中國風機信息網編纂，圖手札息　　電念頭軟啟動器實用技術

[1]　　作　者： 劉利，王棟 主編出 版 社： 中國電力出書社出書時間： 2010-1-1開　本： 16開I S B N ： 9787508390321定價：￥30.00內容簡介　　本書內容工程、各個方面，反映了最新技術，重視理論與典型使用實例相連系。本書適合于從事電力電子技術、自動控制、電氣自動化等領域的專業(yè)技術人員和各工礦企業(yè)的工程技術人員閱讀，也可作為高等黌舍自動化類相關專業(yè)的參考教材。目錄　　前言第1章 交流異步電念頭軟啟動器根蒂根基1.1 引言1.2 交流異步電念頭的直接啟動1.3 交流異步電念頭啟動裝配的分類1.4 交流異步電念頭各類啟動裝配的特征1.5 電念頭啟動裝配的綜合評價1.6 交流異步電念頭各類啟動方式的比力1.7 交流異步電念頭軟啟動技術的成長1.8 交流異步電念頭軟啟動器的相關尺度第2章 交流異步電念頭軟啟動器原理2.1 交流異步電念頭的啟動特征2.2 晶閘管交流調壓電路分析2.3 軟啟動器的基來源根基理2.4 電念頭在軟啟動時的機械特征2.5 軟啟動器的工程組成第3章 交流異步電念頭軟啟動器主電路結構3.l 諧波的影響3.2 軟啟動器主電路的設計原則3.3 低壓軟啟動器(1100V以下)電路結構3.4 中高壓軟啟動器(6000V及以上)電路結構3.5 晶閘管的選擇與使用第4章 交流異步電念頭軟啟動器的控制方式4.1 電壓斜坡控制方式4.2 電壓突跳控制方式4中國風機信息網編纂.3 電流限幅控制方式4.4 電流斜坡控制方式4.5 具有限流功能的電壓斜坡控制方式4.6 轉速閉環(huán)控制方式4.7 轉矩控制方式4.8 智能控制4.9 分級變頻控制方式4.10 停車控制方式4.11 運作控制方式第5章 軟啟動器的功能5.1 工作方式的選擇和相關參數5.2 軟啟動器的外接控制功能5.3 軟啟動器的外接輸出功能5.4 軟啟動器的監(jiān)視和控制功能5.5 鍵盤設置裝備擺設和參數設置5.6 軟啟動器的通訊功能第6章 軟啟動工程的庇護6.1 簡介6.2 對軟啟動器的庇護6.3 對電路的庇護6.4 對電念頭的庇護6.5 軟啟動器的計較機綜合庇護6.6 庇護的協(xié)調配合6.7 軟啟動器故障庇護的處置第7章 軟啟動器使用根蒂根基7.1 軟啟動器的電氣數據7.2 軟啟動器的工作情況條件7.3 生產機械負載種類和工作制7.4 軟啟動器的選用7.5 軟啟動器的基本設置7.6 軟啟動器的安裝與接地7.7 軟啟動器的溫升和冷卻7.8 軟啟動器的調試和測試7.9 裝備的維護7.10 標志、包裝、運輸、存儲7.11 三相感應電念頭軟啟動的仿真第8章 典型使用電路8.1 基本電路8.2 軟啟動器與多電念頭主電路方案8.3 多速電念頭軟啟動電路8.4 正反轉控制電路8.5 內三角聯(lián)絡電路第9章 外圍裝備及備件的選用9.1 自動空氣斷路器9.2 隔脫離關9.3 進線電抗器9.4 交流接觸器9.5 熔斷器9.6 熱繼電器9.7 熱敏電阻(PTC)第10章 常見問題10.1 直接啟動和軟啟動的選擇10.2 節(jié)能功能的使用問題10.3 電念頭軟啟動完成時間的計較10.4 電念頭軟啟動階段電壓的波動率10.5 軟啟動器的容量和啟動轉矩10.6 軟啟動器的消耗和效率10.7 電磁兼容10.8 軟啟動器在繞線轉子電念頭上的使用問題10.9 功率因數的改良及抵償裝配的裝設10.10 漏電流和空載輸出電壓10.11 操作面板的引出距離10.12 增強軟啟動工程工作靠得住性的要點第11章 故障診斷和維修11.1 上電故障11.2 啟動階段中的故障11.3 運作階段中的故障11.4 停車階段中的故障11.5 通訊故障11.6 晶閘管的故障診斷和維修11.7 斷路器常見故障及處置11.8 異步電念頭常見故障及處置第12章 典型使用典范榜樣12.1 常見生產機械的特征及軟啟動參數設置12.2 電念頭軟啟動器在風機上的使用12.3 電念頭軟啟動器在水泵上的使用12.4 電念頭軟啟動器在空氣壓縮機上的使用12.5 電念頭軟啟動器在帶式輸送機上的使用12.6 其他機械的控制12.7 小容量電網下電念頭的軟啟動參考文獻

