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交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)-電氣工程及其自動(dòng)化論文
交流變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)-電氣工程及其自動(dòng)化論文
4.1 變壓變頻調(diào)速簡(jiǎn)介
由 知，當(dāng)極對(duì)數(shù)p不變時(shí)，同步轉(zhuǎn)速 和電源頻率 成正比。連續(xù)地改變供電電源頻率，就可以平滑地調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。這樣的調(diào)速方法叫變頻調(diào)速。變頻調(diào)速具有很好的調(diào)速性能，在交流調(diào)速方式中具有重要意義，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。
4.1.1變頻調(diào)速的基本控制方式
在進(jìn)行電機(jī)調(diào)速時(shí)，常須考慮的一個(gè)重要因素是：希望保持電機(jī)中每極磁通量 Fm 為額定值不變。如果磁通太弱，沒(méi)有充分利用電機(jī)的鐵心，是一種浪費(fèi)；如果過(guò)分增大磁通，又會(huì)使鐵心飽和，從而導(dǎo)致過(guò)大的勵(lì)磁電流，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因繞組過(guò)熱而損壞電機(jī)。
對(duì)于直流電機(jī)，勵(lì)磁系統(tǒng)是獨(dú)立的，只要對(duì)電樞反應(yīng)有恰當(dāng)?shù)难a(bǔ)償，F(xiàn)m 保持不變是很容易做到的。在交流異步電機(jī)中，磁通Fm 由定子和轉(zhuǎn)子磁勢(shì)合成產(chǎn)生，要保持磁通恒定就需要費(fèi)一些周折了。
定子每相電動(dòng)勢(shì)： (4-1)
式中：Eg —氣隙磁通在定子每相中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值，單位為V；
—定子平率，單位為Hz；
Ns—定子每相繞組串聯(lián)匝數(shù)；
—基波繞組系數(shù)；
—每極氣隙磁通量，單位為Wb。
由式（4-1）可知，只要控制好Eg和f1，便可達(dá)到控制磁通Fm的目的，對(duì)此需要考慮基頻（額定頻率）以下和基頻以上兩種情況：
（1）基頻以下調(diào)速
由式（4-1）可知，要保持Fm不變，當(dāng)頻率 f1從額定值f1N向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須同時(shí)降低Eg，使： (4-2)
即采用恒值電動(dòng)勢(shì)頻率比的控制方式。
然而，繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是難以直接控制的，當(dāng)電動(dòng)勢(shì)值較高時(shí)，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，而認(rèn)為定子相電壓 Us ≈ Eg，則得： (4-3)
這是恒壓頻比的控制方式。
但是，在低頻時(shí)Us和Eg都較小，定子阻抗壓降所占的份量就比較顯著，不再能忽略。這時(shí)，需要人為地把電壓 Us 抬高一些，以便近似地補(bǔ)償定子壓降。
帶定子壓降補(bǔ)償?shù)暮銐侯l比控制特性示于下圖中的b線(xiàn)，無(wú)補(bǔ)償?shù)目刂铺匦詣t為a 線(xiàn)。
圖4-1 恒壓頻比控制特性
（2）基頻以上調(diào)速
在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率應(yīng)該從f1N向上升高，但定子電Us卻不可能超過(guò)額定電壓UsN，最多只能保持Us = UsN，這將迫使磁通與頻率成反比地降低，相當(dāng)于直流電機(jī)弱磁升速的情況。
把基頻以下和基頻以上兩種情況的控制特性畫(huà)在一起，如下圖所示。
圖4-2 異步電機(jī)變壓變頻調(diào)速的控制特性
如果電機(jī)在不同轉(zhuǎn)速時(shí)所帶的負(fù)載都能使電流達(dá)到額定值，即都能在允許溫升下長(zhǎng)期運(yùn)行，則轉(zhuǎn)矩基本上隨磁通變化。按照電力拖動(dòng)原理，在基頻以下，磁通恒定時(shí)轉(zhuǎn)矩也恒定，屬于“恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速”性質(zhì)；而在基頻以上，轉(zhuǎn)速升高時(shí)轉(zhuǎn)矩降低，基本上屬于“恒功率調(diào)速”。
