基于PLC和變頻器的雙饋電機(jī)控制技術(shù)研究

綜上所述，通過(guò)PLC的USS通信控制程序，能夠?qū)崿F(xiàn)變頻器輸出頻率一定時(shí)，輸出電壓連續(xù)可調(diào)；輸出電壓一定時(shí)，輸出頻率連續(xù)可調(diào)的功能，從而滿足雙饋電機(jī)的勵(lì)磁控制需要。

4 新型雙饋電機(jī)控制系統(tǒng)的組成
新型雙饋電機(jī)控制系統(tǒng)由S7-200 PLC和MM440變頻器、TP177B-6觸摸屏、電壓變送器、電流互感器、電流變送器、啟動(dòng)檢測(cè)電路、監(jiān)測(cè)保護(hù)電路、雙饋電機(jī)、負(fù)載等組成，其控制系統(tǒng)原理框圖如圖4所示。

采用PLC作為微控制器，MM440變頻器作為雙饋電機(jī)的勵(lì)磁電源。PLC根據(jù)檢測(cè)到的各個(gè)參數(shù)動(dòng)態(tài)地控制變頻器的輸出，使雙饋電機(jī)不僅能
正常帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)行，而且能對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，以提高雙饋電機(jī)和局域電網(wǎng)的整體運(yùn)行效率。

5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
實(shí)驗(yàn)采用Pn=2．8 kW，nn=1 370 r·min-1的JR系列繞線轉(zhuǎn)子電機(jī)。當(dāng)雙饋電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行后，保持變頻器輸出電壓為17 V，控制變頻器輸出頻率以0．3 Hz的步長(zhǎng)增減，得到如圖5a所示的雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)變頻調(diào)速實(shí)驗(yàn)曲線，由圖可見(jiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析完全一致。

雙饋電機(jī)的另一個(gè)技術(shù)特點(diǎn)是能通過(guò)控制勵(lì)磁電壓的幅值，調(diào)節(jié)功率因數(shù)，從而節(jié)約能源和提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)是在變頻器輸出頻率為5 Hz時(shí)進(jìn)行的，調(diào)節(jié)變頻器的輸出電壓步長(zhǎng)為1 V。雙饋電機(jī)定子側(cè)功率因數(shù)與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電壓的關(guān)系曲線如圖5b所示。
對(duì)雙饋電機(jī)而言，欠勵(lì)時(shí)功率因數(shù)滯后，過(guò)勵(lì)時(shí)功率因數(shù)超前，正常勵(lì)磁時(shí)功率因數(shù)等于1。

6 結(jié)論
所提出的MM4系列變頻器輸出特性的控制方法，特別適用于控制雙饋電機(jī)等需要對(duì)頻率和電壓進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)的負(fù)載。S7-200 PLC與MM4
系列變頻器之間的USS通信功能提高了控制系統(tǒng)的響應(yīng)速度和運(yùn)行可靠性。所構(gòu)建的雙饋電機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、抗干擾能力強(qiáng)，具有很好的人機(jī)交互界面，因此具有一定的實(shí)用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。