柴油發(fā)機電組數字調速工程研制進程中發(fā)現，采用普通PID運算，振蕩及超調時有發(fā)生，為了改善調速工程性能，采用了變速積分PID及模糊PID。變速積分PID用來調理積分系數，模糊PID用來調理比例系數。

1　變速積分PID原理

1．1　PID控制原理［1，2］

常規(guī)PID控制工程原理框圖如圖1所示。

PID控制器是一種線性控制器，它憑據給定值r（t）與現實輸出組成控制誤差：

將此誤差的比例（P）、積分（I）和微分（D）經由過程線性組合組成控制量，對被控對象進行控制。其控制紀律為：

式中，Kp為比例系數，T1為積分時間常數，TD為微分時間常數。

在PID控制中，比例項用于糾正誤差，積分項用于消除工程的穩(wěn)態(tài)誤差，微分項用于減小工程的超調量，增加工程穩(wěn)定性。PID控制器的性能就決議于Kp、T1和TD這3個系數。若何選用這3個系數是PID控制的焦點。

1．2　數字PID控制算法選擇

設計和調整數字PID控制器的使命就是憑據被控對象和工程要求，選擇合適的PID模子，將其進行離散化處置，編出計較機法式由微處置器實現，最后肯定KP、T1、TD、和T，T為采樣周期。微處置器控制是一種采樣控制，它只能憑據采樣時刻的誤差值計較控制量，是以，必需對PID模子進行離散化處置。
用矩形方式數值積分取代式（3）中的積分項，對式（3）中的導數項用后向差分迫近，經推理可獲得基本PID控制的位置式算法：

式中　k——采樣序號，k＝0，1，2，……
U（k）——第k次采樣時刻輸出值
E（k）——第k次采樣時輸進的誤差值
E（k－1）——第（k－1）次采樣時刻輸進的誤差值
K1——積分系數，K1＝KpT／T1
KD——微分數系，KD＝KpTD／T1

在數字控制工程中，PID控制紀律是用法式來實現的，因而具有更年夜的靈活性。由于基本PID控制中引進了積分環(huán)節(jié)，其目的主要是為了消除靜差，提高精度。但在柴油機調速進程中，突加突減負載時，會引發(fā)轉速的較年夜波動，致使短時間內轉速泛起較年夜誤差，經由過程PID積分運算堆集，超調量過年夜，工程發(fā)生振蕩，嚴重影響發(fā)機電組輸出電能的品質。

為避免PID控制中積分項引發(fā)的超調，提高其調理品質，擬采用積分分手法對基本PID控制進行改良，簡稱變速積分PID。變速積分PID的基本思緒是想法改變積分項的累加速度，使其與誤差年夜小相對應，誤差越年夜，積分越慢；反之，則越快。