4.1.2 異步電動(dòng)機(jī)電壓-頻率協(xié)調(diào)控制的機(jī)械特性
異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性在不同的條件下有不同的特性曲線(xiàn)，本小節(jié)主要從三個(gè)方面介紹異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性。
（1）恒壓恒頻正弦波供電時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性
在電機(jī)學(xué)中已經(jīng)知道異步電機(jī)在恒壓恒頻正弦波供電時(shí)的機(jī)械特性方程式：Te= f (s)。當(dāng)定子電壓Us和電源角頻率w1恒定時(shí)，可以改寫(xiě)成如下形式：
（4-4）
當(dāng)s很小時(shí)，可忽略上式分母中含s各項(xiàng)，則：
（4-5）
也就是說(shuō)當(dāng)s很小時(shí)，轉(zhuǎn)矩近似與s成正比，機(jī)械特性 Te = f（s）是一段直線(xiàn)，見(jiàn)圖4-3。
當(dāng) s 接近于1時(shí)，可忽略式（4-4）分母中的Rr' ，則：
（4-6）
即s接近于1時(shí)轉(zhuǎn)矩近似與s成反比，這時(shí)，Te = f（s）是對(duì)稱(chēng)于原點(diǎn)的一段雙曲線(xiàn)。
當(dāng) s 為以上兩段的中間數(shù)值時(shí)，機(jī)械特性從直線(xiàn)段逐漸過(guò)渡到雙曲線(xiàn)段，如圖所示。
圖4-3 恒壓恒頻時(shí)異步電機(jī)的機(jī)械特性
（2）基頻以下電壓-頻率協(xié)調(diào)控制時(shí)代機(jī)械特性
由式（4-4）機(jī)械特性方程式可以看出，對(duì)于同一組轉(zhuǎn)矩Te和轉(zhuǎn)速n（或轉(zhuǎn)差率s）的要求，電壓Us和頻率w1可以有多種配合，即在Us和w1的不同配合下也有多種機(jī)械特性，因此有不同方式的電壓－頻率協(xié)調(diào)控制。
（a）恒壓頻比控制（ Us /w1 ）
在第4-1-1小節(jié)中已經(jīng)指出，為了近似地保持氣隙磁通不變，以便充分利用電機(jī)鐵心，發(fā)揮電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的能力，在基頻以下須采用恒壓頻比控制。這時(shí)，同步轉(zhuǎn)速自然要隨頻率變化。
（4-7）
帶負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速降落為： （4-8）
在式（4-5）所表示的機(jī)械特性近似直線(xiàn)段上，可以導(dǎo)出：
（4-9）
由此可見(jiàn)：當(dāng)Us /w1為恒值時(shí)，對(duì)于同一轉(zhuǎn)矩Te，sw1是基本不變的，因而Dn 也是基本不變的。這就是說(shuō)，在恒壓頻比的條件下改變頻率w1時(shí)，機(jī)械特性基本上是平行下移，如圖4-4所示。它們和直流他勵(lì)電機(jī)變壓調(diào)速時(shí)的情況基本相似，所不同的是，當(dāng)轉(zhuǎn)矩增大到最大值以后，轉(zhuǎn)速再降低，特性就折回來(lái)了。
（4-10）
由上式可以看出：頻率越低時(shí)最大轉(zhuǎn)矩值越小，最大轉(zhuǎn)矩Temax是隨著的w1降低而減小的。頻率很低時(shí)，Temax太小將限制電機(jī)的帶載能力，采用定子壓降補(bǔ)償，適當(dāng)?shù)靥岣唠妷篣s，可以增強(qiáng)帶載能力，見(jiàn)圖4-4。
圖4-4 恒壓頻比控制時(shí)變頻調(diào)速的機(jī)械特性
（b）恒 Eg /w1 控制
下圖再次繪出異步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)等效電路，圖中幾處感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的意義如下：
Eg —氣隙（或互感）磁通在定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；
