牡丹江西门子PLC代理商
1. 电机的旋转速度为什么能够自由地改变?
电机旋转速度单位:r/min 每分钟旋转次数,也可表示为rpm.
例如:2极电机 50Hz 3000 [r/min]
4极电机 50Hz 1500 [r/min]
结论:电机的旋转速度同频率成比例
感应式交流电机(以后简称为电机)的旋转速度近似地确决于电机的极数和频率。由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。由于该极数值不是一个连续的数值(为2的倍数,例如极数为2,4,6),所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。
另外,频率能够在电机的外面调节后再供给电机,这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。
因此,以控制频率为目的的变频器,是做为电机调速设备的优选设备。
n = 60f/p
n: 同步速度
f: 电源频率
p: 电机极对数
结论:改变频率和电压是优的电机控制方法
如果仅改变频率而不改变电压,频率降低时会使电机出于过电压(过励磁),导致电机可能被烧坏。因此变频器在改变频率的同时必须要同时改变电压。输出频率在额定频率以上时,电压却不可以继续增加,高只能是等于电机的额定电压。
例如:为了使电机的旋转速度减半,把变频器的输出频率从50Hz改变到25Hz,这时变频器的输出电压就需要从400V改变到约200V
2. 当电机的旋转速度(频率)改变时,其输出转矩会怎样?
变频器驱动时的起动转矩和大转矩要小于直接用工频电源驱动。
电机在工频电源供电时起动和加速冲击很大,而当使用变频器供电时,这些冲击就要弱一些。工频直接起动会产生一个大的起动起动电流。而当使用变频器时,变频器的输出电压和频率是逐渐加到电机上的,所以电机起动电流和冲击要小些。
通常,电机产生的转矩要随频率的减小(速度降低)而减小。减小的实际数据在有的变频器手册中会给出说明。
通过使用磁通矢量控制的变频器,将改善电机低速时转矩的不足,甚至在低速区电机也可输出足够的转矩。
3. 当变频器调速到大于50Hz频率时,电机的输出转矩将降低
通常的电机是按50Hz电压设计制造的,其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速。 (T=Te, P)
变频器输出频率大于50Hz频率时,电机产生的转矩要以和频率成反比的线性关系下降。
当电机以大于50Hz频率速度运行时,电机负载的大小必须要给予考虑,以防止电机输出转矩的不足。
举例:电机在100Hz时产生的转矩大约要降低到50Hz时产生转矩的1/2。
因此在额定频率之上的调速称为恒功率调速。(P=Ue*Ie)
4. 变频器50Hz以上的应用情况
大家知道,对一个特定的电机来说,其额定电压和额定电流是不变的。 如变频器和电机额定值都是:15kW/380V/30A,电机可以工作在50Hz以上。
当转速为50Hz时,变频器的输出电压为380V,电流为30A。这时如果增大输出频率到60Hz,变频器的大输出电压电流还只能为380V/30A,很显然输出功率不变. 所以我们称之为恒功率调速。
这时的转矩情况怎样呢? 因为P=wT (w:角速度, T:转矩)。因为P不变, w增加了, 所以转矩会相应减小。
我们还可以再换一个角度来看:电机的定子电压 U = E + I*R (I为电流,R为电子电阻, E为感应电势) 可以看出,U、I不变时,E也不变。而E = k*f*X, (k:常数, f: 频率, X:磁通),所以当f由50–>60Hz时, X会相应减小
对于电机来说,T=K*I*X(K:常数, I:电流,X:磁通),因此转矩T会跟着磁通X减小而减小。同时, 小于50Hz时,由于I*R很小,所以U/f=E/f不变时,磁通(X)为常数,转矩T和电流成正比。这也就是为什么通常用变频器的过流能力来描述其过载(转矩)能力。 并称为恒转矩调速(额定电流不变–>大转矩不变)
结论:当变频器输出频率从50Hz以上增加时,电机的输出转矩会减小。
5、其他和输出转矩有关的因素
发热和散热能力决定变频器的输出电流能力,从而影响变频器的输出转矩能力。
