内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）
皮带速度的变化量大致为士(0.1～0.5)%，这取决于供电电源频率、电源电压及负荷率，其中，供电电源频率影响最大。但对于由大电网供电的用户来说，由于电网电源频率相当稳定，即使在不同负载率情况下，通常皮带速度的变化率也小于±0.2%。
大多数电子皮带秤的显示仪表里都有这样一个功能，即内脉冲、外脉冲选择功能。当选择外脉冲时，由安装在皮带输送机上的测速传感器向显示仪表提供脉冲信号;当选择内脉冲时，则由显示仪表本机内的信号脉冲源提供脉冲信号。因此，当皮带秤的皮带张力均匀，不会出现打滑的情况下，可以考虑使用皮带秤仪表的内脉冲来代替实际测速输入。这一方法适用于测速传感器出现故障，安装不方便的特殊场合。
2.6 电机调速方式的选择 2.6.1 常用电机调速方式
调速电机一般有三种调速方式，即变频调速、电磁调速和直流电动机调速[11]。 1)变频调速方式
一般采用变频器VVVF-变压变频方式，调速比可达1:10。 2)电磁调速方式
一般由异步电动机、电磁转差离合器、测速发电机、控制装置等组成，通过控制转差离合器的励磁电流来实现调速，低转速时功耗大，不易长期低速运行。高转速只能略低于异步电动机的同步转速。实现无级调速设备价格高。
3)直流电动机调速方式
直流电动机采用一种可调电压的供电电源，单相或三相输入，输出一种可调直流电，通常加有控制和保护电路，具有改善电动机的特性和运行保护的功能，为无级恒转矩调速，应用较为广泛。
过去，直流电机拖动系统应用较为广泛，因为直流电机易于实现调压、调磁、调速，
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能满足宽范围调速、高精度和快速响应的要求，但因其结构上存在换向器，不仅使维护困难，其单机容量、最高转速和使用环境也受到限制：近年来，随着电力电子技术和控制技术的飞速发展，使得交流调速性能已可以与直流调速相媲美，目前，已进入交流调速逐步替代直流调速的时代。 2.6.2 配料系统电动机的调速控制策略
在皮带秤配料系统中，应用变频器给感应电动机提供可变电源来调整电机转速的方法是最简便、采用最多的调速控制方案[10]，该电源的电压与频率之比是按一定规律变化的。
1) 交流变频调速原理
异步电动机的转速公式，见式(2-3)。
n?n1(1?s)?60f1(1?s)/P 式 (2-3)
式(2-4)中，n——电机转速；
n1——旋转磁场转速； S ——转差率； f1——定子电源频率； P——电机极对数。
由上式可知，改变f1、S、P中任意一个变量，n都会随之相应改变，通常采用的是改变f1的方式，此方式调速范围宽，平滑性好，效率高，动态及静态性能良好。
受交流变频器控制的感应异步电动机在调速过程中有两种工作状态，一种是恒转矩调速状态；另一种是恒功率调速状态。
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已知异步电动机工作时，
磁通 ： Φ≈U1/4.44f1 N1 Kn1 式 (2-4) 式(2-5)中，U1——定子相电压的有效值
N1——定子每相绕组串联匝数， Kn1:——定子每相绕组的绕组系数，
电磁转矩： M = CmΦI2s Cosψ2s 式(2-5) 式(2-6)中，Cm ——与电动机自身结构有关的比例常数，
I2s —— 转子相电流的有效值，
ψ2s —— 转子电流比转子电动势滞后的角度，
a)恒转矩调速状态
由式(2-5)、式(2-6)可知，当某一固定电机调速时，若磁通增加，将导致励磁电流激增的不利后果，引起绕组过热;若磁通减少，则输出转矩下降，此时，如果负载转矩仍很大，也会导致定、转子的过电流，引起过热。因此，在一些经常有超大负载的场合中，一般使用恒转矩调速方式。此时，U1/f1为常数，且U1最大不能超过电机额定电压Ue ，f1不超过电机额定频率fe。配料系统有时还会发生堵料和持续超负载的情况，因此，变频器应工作于恒转矩状态，以避免发生电机过流过热。通常，变频器功率一般应大于电机功率一个数量级，变频器额定输出电流要大于电机额定电流1.1～1.5倍。
b)恒功率调速状态
当f1 > fe时，由于电机所用电压受绕组绝缘强度的限制，不能无限制提高，所以保持U1 = Ue，则Φ减小，但由于转速增加，输出功率近似不变，相当于恒功率调速。
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2)变频器控制回路的设计要点[11]：
a)变频器的启停不可用频繁切断供电端电源的方法实现，必须将启停开关信号接入控制输入端口实现，否则将影响变频器的使用寿命。
b)变频器的供电电源端不得加入熔丝类保护器件，避免变频器缺相运行。加入空气断路器后，可以在变频器保护功能动作的同时切断三相电源。
c)由于变频器本身所具有的热保护等功能，给料电机的控制线路可省去热继保护等器件，这样，也可避免在实际运行中，一旦发生轻微的堵料而引起的热继保护器件频繁动作，导致电机频繁启停。
3)在交流变频器的电气安装过程中，还应注意以下问题。 a)变频器柜体散热良好，能够防尘。
b)变频器不可在短时间内频繁通断电，以免造成损坏。 c)变频器随时接地，且远离其它仪表，以免造成干扰。
d)控制线与动力线要分开，不可并行敷设。变频器进出线推荐使用屏蔽电缆，模拟信号输入线采用双绞线。因为变频器实际运行频率往往低于5OHz，输出电压往往低于38OV，输出电流大于输入电流，所以一般变频器对电机的输出线截面要大于变频器的电源输入线截面。
e)若变频器继电器输出带有感性负载，应采用压敏电阻、RC吸收电路或二极管对输出接点进行保护，该电路漏电流应小于感性负载的维持电流。
f)由于电机工作频率在0～50Hz间无级变化，在某些频率点上容易与其它设备造成机械共振，应想方设法予以回避，而且在这些频率点上也易对秤体的测速频率信号造成干扰，应采取抗干扰措施。
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2.7 系统的抗干扰设计
由于本系统中配有多台电机及变频器，干扰源集中，这些干扰会对称重信号、速度信号、0～10V线性模拟电压、通讯信号等弱电小信号产生强烈影响，因此，在设计中，应采取多种措施来尽量减小这种影响。
1)使用隔离变压器
对干扰较敏感仪表大多数集中于仪表控制柜中，仪表柜的供电取自低压开关柜，为避免工频动力电源线路上的干扰对仪表的影响，在低压开关柜内，配置了一台380V/220V隔离变压器，其输出作为仪表柜的供电，以保证动力电源零线上的干扰不会带入仪表控制柜。电源谐波比较严重时，可在隔离稳压器前面加低通滤波器消除电源的高频干扰和高次谐波，通常低通滤波器先与电源相接，低通滤波器输出再接隔离变压器也可同时使用带屏敝层的电压扼流圈和低通滤波器的办法。
2)速度传感器等现场信号尽量采用高幅值开关量信号
速度传感器要采用开关量传感元件作为测速元件的光电编码器，其输出为方波，幅值为12V以上，经高速光耦放大为幅值24V的高速脉冲输入PLC，显著提高了抗干扰能力。
3)其他
现场信号电缆应尽量选择屏蔽线或双绞线，配线应时注意动力与控制、强电与弱电分别拉开间距。控制柜采用金属外壳，变频器柜与其他柜体间留有一定距离，以防止其他控制柜内的设备受到变频器的影响而不能正常工作[26]。
4)良好的接地系统。
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