Es —定子全磁通在定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；
Er —轉(zhuǎn)子全磁通在轉(zhuǎn)子繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（折合到定子邊）。
如果在電壓－頻率協(xié)調(diào)控制中，恰當(dāng)?shù)靥岣唠妷篣s的數(shù)值，使它在克服定子阻抗壓降以后，能維持Eg /w1為恒值（基頻以下），則由式（4-1）可知，無(wú)論頻率高低，每極磁通Fm均為常值。
圖4-5 異步電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)
由等效電路可以看出： （4-11）
代入電磁轉(zhuǎn)矩關(guān)系式，得：
（4-12）
利用與前相似的分析方法，當(dāng)s很小時(shí)，可忽略式（4-12）分母中含s項(xiàng)，則：
（4-13）
這表明機(jī)械特性的這一段近似為一條直線(xiàn)。
當(dāng) s 接近于1時(shí)，可忽略式（4-12）分母中的Rr'2項(xiàng)，則：
（4-14）
S值為上述兩段的中間值時(shí)，機(jī)械特性在直線(xiàn)和雙曲線(xiàn)之間逐漸過(guò)渡，整條特性與恒壓頻比特性相似。但是，對(duì)比式（4-4）和式（4-12）可以看出，恒Eg /w1特性分母中含s項(xiàng)的參數(shù)要小于恒Us /w1特性中的同類(lèi)項(xiàng)，也就是說(shuō)s值要更大一些才能使該項(xiàng)占有顯著的份量，從而不能被忽略，因此恒Eg /w1特性的線(xiàn)性段范圍更寬。
將式（4-12）對(duì)s求導(dǎo)，并令dTe / ds = 0，可得恒Eg /w1控制特性在最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)差率： （4-15）
和最大轉(zhuǎn)矩： （4-16）
值得注意的是，在式（4-16）中，當(dāng)Eg /w1為恒值時(shí)，Temax 恒定不變，如下圖所示，其穩(wěn)態(tài)性能優(yōu)于恒 Us /w1 控制的性能。這正是恒 Eg /w1 控制中補(bǔ)償定子壓降所追求的目標(biāo)。
圖4-6 恒Eg /w1 控制時(shí)變頻調(diào)速的機(jī)械特性
（c）恒Er /w1控制
如果把電壓－頻率協(xié)調(diào)控制中的電壓再進(jìn)一步提高，把轉(zhuǎn)子漏抗上的壓降也抵消掉得到恒Er /w1控制，則機(jī)械特性會(huì)怎樣呢？由此可寫(xiě)出
（4-17）
代入電磁轉(zhuǎn)矩基本關(guān)系式，得：
（4-18）
現(xiàn)在，不必再作任何近似就可知道，這時(shí)的機(jī)械特性完全是一條直線(xiàn)，見(jiàn)圖4-7。
圖4-7 不同電壓－頻率協(xié)調(diào)控制方式時(shí)的機(jī)械特性
顯然，恒Er /w1控制的穩(wěn)態(tài)性能最好，可以獲得和直流電機(jī)一樣的線(xiàn)性機(jī)械特性，這正是高性能交流變頻調(diào)速所要求的性能。
綜上所述，在正弦波供電時(shí)，按不同規(guī)律實(shí)現(xiàn)電壓－頻率協(xié)調(diào)控制可得不同類(lèi)型的機(jī)械特性：
恒壓頻比（Us /w1 = Constant）控制最容易實(shí)現(xiàn)，它的變頻機(jī)械特性基本上是平行下移，硬度也較好，能夠滿(mǎn)足一般的調(diào)速要求，但低速帶載能力有些差強(qiáng)人意，須對(duì)定子壓降實(shí)行補(bǔ)償。
恒Eg /w1控制是通常對(duì)恒壓頻比控制實(shí)行電壓補(bǔ)償?shù)臉?biāo)準(zhǔn)，可以在穩(wěn)態(tài)時(shí)達(dá)到Frm = Constant，從而改善了低速性能。但機(jī)械特性還是非線(xiàn)性的，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的能力仍受到限制。
恒 Er /w1控制可以得到和直流他勵(lì)電機(jī)一樣的線(xiàn)性機(jī)械特性，按照轉(zhuǎn)子全磁通Frm 恒定進(jìn)行控制，即得：Er /w1 = Constant，而且在動(dòng)態(tài)中也盡可能保持Frm恒定是矢量控制系統(tǒng)的目標(biāo)，當(dāng)然實(shí)現(xiàn)起來(lái)是比較復(fù)雜的。
（3）基頻以上恒壓變頻時(shí)的機(jī)械特性