式中，A、B為積分區(qū)間。

變速積分PID算法為：

式中，U1（k）為第k次采樣時刻PID運算的積分部門輸出值。

采用變速積分PID控制，工程具有以下特點：用比例消除年夜誤差，用積分消除小誤差，可完全消除積分飽和現象；各參數容易整定，易實現工程穩(wěn)定，而且對A、B兩參數不要求十分切確；超調量年夜年夜減小，改善了調理品質，順應性較強。變速積分PID控制算法流程圖見圖2。

2　柴油發(fā)機電組數字調速工程中PID控制參數整定［3，4］

數字PID控制參數整定的使命主要是肯定數字PID的參數KP、T1、TD和T。

對于簡單控制工程，可采用理論計較方式肯定這些參數。但由于柴油機調速工程的工況較為復雜，其數學模子并非十分切確，在此，采用工程整定經常使用的擴充臨界比例帶法，連系經驗法再對參數進行調整，獲得最終的PID參數。

（1）采樣周期T的選擇

在數字控制工程中，采樣周期T是一個比力重要的身分，采樣周期的拔取，應與PID參數的整定綜合斟酌。

首先，采樣周期T的拔取應知足以下要求：遠小于對象擾動周期；比對象時間常數小得多；盡量縮短采樣周期，以改善調理品質。

該工程中，PID調理控制進程是在按時中斷狀態(tài)下完成的，是以，采樣周期T的年夜小必需保證中斷服務法式的正常運行。在不影響中斷法式運行的情況下，可取采樣周期T＝0．1τ（τ為柴油機的純滯后時間）。傍邊斷法式運行時間Tz年夜于0．1τ時，則取T＝Tz，采樣周期可按下式肯定：

（2）臨界振蕩周期Ts簡直定

初始肯定數字PID參數時，在用上述方式肯定采樣周期T的條件下，從調速工程的PID調理回路中，往失落數字控制器的微分控建造用和積分控建造用，只采用比例調理環(huán)節(jié)來肯定工程的振蕩周期Ts和臨界比例系數Ks。由單片機工程自動控制比例系數KP，并逐漸增年夜Kp，直到工程泛起延續(xù)的等幅振蕩，然后由單片機工程自動記實并顯示調速工程發(fā)生等幅振蕩時的臨界比例度δ和響應的臨界振蕩周期Ts。

式中Ks——等幅振蕩時的臨界比例系數（3）控制度的選擇

控制度就是以模擬調理器為根蒂根基，定量衡量數字控制工程與模擬調理器對統(tǒng)一對象的控制效果。控制效果就是采用某一積分準則，憑據工程在劃定的輸進下的輸出響應，使用該準則取最小值時的最

式中，下標DDC和ANA劃分暗示直接數字控制和模擬調理器控制。

如前所述，采樣周期T的長短會影響工程的控制品質，一樣是最好整定，數字控制工程的品質要低于模擬工程的控制品質。即控制度總是年夜于1的，且控制度越年夜，響應的數字控制工程品質越差。

為獲得與模擬控制器相當的品質，控制度選為1．05。分歧控制度時，擴充臨界比例帶法PID參數計較公式見表1。

（4）KP、K1、KD、T的求取

憑據實驗所得Ks和Ts及選定的控制度，按表1計較出數字PID參數Kp、T1、TD和T。

（5）控制效果的調理

按求得的參數值在調速控制工程中運行，并觀察控制效果。如控制效果達不到控制要求，可基于以下原則，憑據經驗法對參數做適當調整。

①增年夜比例系數Kp，將加速工程的響應速度，但過年夜會使工程發(fā)生較年夜超調，甚至發(fā)生振蕩。
②增年夜積分時間T1，有益于減小超調，削減振蕩，使工程加倍穩(wěn)定，但會增加工程過渡進程時間。
③增年夜微分時間常數TD有益于加速工程的響應，使超調減小，穩(wěn)定性增加，但工程對擾動的抑制能力削弱，對擾動有較敏感的響應。

基于上述原則，調整PID參數時，應先比例、后積分、再微分進行調整。

參考文獻：
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［4］　趙志強，韓秀坤，程昌圻．一種新的數字調速器的設計及實驗［J］．北京理工年夜學學報，1998．(

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