载波频率:一般变频器所标的额定电流都是以高载波频率,高环境温度下能保证持续输出的数值. 降低载波频率,电机的电流不会受到影响,但元器件的发热会减小。
环境温度:就象不会因为检测到周围温度比较低时就增大变频器保护电流值。
海拔高度:海拔高度增加,对散热和绝缘性能都有影响。一般1000m以下可以不考虑. 以上每1000米降容5%就可以了
在西门子PLC程序中,为了进行数学运算、设定定时器时间、设定计数器计数值等,需要使用各种数据。
程序中的各种数据(如常数、十六进制数、浮点数、时间、数组等)都必须是PLC所允许的类型与可识别的格式,即:PLC对数据有“类型”与“格式”两方面的要求。
西门子S7系列PLC根据数据的字长,允许使用的类型有基本数据、复合数据、参数三大类。
1.基本数据
基本数据是指字长在2个字(32位)以下的数据,包括二进制位( bit)、字节(Byte)、字(Word)、双字( Double Word),ASCII字符、整数(Integer)、双字长整数(Double Integer)等,这些数据符合IEC 1131-3的规定。
基本数据在PLC存储器中有固定的长度。如:二进制位为l位,字节为8位,字为16位,双字为32位等。
当PLC使用符号地址时,在符号表或地址声明表的“类型(Type)”栏必须填写数据的“类型代号”,以明确所使用数据的格式与所占的字长。
在S7系列PLC中,基本数据的数据类型代号与输入范围如表8-5.1所示。
表中所说的ASCII(American Strand Code for Inbbbbation Interchange,美国标准信息交换编码)是利用7位二进制(00~7F)来代表1个字符的普遍的编码方式,常用于串行通信。7位二进制(00~7F)与字符的对应关系见表8-5.2。S7可以使用的代码范围为31~7E,“DEL”(代码7F)不可以使用。
2.复合数据
复合数据是指字长大于2个字(32位)的数据,数据可以通过基本数据组合而成。S7可以使用的复合数据包括以下几类:
①数组:所谓数组(类型代号ARRAY),是将同类型的基本数据进行组合而形成的单元数据,如表格数据等。
②结构:所谓结构( STRUCT),是将不同类型的基本数据进行组合而形成的单元数据。
③字符串:所谓字符串(bbbbbb),是多个相同或不同字符(如ASCII码)的组合。字符串的默认长度为256字节,其中2字节用于存放字头,实际字符大可以到254个。
④日期与时间:日期与时间( DATE-AND-TIME)用于存储实时时间,格式为年.月,日一时一分.秒:占用4个字长(8个字节),使用BCD码。其中,年、月、日、时、分、秒各为2位(占1个字节):毫秒为3位(占1.5个字节)。
例如,2006年11月15日8点30分58秒的存储格式为:06-11-15-08: 30: 58.000。
⑤用户定义数据:编程人员可以将S7的以上各种数据类型进行重新组合,生成新的数据类型,这一数据类型称为“用户定义数据( User Defined Data Types)”,数据类型代号为UDT。
3.参数
在SIEMENS公司的S7系列PLC中,在逻辑块之间进行相互传递的数据称为参数。S7的参数分为“形式参数”与“实际参数”两类。
在结构化编程时,为了使得某功能块能够成为可以在同- PLC循环内多次调用的通用功能块,功能块中所使用的信号与数据不可以是“地址”或“数值”,它们只能以“符号地址”或“符号数据”的形式出现。调用通用功能块时,可以通过对这些“符号地址”或“符号数据”的不同赋值,在每次调用同一功能块时,得到不同的结果。www.d
被调用的功能块中所使用的“符号”称为形式参数(bbbbat bbbbbeter),而在调用块中对“符号”所赋予的实际地址或实际数值称为实际参数(Actual bbbbbeter)。
如图8-5.1所示,图中的start、stop、run为形式参数,而IO.1、I0.2、QO.1则为实际参数。
在每次调用功能块前,必须用实际参数对块中所使用的形式参数赋值。实际参数与形式参数的数据类型必须一致,例如,当功能块中的形式参数定义的数据类型为“字( Word)”时,则赋值的实际参数必须为字格式,如MWO、IWO、QWO等,而不能用MO.1、IO.1、QO.1或MBO、IBO、QBO等进行赋值。
S7中可以使用的参数类型有表8-5.3所示的几种。