在基頻以上變頻調(diào)速時(shí)，由于定子電壓 Us= UsN 不變，式（4-4）的機(jī)械特性方程式可寫(xiě)成：
（4-20）
而式（4-10）的最大轉(zhuǎn)矩表達(dá)式可改寫(xiě)成：
（4-21）
同步轉(zhuǎn)速的表達(dá)式仍和式（4-7）一樣。
由此可見(jiàn)：當(dāng)角頻率提高時(shí)，同步轉(zhuǎn)速隨之提高，最大轉(zhuǎn)矩減小，機(jī)械特性上移，而形狀基本不變，如圖所示。
圖4-8 基頻以上恒壓變頻調(diào)速的機(jī)械特性
由于頻率提高而電壓不變，氣隙磁通勢(shì)必減弱，導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩的減�。坏D(zhuǎn)速升高了，可以認(rèn)為輸出功率基本不變，所以基頻以上變頻調(diào)速屬于弱磁恒功率調(diào)速。
以上所分析的機(jī)械特性都是在正弦波電壓供電下的情況，如果電壓源含有諧波，將使機(jī)械特性受到扭曲，并增加電機(jī)中的損耗，因此在設(shè)計(jì)變頻裝置時(shí)，應(yīng)盡量減少輸出電壓中的諧波。
4.2 電力電子變壓變頻器
如前所述，對(duì)于異步電機(jī)的變壓變頻調(diào)速，必須具備能夠同時(shí)控制電壓幅值和頻率的交流電源，而電網(wǎng)提供的是恒壓恒頻的電源，因此應(yīng)該配置變壓變頻器，又稱(chēng)VVVF（Variable Voltage Variable Frequency）裝置。
最早的VVVF裝置是旋轉(zhuǎn)變頻機(jī)組，即由直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)交流同步發(fā)電機(jī)，調(diào)節(jié)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就能控制交流發(fā)電機(jī)輸出電壓和頻率。自從電力電子器件獲得廣泛應(yīng)用以后，旋轉(zhuǎn)變頻機(jī)組已經(jīng)無(wú)例外地讓位給靜止式的變壓變頻器了。
4.2.1交-交變頻器
交-交變壓變頻器的基本結(jié)構(gòu)如下圖所示，它只有一個(gè)變換環(huán)節(jié)，把恒壓恒頻（CVCF）的交流電源直接變換成VVVF輸出，因此又稱(chēng)直接式變壓變頻器。有時(shí)為了突出其變頻功能，也稱(chēng)作周波變換器（Cycloconveter）。
圖4-9 交-交（直接）變壓變頻器
常用的交-交變壓變頻器輸出的每一相都是一個(gè)由正、反兩組晶閘管可控整流裝置反并聯(lián)的可逆線(xiàn)路。也就是說(shuō)，每一相都相當(dāng)于一套直流可逆調(diào)速系統(tǒng)的反并聯(lián)可逆線(xiàn)路。
圖4-10 交-交變壓變頻器每一相的可逆線(xiàn)路
近年來(lái)又出現(xiàn)了一種采用全控型開(kāi)關(guān)器件的矩陣式交-交變壓變頻器，類(lèi)似于 PWM控制方式，輸出電壓和輸入電流的低次諧波都較小，輸入功率因數(shù)可調(diào)，能量可雙向流動(dòng)，以獲得四象限運(yùn)行，但當(dāng)輸出電壓必須為正弦波時(shí)，最大輸出輸入電壓比只有0.866。
4.2.2 變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)中的脈寬調(diào)制技術(shù)
（1）PWM調(diào)制原理
以正弦波作為逆變器輸出的期望波形，以頻率比期望波高得多的等腰三角波作為載波（Carrier wave），并用頻率和期望波相同的正弦波作為調(diào)制波（Modulation wave），當(dāng)調(diào)制波與載波相交時(shí)，由它們的交點(diǎn)確定逆變器開(kāi)關(guān)器件的通斷時(shí)刻，從而獲得在正弦調(diào)制波的半個(gè)周期內(nèi)呈兩邊窄中間寬的一系列等幅不等寬的矩形波。
圖4-11 PWM調(diào)制原理
按照波形面積相等的原則，每一個(gè)矩形波的面積與相應(yīng)位置的正弦波面積相等，因而這個(gè)序列的矩形波與期望的正弦波等效，這種調(diào)制方法稱(chēng)作正弦波脈寬調(diào)制（Sinusoidal pulse width modulation，簡(jiǎn)稱(chēng)SPWM），這種序列的矩形波稱(chēng)作SPWM波。
（2）SPWM控制方式
如果在正弦調(diào)制波的半個(gè)周期內(nèi)，三角載波只在正或負(fù)的一種極性范圍內(nèi)變化，所得到的SPWM波也只處于一個(gè)極性的范圍內(nèi)，叫做單極性控制方式。
