plc控制电动机变频调速

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1、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(ProgrammableLogicController)，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(PersonalComputer)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

2、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。2、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

3、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：(1)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

4、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。(2)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

5、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

6、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，此脉冲系列也是双极性的，如图4一b所示。但是，由相电压合成为线电压时，所得到的线电压脉冲系列却是单极性的，如图4～c所示。双极性调制的工作特点：逆变桥在工作时，同一桥臂的两个逆变器件总是按相电压脉冲系列的规律交替地导通和关断，毫不停息。而流过负载的是按线电压规律变化的交变电流。(2)SPWM模式的规则采样先介绍一下SPWM的自然采样。三角波的一个周期

7、内，它与正弦波相交两次，相对应逆变器的功率器件导通和关断工作各一次。这样就可以说一个三角波对正弦波采样两次，就把交点时刻的确定转化为采样时刻的计算，即转化为在三角波的一个周期内对输出的脉冲宽度时间和间歇时间的计算。脉冲宽度时间就是开关器件导通区间，而间歇时间即是开关器件关断区间。图5表示SPWM的自然采样法，交点u是发出脉冲的时刻，V点是结束脉冲的时刻。，在三角波的一个周期Tc内，t提逆变器功率器件导通工作区间，而其余时间均为功率器件的关断工作区间，它在脉宽t2时间前后各有一段，分别为t1和t3。、显然有设调制系数m是正弦波与三角

8、波幅值之比，若将三角波的值以单位量“l”表示，则正弦波可写成。由图5可以看出u、V点对三三角波中心线不对称，所以要把脉宽时间f2分成t'2和t''2：两段计算，根据几何图形的相似性可以求得整理得：上式中，除Tc、m、t．o，为已知数外，tc和f都是