基于6ES7414-2XK05-0?AB0PLC和變頻器的雙饋電動(dòng)機(jī)節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　通過(guò)雙饋發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（見圖1）我們可以發(fā)現(xiàn)，6ES7414-2XK05-0?AB0控制器系統(tǒng)主要由PLC為核心，對(duì)變頻器和切換電路進(jìn)行控制，在變頻調(diào)節(jié)前進(jìn)行電路檢測(cè)。觸控屏幕可以為控制系統(tǒng)帶來(lái)直觀的人機(jī)交互指令界面，隨時(shí)對(duì)系統(tǒng)參數(shù)與電機(jī)狀態(tài)展開調(diào)整，控制人員利用觸控屏幕來(lái)觀察系統(tǒng)運(yùn)行。電路檢測(cè)所對(duì)應(yīng)的電流頻率、相位以及電壓增幅，可以有效控制額定電壓和功率，對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)也能夠很好的掌握，電路檢測(cè)功能將電壓數(shù)據(jù)通過(guò)信號(hào)傳遞給PLC，然后系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并合理控制。起動(dòng)器作用于電機(jī)，當(dāng)電機(jī)軟啟動(dòng)后控制電路切換模式，只有系統(tǒng)處于雙饋模式才會(huì)視作雙饋電動(dòng)機(jī)成功啟動(dòng)。系統(tǒng)的節(jié)能算法與控制模式被幾種編入PLC，利用參數(shù)的調(diào)節(jié)來(lái)控制電機(jī)整體狀態(tài)，zui終實(shí)現(xiàn)節(jié)能控制目的。

　　圖1 6ES7414-2XK05-0?AB0發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　3.1 6ES7414-2XK05-0?AB0主電路與控制電路設(shè)計(jì)

　　主電路構(gòu)成參照雙饋電動(dòng)機(jī)和直流發(fā)電機(jī)的回路，設(shè)計(jì)中需要注意的是，當(dāng)直流發(fā)電機(jī)被雙饋電動(dòng)機(jī)所負(fù)載時(shí)，后者的定子繞組需要連接到50Hz電網(wǎng)，并且經(jīng)轉(zhuǎn)子繞組來(lái)對(duì)變頻器供電，電流由轉(zhuǎn)子繞組來(lái)輸入相位和頻率，進(jìn)而達(dá)成對(duì)雙饋電機(jī)功率與轉(zhuǎn)速的掌握。節(jié)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要PLC為控制器，用來(lái)接收和檢驗(yàn)電路信號(hào)，分析電機(jī)當(dāng)前電壓參數(shù)，zui后PLC會(huì)依據(jù)參數(shù)來(lái)執(zhí)行內(nèi)部算法，對(duì)接觸器線圈和變頻器功率輸出進(jìn)行控制，全面展示出雙饋電動(dòng)機(jī)運(yùn)行情況。

　　3.2 雙饋電動(dòng)機(jī)瞬態(tài)參數(shù)檢測(cè)電路設(shè)計(jì)

　　轉(zhuǎn)速檢測(cè)是由脈沖隔離和旋轉(zhuǎn)編碼器組成的，編碼器負(fù)責(zé)收集轉(zhuǎn)速參數(shù)，并將它轉(zhuǎn)換成為脈沖信號(hào)交由脈沖隔離電路來(lái)分析處理，成為可供PLC識(shí)別的脈沖信號(hào)，PLC將反饋信息加工優(yōu)化后，再次轉(zhuǎn)換成脈沖信號(hào)為電機(jī)設(shè)置合理轉(zhuǎn)速。在設(shè)計(jì)當(dāng)中要充分考慮到功率因數(shù)在系統(tǒng)控制中的重要性，配需讓功率因數(shù)能夠得到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，原因在于c o s 函數(shù)為偶函數(shù)，不管是正負(fù)的功率因數(shù)都會(huì)取正值，所以操作人員很難從功率因數(shù)中判斷負(fù)載情況，在設(shè)計(jì)當(dāng)中可以將電流電壓作為根據(jù)，對(duì)線路超前與落后的功率因數(shù)進(jìn)行判斷。與此同時(shí)，功率因數(shù)作為非線性函數(shù)，無(wú)法利用線路模擬來(lái)搭接，對(duì)此可以針對(duì)功率因數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)微處理器。

　　3.3 6ES7414-2XK05-0?AB0變頻器容量釋放電路設(shè)計(jì)

　　變頻器容量釋放的意義在于維持變頻器安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)的原則要基于不對(duì)容量進(jìn)行更改，運(yùn)用當(dāng)前通用變頻器條件來(lái)增強(qiáng)電流輸出，進(jìn)而讓電流符合雙饋電機(jī)的系統(tǒng)控制要求。變頻器容量釋放在設(shè)計(jì)中可以運(yùn)用降壓方法，讓轉(zhuǎn)子接在電機(jī)的電壓器副邊、變壓器原邊，讓雙饋電機(jī)持續(xù)穩(wěn)定在1350rpm 范圍內(nèi)重載，如果電機(jī)功率因數(shù)為1，那么變壓器副邊則必須接通13V以上的電壓和9A以上電流，得出變頻器的輸出功率為39V電壓與和3A電流。完成轉(zhuǎn)子連接后，將變頻器的電壓電流提升到3 倍，這樣便實(shí)現(xiàn)了變頻器釋放3 倍的容量，在這一設(shè)計(jì)階段需要注意的是，根據(jù)雙饋電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子感應(yīng)和電壓電流特征，變頻器電壓輸出為低頻狀態(tài)，故系統(tǒng)當(dāng)中所應(yīng)用的降壓變壓器需要換為低頻變壓器。

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