如果在正弦調(diào)制波半個(gè)周期內(nèi)，三角載波在正負(fù)極性之間連續(xù)變化，則SPWM波也是在正負(fù)之間變化，叫做雙極性控制方式。
a）單極性PWM控制方式
b）雙極性PWM控制方式
（3）PWM調(diào)制方法
載波比——載波頻率 fc與調(diào)制信號(hào)頻率fr之比N,即N = fc / fr。根據(jù)載波和信號(hào)波是否同步及載波比的變化情況，PWM調(diào)制方式分為異步調(diào)制和同步調(diào)制。
a）異步調(diào)制
異步調(diào)制——載波信號(hào)和調(diào)制信號(hào)不同步的調(diào)制方式。通常保持fc固定不變，當(dāng)fr變化時(shí)，載波比N是變化的；
在信號(hào)波的半周期內(nèi)，PWM波的脈沖個(gè)數(shù)不固定，相位也不固定，正負(fù)半周期的脈沖不對(duì)稱(chēng)，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對(duì)稱(chēng)。當(dāng)fr較低時(shí)，N較大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，脈沖不對(duì)稱(chēng)產(chǎn)生的不利影響都較��；當(dāng)fr增高時(shí)，N 減小，一周期內(nèi)的脈沖數(shù)減少，PWM 脈沖不對(duì)稱(chēng)的影響就變大。
b）同步調(diào)制
同步調(diào)制——N 等于常數(shù)，并在變頻時(shí)使載波和信號(hào)波保持同步。
為使一相的PWM波正負(fù)半周鏡對(duì)稱(chēng)，N應(yīng)取奇數(shù)；三相電路中公用一個(gè)三角波載波，且取 N 為3的整數(shù)倍，使三相輸出對(duì)稱(chēng)。
c）分段同步調(diào)制
把fr范圍劃分成若干個(gè)頻段，每個(gè)頻段內(nèi)保持N恒定，不同頻段N不同。在fr高的頻段采用較低的N，使載波頻率不致過(guò)高；在fr低的頻段采用較高N，使載波頻率不致過(guò)低。
圖4-12 分段同步調(diào)制方式
d）混合調(diào)制
可在低頻輸出時(shí)采用異步調(diào)制方式，高頻輸出時(shí)切換到同步調(diào)制方式，這樣把兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，和分段同步方式效果接近。
（4）PWM逆變器主電路及輸出波形
圖4-13 三相橋式PWM逆變器主電路原理圖
圖4-14 三相橋式PWM逆變器的雙極性SPWM波形
圖4-14為三相PWM波形，其中： 、 、 為U，V，W三相的正弦調(diào)制波，uc為雙極性三角載波； 、 、 為U，V，W三相輸出與電源中性點(diǎn)N’之間的相電壓矩形波形； 為輸出線(xiàn)電壓矩形波形，其脈沖幅值為+Ud和-Ud； 為三相輸出與電機(jī)中點(diǎn)N之間相電壓。
4.3 基于安川變頻器的交流調(diào)速控制系統(tǒng)
隨著節(jié)能的普及和工業(yè)自動(dòng)化的推廣，變頻器的使用越來(lái)越多，每年在中國(guó)有上百億的銷(xiāo)售額。安川變頻器是世界知名的變頻器之一，由安川電機(jī)株式會(huì)社生產(chǎn)，在世界各地占有率比較高。
安川變頻器全稱(chēng)為“安川交流變頻調(diào)速器”，主要用于三相異步交流電機(jī)，用于控制和調(diào)節(jié)電機(jī)速度�，F(xiàn)在安川電機(jī)公司在中國(guó)上海市有設(shè)有生產(chǎn)廠，專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)：CIMR-G/CIMR-F/ CIMR-E/CIMR-L等系列的變頻器。
4.3.1 CIMR-E7簡(jiǎn)介
本設(shè)計(jì)采用安川CIMR-E7B4037型號(hào)的變頻器，其適合的用途有：①風(fēng)扇、鼓風(fēng)機(jī)及泵的用途，②傳送帶、擠出機(jī)及金屬加工機(jī)械等。
Varispeed E7 系列變頻器分為200V級(jí)和400V級(jí)2種電壓等級(jí)，適用電機(jī)容量為0.4～300kW(41 種機(jī)型)。
對(duì)于CIMR-E7B4037號(hào)變頻器具體參數(shù)：電壓等級(jí)：400V
最大適用電機(jī)容量：37KW
輸出容量：57KW
4.3.2 變頻器的配合使用
