,应该有接触器。a.可通过按钮开关方便地控制变频器的通电与断电。b.发生故障时可自动切断变频器电源,如:变频器自身发生故障,报警输出端子动作时,可使接触器KM迅速断电,从而使变频器立即脱离电源。另外,当控制系统中有其他故障信号时,也可迅速切断变频器电源。

  2.2变频器与电动机之间是否接输出接触器

  并不要求和工频进行切换时,变频器与电动机接触器,则有可能在变频器的输出频率较高的致变频器跳闸。a.当一台变频器只控制一台电动机,且并不要求和工频进行切换时,变频器与电动机之间不要接输出接触器。因为如果接入了输出接触器,则有可能在变频器的输出频率较高的情况下启动电动机,产生较大的启动电流,导致变频器跳闸。b.必须接输出接触器的情况有两种:当一台变频器接多台电动机时,每台电动机必须要有单独控制的接触器。另外,在变频和工频需要切换的情况下,当电动机接至工频电源时,必须切断和变频器之间的联系。通用变频器,一般都是采用交、直、交的方式组成,利用普通的电网电源运行的交流拖动系统,为了实现电动机的正、反转切换,必须利用触器等装置对电源进行换相切换。因此,电动机和变频器之间的接触器是必须接的。

  2.3变频器与电动机之间是否需要加热继电器。

  3、PLC在三相交流异步电动机变频调速系统软件设计

  PLC的控制程序分主程序和定时中断程序两部分。在主程序中,PLC完成高速计数、定时中断和相关标志位的初始化操作,以及对三相异步电动机的启动/停止控制和正/反转控制等。在定时中断中,PLC完成转速的采集、控制运算和控制量输出的工作。主程序和中断程序的框图如图2和图3所示。

  取得速度信号后,按照一定的控制规律进行控制运算。本系统采用的是变比例-积分分离的控制算法,即根据设定值与测量值的偏差大小分为4个区间,在每个区间采用不同的比例系统,当偏差值进入-5~+5的区间内,再加入积分控制。

  模拟量输出模块EM232的输出电压为-10~+10V,12位分辨率。PLC经过控制运算后,得到的控制信号需要转换成PLC的D/A模块所规定的数据格式,通过EM232输出给变频器的频率设定端,改变变频器的输出频率,从而实现对电机转速的控制。

  4、PLC控制三相异步电动机变频调速控制的技术

  变频器的数值型(如频率、电压等)指令信号的输入,可分为数字输入和模拟输入两种。数字输入多采用变频器面板上的键盘操作和串行接口来给定;模拟输入则通过接线端子由外部给定,通常通过0~10V/5V的电压信号或0/4~20mA的电流信号输入。由于接口电路因输入信号而异,因此必须根据变频器的输入阻抗选择PI£的输出模块。采用PI£控制变频器通常有两种方法。

  4.1 模拟量控制,该方法很直观而且简单,利用变频器的I/O端子,将变频器的跟随速度设置为某个模拟量输入,即可实现对变频器的控制,但是每个变频器占用PLC的一个模拟量通道。当变频器和PLC的电压信号范围不同时,如变频器的输入信号为0~10V,而PLC的输出电压信号范围为0~5V时;或PLC一次侧的输出信号电压范围为0~10V,而变频器的输入电压信号范围为0~5V时,由于变频器和晶体管的允许电压、电流等因素的限制,需用串联的方式接入限流电阻及分压方式,以保证进行开闭时不超过PLC和变频器的允许容量。变频调速系统的负载惯量大,一般起动转矩小。所以,加/减速时间值设置大时,转矩提升值要设置小。起动转矩大的负载,一般惯量小。所以,加/减速时间设置小时,转矩提升要设置大一些。如果加/减速时间长,大电流流过的时间长。逐步加大转矩提升,电流会逐步减小,直到电流反而增大时,停止转矩补偿的提升。

  4.2 采用通信接口,该方法不仅实现了对变频器的控制,PLC还能够获取变频器的运行状态,PLC将变频器纳人为其系统中的子设备,便可读写变频器内部寄存器信息,以实现对变频器的实时控制。

  变频器通过接线端子向外部输出相应的监测模拟信号,电压信号的范围通常为0~10V/5V,电流信号的范围通常为0/4~20nA。在应用中都应依据PLC一次侧的输入阻抗的大小,保证电路中电压和电流不超过电路的允许值,以提高系统的可靠性和减少误差。在使用PLC进行顺序控制时,由于CUP进行数据处理需要时间,存在一定的延迟时间,故在较精确的控制时应予以考虑。因为变频器在运行中会产生较强的电磁干扰,为保证PLC不会因变频器主电路断路器及开关器件等产生的噪声而出现故障,变频器与PLC进行信号线连接时应注意以下事项:

  4。2。1对PLC本身应按规定的接线标准和接地条件进行接地,而且应注意避免和变频器使用共同的接地线,且在接地时使二者尽可能分开。

  4。2。2在电源质量不高时,应在PLC的电源模块及输入、输出模块的电源线上接入噪声滤波器和降低噪声用的变压器等。另外,若有必要,在变频器一次侧也应采取相应的措施。

  4.2.3当把变频器和PLC安装于同一控制柜中时,应尽可能使与变频器有关的导线和与PLC有关的导线分开。

  4.2.4 PLC和变频器连接时,应该注意连接时出现的干扰,避免由于干扰造成变频器的误动作,或者由于连接不当导致PLC或变频器的输入、输出端损坏,其连线应使用屏蔽线和双绞线,以提高抗噪声干扰的水平。

  结束语

  本控制系统用PLC实现电机转速的测量和控制,通过变频器来改变三相异步电动机的转速。变频器的参数输入项目中有一些是电动机基本参数的输入,如电动机的功率、额定电压、额定电流、额定转速、极数等。这些参数的输入非常重要,将直接影响变频器中一些保护功能的正常发挥,以使电动机能正常工作在允许的范围之内,起到应有的保护作用。


相关标签:小型三相异步电动机,调速三相异步电动机

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