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PLC和變頻器如何連接,要從主從位置關系去理解,PLC是一個小工業(yè)電腦,而變頻器只是驅動電機運轉的一個電源裝置,所以PLC是主機,變頻器是從機。PLC是控制主體,是指令和轉速給定中心,而變頻器是從屬裝置,是接受指令和轉速的下位機構,同時會反饋本體的一些狀態(tài)給PLC,理清楚這層關系,就知道PLC和變頻器的連接思路了。
PLC和外圍“溝通”靠什么大多數情況,PLC是通過輸入輸出I/O端子來和外圍電路的,每路I/O對應一路邏輯開關量,輸入用來判斷外圍的電路狀態(tài),而輸出用來改變外圍電路的電路狀態(tài)。但是開關量每個I/O只可以處理一路邏輯,而外圍電路往往是多路邏輯的,這時候就需要用很多路I/O端子來同時處理,接線的時候,是獨立分開的,當然地和電源往往是共用的,開關量可以用來控制啟動,停止,報警等外圍狀態(tài)。實際的工業(yè)電路,除了邏輯開關量,還有連續(xù)的模擬量需要處理,這時候就要用到所謂的模擬量輸入和輸出模塊了,一組模擬量,可以理解成多路開關量的結合體,它一般為0-10VDC,0-5VDC,0-20ma,4-20ma這些標準信號,這些信號經過PLC量化處理后,會給出一定的數字量和這些數據一一對應,
而外圍電路同樣把自己的狀態(tài)轉換成0-10VDC等數據,和PLC的數據就可以掛鉤起來了。而因為有了模擬量,PLC就可以利用這個功能來和外接的連續(xù)狀態(tài)量發(fā)生聯系,通過標準的0-10VDC等信號來控制外圍設備,或者通過這些信號來監(jiān)視外圍設備的狀態(tài),比如速度,溫度,壓力等等。
變頻器是利用電力半導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。變頻器主要用來通過調整頻率而改變電動機轉速,因此也叫變頻調速器。調速系統的發(fā)展歷程:在變頻器出現前同步電機無法實現調速功能,因此只能在定速傳動領域使用;三相交流鼠籠電機盡管調速性能不佳,但其結構堅固、且價格低廉;還是在一些性能較低的傳動現場使用。變頻器主要特點:交直交變頻器系統框圖:控制電路完成對主電路的控制,
整流電路將交流電變換成直流電,直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾波,逆變電路將直流電再逆變成交流電。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說,有時還需要一個進行轉矩計算的CPU以及一些相應的電路。變頻器的保護功能:由于變頻器大量的使用了各種半導體器件,如整流橋、IGBT、電解電容等,要想保證變頻器長期穩(wěn)定工作,則必須保證各器件工作在其允許條件下。超出條件則必須立刻或停止變頻器工作,
待異常條件消失后才能重新開始工作,如保護失效或動作延遲將導致變頻器出現不可恢復性損害。變頻恒壓供水系統原理圖:變頻器一般安裝方法:1變頻器應垂直安裝。2、變頻器運行時要產生熱量,為確保冷卻空氣的通路,在設計時要在變頻器的各個方向留有一定的空間。3、變頻器運行時,散熱板的溫度能達到接近90攝氏度,所以,變頻器背面的安裝面必須要用能耐受較高溫度的材質。
隨著輸出頻率的上升,流入濾波器的基波電流幅值按照頻率的平方關系上升,直到額定值。因此,這種變頻器運行的頻率一般不會超過額定頻率的1.1倍,否則,當頻率過高時,變頻器無法提供濾波電容所需的無功電流?! D2輸出濾波器換向式電流源型變頻器 在起動和低速時,由于輸出電壓較低,濾波電容基本上起不到換相作用,一般采取電流斷續(xù)換相法。每當逆變側晶閘管要換相時,設法使流入到逆變器的直流電流下降到零,使逆變側晶閘管暫時關斷,
然后給換向后應該導通的晶閘管加上觸發(fā)脈沖。重新恢復直流電流時,電流將根據觸發(fā)順序流入新導通的晶閘管,從而實現從一相到另一相的換相。斷流的辦法很多,其中一種方法是在直流環(huán)節(jié)設置一直流電流旁路電路,當要關斷逆變側晶閘管時,直流環(huán)節(jié)電流被此電路所旁路,而不會流過逆變側晶閘管,晶閘管自然關斷。當下一對晶閘管需要導通時,再切斷旁路電路,恢復直流電流繼續(xù)流向逆變器(圖2)。此輔助斷流電路要能承受全部直流環(huán)節(jié)電壓,并能通過全部直流電流,時間大約幾百微秒,以保證晶閘管恢復阻斷。高壓晶閘管要求較高的阻斷電壓,帶來的影響是需要較長的關斷時間,因此,輔助斷流電路需要相當的容量。當然,輔助斷流電路不是設計成為連續(xù)運行的,只是在起動和低速時工作,
使速度達到一定值,讓濾波電容能正常工作,變頻器要求能在兩種模式之間自動切換。另一種方法是電源,或讓電源側整流入逆變狀態(tài),直流環(huán)節(jié)電流迅速衰減,以達到短時間內斷流的目的。觸發(fā)新的晶閘管時再讓電源恢復。直流回路的平波電抗器對電流斷續(xù)換相是十分不利的,因此必須在電抗器兩端并聯一個續(xù)流晶閘管,當電流衰減時,觸發(fā)此晶閘管使之導通,使電抗器的能量得以釋放,以便不影響逆變器的斷流。
由于逆變電路采用IGCT作為功率器件,而IGCT本身不象IGBT那樣存在過電流退飽和效應,可以通過檢測集電極電壓上升來進行短路檢測,并通過門極關斷進行保護,所以必須通過霍爾電流傳感器,檢測到過電流,然后通過串聯在上下直流母線的二個保護用IGCT進行關斷。由于直流環(huán)節(jié)存在共模電抗器和di/dt限制電抗器,導致整流橋輸出和濾波電容之間存在較大阻抗,這樣電網的浪涌電壓要通過整流橋形成浪涌電流,再通過濾波電容吸收的效果大大降低,為了保護整流二極管免受浪涌電壓的影響,
在整流橋輸出并聯了阻容吸收電路。箝位二極管保證了橋臂中外側的兩個IGCT承受的電壓不會超過一半的直流母線電壓,確切地說,應該是對應側濾波電容的電壓,所以外側的兩個IGCT不存在過壓問題。內側的兩個器件仍要并聯電阻,以防止產生過壓。因為在同側二個器件同時處于阻斷狀態(tài)時,內側的器件承受的電壓可能超過一半的直流母線電壓,具體電壓取決于同側二個器件的漏電流匹配關系?! ∪绻患虞敵鰹V波器,三電平變頻器輸出時電機電流總諧波失真可以達到17左右,會引起電機諧波發(fā)熱,轉矩脈動。輸出電壓跳變臺階為一半直流母線電壓,
dv/dt也較大,會影響電機絕緣,所以一般需配特殊電機。若要使用普通電機,必須附加輸出濾波器。輸出濾波器有dv/dt濾波器和正弦波濾波器二種,dv/dt濾波器容量較小,只對電壓變化率起抑制作用,使電機絕緣不受dv/dt的影響,對電機運行動態(tài)性能的影響較小,如果系統動態(tài)性能要求較高時,適合采用,而且成本較低。