對(duì)于此交直流混合傳動(dòng)的復(fù)卷機(jī)電控系統(tǒng)，其交流控制原理圖（即圖2-5）的參數(shù)設(shè)定如下表所示：
表4-1 變頻器參數(shù)設(shè)定
（1）b1-03（停止方法選擇）
設(shè)定指令停止時(shí)的停止方法：
0：減速停止，
1：自由運(yùn)行停止，
2：直流制動(dòng)停止( 不進(jìn)行再生動(dòng)作，比自由運(yùn)行停止更快)，
3：帶定時(shí)的自由運(yùn)行停止( 忽視減速時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行指令輸入)
設(shè)定范圍：0~3
（2）b1-04（反轉(zhuǎn)禁止選擇）
0：可反轉(zhuǎn)
1：禁止反轉(zhuǎn)
2：輸出相旋轉(zhuǎn)( 兩個(gè)方向都可旋轉(zhuǎn))
3：禁止反轉(zhuǎn)的輸出相旋轉(zhuǎn)
設(shè)定范圍：0~3
如果設(shè)定了禁止電機(jī)反轉(zhuǎn)，即使輸入反轉(zhuǎn)運(yùn)行指令，該指令也不會(huì)被接受，故多用于不宜反轉(zhuǎn)的電機(jī)( 例如，風(fēng)扇、泵等)。通過(guò)將b1-04 的設(shè)定改變?yōu)?或3，也可以改變輸出相的順序。這比電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向錯(cuò)誤時(shí)改變接配線(xiàn)要簡(jiǎn)單快捷的多。
（3）b1-12（手動(dòng)頻率指令的選擇）
設(shè)定手動(dòng)運(yùn)行頻率指令的選擇。當(dāng)b1-13=1 時(shí)，從自動(dòng)切換到手動(dòng)模式時(shí)，如果手動(dòng)指令沿用自動(dòng)指令，則選擇該參數(shù)。
0：數(shù)字式操作器
1：控制回路端子( 模擬量輸入)
設(shè)定范圍：0，1
（4）b2-01（直流制動(dòng)開(kāi)始頻率）
停止減速時(shí)，以Hz為單位設(shè)定開(kāi)始直流制動(dòng)時(shí)的頻率；b2-01<E1-09時(shí)，從E1-09 開(kāi)始直流制動(dòng)。
設(shè)定范圍：0.00~10.0
（5）C1-01（加速時(shí)間1）：以秒為單位設(shè)定最高輸出頻率從0% 到100% 的加速時(shí)間。
C1-02（減速時(shí)間1）：以秒為單位設(shè)定最高輸出頻率從100% 到0% 的減速時(shí)間。
設(shè)定范圍皆為：0.0~6000.0
他們的主要用途是：用來(lái)調(diào)整加減速時(shí)的轉(zhuǎn)矩。
（6）C1-09（緊急停止時(shí)間）：指多功能輸入“緊急停止”為ON 時(shí)的減速時(shí)間。
作為檢測(cè)出故障時(shí)的停止方法，也可在選擇“緊急停止”時(shí)使用。
設(shè)定范圍：0.0~6000.0
（7）D1-17（點(diǎn)動(dòng)頻率指令）
多功能輸入“點(diǎn)動(dòng)頻率指令選擇”、“FJOG 指令”或“RJOG 指令”ON 時(shí)設(shè)定的頻率指令。
設(shè)定范圍：0~Fmax
（8）E1-03（V/f 曲線(xiàn)選擇）
0～D：從15種預(yù)設(shè)V/f曲線(xiàn)中選擇。F：用戶(hù)自定義V/f 曲線(xiàn)(可設(shè)定E1-04～E1-10)。
設(shè)定范圍：0~F
（9）E2-01（電機(jī)額定電流）
以A 為單位設(shè)定電機(jī)額定電流。該設(shè)定值為電機(jī)保護(hù)、轉(zhuǎn)矩限制、轉(zhuǎn)矩控制的基準(zhǔn)值。自學(xué)習(xí)時(shí)自動(dòng)設(shè)定。
設(shè)定范圍：隨kVA 而定
（10）H1-04（端子S6 的功能選擇）：多功能數(shù)字輸入 4
H1-05（端子S7 的功能選擇）：多功能數(shù)字輸入 5
設(shè)定范圍皆為：0~82
（11）H4-01（多功能模擬量輸出1端子FM監(jiān)視選擇）：設(shè)定需從端子FM 輸出(U1- □□ ) 的監(jiān)視項(xiàng)目的編號(hào)。
設(shè)定范圍：1~38
H4-02（多功能模擬量輸出1 端子FM 輸出增益）：設(shè)定多功能模擬量輸出1的電壓增益，設(shè)定監(jiān)視項(xiàng)目的100% 的輸出量10V的幾倍，但從端子輸出的電壓最高為10V。
設(shè)定范圍：0~1000.0%
H4-03（多功能模擬量輸出1 端子FM 偏置）：設(shè)定多功能模擬量輸出1的電壓偏置。以10V作為100%，以%為單位設(shè)定使輸出特性呈上下平行移動(dòng)的量，但從端子輸出的電壓最高為10V。
設(shè)定范圍：-110~+110%
（12）T1-02（電機(jī)輸出功率）：以kW為單位設(shè)定電機(jī)的額定輸出功率。
設(shè)定范圍：0.00~650.00
（13）T1-04（電機(jī)額定電流）：根據(jù)電機(jī)的銘牌值，以A為單位設(shè)定電機(jī)的額定電流。
設(shè)定范圍：0.32~6.40
小結(jié)：在以上理論和參數(shù)設(shè)定的基礎(chǔ)上，應(yīng)用恒壓頻比交流調(diào)速原理，借助安川變頻器CIMR-E7B4037便可設(shè)計(jì)出交流傳動(dòng)控制原理圖（見(jiàn)附錄圖2）。
5 總 結(jié)
5.1 控制系統(tǒng)的組成與功能
5.1.1 系統(tǒng)的概貌
對(duì)于此交流和直流混合控制的復(fù)卷機(jī)電控系統(tǒng)，其系統(tǒng)控制原理圖見(jiàn)附錄。
5.1.2 系統(tǒng)的組成
（1）傳動(dòng)系統(tǒng)回路
由原理圖可知：傳動(dòng)系統(tǒng)主回路包括：三相進(jìn)線(xiàn)、主斷路器、主接觸器、進(jìn)線(xiàn)電抗器等。傳動(dòng)系統(tǒng)采用直流母線(xiàn)制包括：整流單元，使用恒壓頻比控制的一臺(tái)110KW逆變器單元；電機(jī)系統(tǒng)：30KW普通三相籠型直流電機(jī)一臺(tái)，37KW三相交流變頻電機(jī)一臺(tái)。
（2）控制系統(tǒng)
直流控制系統(tǒng)采用歐陸590直流數(shù)字調(diào)速器來(lái)實(shí)現(xiàn)；交流控制系統(tǒng)在此采用安川變頻器，型號(hào)為CIMR-E7B4037。
5.1.3 系統(tǒng)各部分功能
傳動(dòng)系統(tǒng)：分別帶動(dòng)兩根卷取棍和一根放卷棍，進(jìn)行傳動(dòng)部分的轉(zhuǎn)速控制、力矩控制，放卷的調(diào)速控制。
控制系統(tǒng)：直流和交流調(diào)速控制系統(tǒng)作為整個(gè)設(shè)計(jì)的核心，主要是對(duì)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式和快慢進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，同時(shí)接受操作人員的控制命令執(zhí)行各種控制，監(jiān)視設(shè)備，進(jìn)行各種設(shè)備連鎖。
DP現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)：連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)分布式控制。
5.2 小結(jié)
在經(jīng)過(guò)一個(gè)月的不懈努力下，交直流混合傳動(dòng)的復(fù)卷機(jī)電控系統(tǒng)終于初現(xiàn)成效。從理論知識(shí)和數(shù)據(jù)可以看出，利用此系統(tǒng)對(duì)于一般的復(fù)卷機(jī)足以滿(mǎn)足要求。
通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，鞏固了我們學(xué)習(xí)過(guò)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，也使我們把理論與實(shí)踐從真正意義上相結(jié)合了起來(lái)；考驗(yàn)了我們借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)搜集、查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，和組織材料的綜合能力；從中可以自我測(cè)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)到自己哪方面有欠缺、不足，以便于在日后的學(xué)習(xí)中得以改進(jìn)、提高；同時(shí)通過(guò)使用AutoCAD和Office辦公軟件，也讓我們了解到計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)的智能化和普遍化,有利于提高工作效率。
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