如何利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行綜合開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

1、如何利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行綜合開(kāi)發(fā)與應(yīng)用 摘 要：本文根據(jù)技工學(xué)校電氣自動(dòng)化專業(yè)專業(yè)課程，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)某企業(yè)沸騰鍋爐引風(fēng)機(jī)根據(jù)爐膛溫度進(jìn)行交流調(diào)壓調(diào)速，從而起到自動(dòng)控制風(fēng)量、爐膛溫度的作用，使學(xué)生大開(kāi)眼界，鞏固了所學(xué)專業(yè)知識(shí)，也是技工學(xué)校進(jìn)行產(chǎn)、學(xué)、研三位一體教學(xué)方法改革的探索。關(guān)鍵詞：開(kāi)發(fā)；自動(dòng)控制；雙閉環(huán)；可控硅；調(diào)速正 文: 技工學(xué)校的學(xué)生由于自身的特點(diǎn)，畢業(yè)了往往總感到自己不知學(xué)了什么東西，到底有沒(méi)有用，針對(duì)這種情況，自去年開(kāi)始我校對(duì)部分專業(yè)班級(jí)進(jìn)行教學(xué)方法改革產(chǎn)、學(xué)、研三位一體的實(shí)踐，即畢業(yè)前由專業(yè)教師指導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)對(duì)某一課題進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，取得了意想不到的效果

2、。下面談一談我是怎樣指導(dǎo)自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生對(duì)某企業(yè)沸騰鍋爐引風(fēng)機(jī)進(jìn)行交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速裝置課題設(shè)計(jì)的。 一、課題調(diào)研與提出課題設(shè)計(jì)前，組織學(xué)生到某企業(yè)沸騰鍋爐機(jī)房進(jìn)行考察，現(xiàn)場(chǎng)了解沸騰鍋工作程序。通過(guò)了解我們清楚了，沸騰鍋爐引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量大小是直接影響沸騰質(zhì)量、爐溫高低及鍋爐效率的重要因素，沸騰鍋爐原設(shè)計(jì)中，引風(fēng)機(jī)風(fēng)量是改變風(fēng)葉葉片角度來(lái)調(diào)節(jié)，如需要把風(fēng)量調(diào)小時(shí)，等于人為增加風(fēng)道阻力，從而使能耗增大，即不經(jīng)濟(jì)、也不利于遠(yuǎn)距離集中自控制。那么能否調(diào)節(jié)引用風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)風(fēng)量呢即通過(guò)對(duì)爐膛溫度的檢測(cè)達(dá)到自動(dòng)控制，為此課題也出來(lái)了-交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)壓調(diào)速裝置。二、控制方案的確定1、可行性分析首先要

3、讓學(xué)生知道電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練、電機(jī)與變壓器中我們學(xué)習(xí)了直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速裝置，而交流異步電動(dòng)機(jī)電氣調(diào)速有降低電源電壓、電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻、變頻、變極、串極等一些方法，對(duì)于恒轉(zhuǎn)矩類負(fù)載則不能采用降低電源電壓這種調(diào)速方法，而對(duì)泵類、風(fēng)機(jī)類因負(fù)載隨轉(zhuǎn)速降低而減少，電功率及輸入功率、銅損比恒轉(zhuǎn)矩小很多，且調(diào)速范圍廣等突出優(yōu)點(diǎn)，故采用雙向可控硅（晶閘管）來(lái)控制電動(dòng)機(jī)電源電壓，從而達(dá)到自動(dòng)控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的目的，這是完全可行的。2、調(diào)壓電路和控制方案的確定采用不帶零線的三相交流雙向可控硅“Y”型調(diào)壓電路（見(jiàn)圖1） 圖1為保證系統(tǒng)的靜態(tài)精度、穩(wěn)定性和抗干擾性，本系統(tǒng)采用雙閉環(huán)調(diào)速結(jié)構(gòu)電流負(fù)反饋閉環(huán)（內(nèi)閉環(huán)）、

4、速度（電壓）負(fù)反饋（外閉環(huán)），以使異步電動(dòng)機(jī)具有較硬機(jī)械特性。（見(jiàn)圖2） 圖23、采用雙閉環(huán)控制的作用內(nèi)閉環(huán)的作用：為了使起動(dòng)、制動(dòng)電流限制在最大允許的極限范圍內(nèi)，以獲得良好的穩(wěn)態(tài)精度和動(dòng)態(tài)特性。外閉環(huán)的作用：為了改善負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化、電源電壓波動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速隨之波動(dòng)的影響。三、具體設(shè)計(jì)思路啟發(fā)與步驟（一）主電路設(shè)計(jì)為了保證設(shè)備正常工作，不影響企業(yè)生產(chǎn)，在考慮自動(dòng)控制前提下，需要考慮一旦該裝置出現(xiàn)故障需要檢修時(shí)，手動(dòng)控制（全壓運(yùn)行）能投入使用。（見(jiàn)圖3） 圖3通過(guò)主電路的設(shè)計(jì)，使學(xué)生對(duì)電力拖動(dòng)控制線路與技能訓(xùn)練、電機(jī)與變壓、半導(dǎo)體交流技術(shù)專業(yè)知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固。（二）控制電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)要求學(xué)生在掌握二極

5、管單相、三相整流電路的基礎(chǔ)上要向單向可控硅、雙向可控硅控制技術(shù)更深層次的拓展，要讓學(xué)生懂得，第一，主電路中電動(dòng)機(jī)提供的電源是交流電（不是直流電），所以必須選擇雙向可控硅（或兩個(gè)單向可控硅并聯(lián)）；第二，電源是三相不是單相，三相電源L1L2L3是按120°相序排列的，（電工基礎(chǔ)講述），所以觸發(fā)電路中觸發(fā)脈沖必須與電源同步；第三，設(shè)計(jì)脈沖變壓器的作用主要為提高帶負(fù)載能力和強(qiáng)電與弱電隔離。 1、觸發(fā)電路設(shè)計(jì)（1）采用KC09集成觸發(fā)電路，各管腳和外圍電路設(shè)計(jì)見(jiàn)圖4。 圖4（2）同步變壓器選擇（市場(chǎng)有售）見(jiàn)圖5圖5（3）脈沖變壓器選擇（市場(chǎng)有售或自制）見(jiàn)圖6 圖6 2、電流調(diào)節(jié)器（內(nèi)閉環(huán)）、速

6、度調(diào)節(jié)器（外閉環(huán)）電路設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖7）本電路利用我們所學(xué)過(guò)的電子電路基礎(chǔ)中集成運(yùn)放（BG305）中非線性應(yīng)用即比較器加一些外圍電路組成。 圖73、直流電源設(shè)計(jì)該電路在電子技術(shù)基礎(chǔ)第四章第六節(jié)講得很詳細(xì)，設(shè)計(jì)一個(gè)正負(fù)15V直流輸出就行，見(jiàn)圖8圖84、保護(hù)電路設(shè)計(jì)可控硅（晶閘管）雖有很多優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)有承受過(guò)電壓和過(guò)電流能力較差的缺點(diǎn)，所以必須采取有效措施進(jìn)行保護(hù)。（1）過(guò)電流保護(hù)：采用快速熔斷器進(jìn)行保護(hù)，選擇RS3系列。（2） 過(guò)電壓保護(hù)：采用阻容保護(hù)和非線性電阻保護(hù)，主要防止操作過(guò)電壓和雷擊過(guò)電壓（見(jiàn)主電路）。5、總電路圖因篇幅所限，只要引導(dǎo)學(xué)生將各分電路按編號(hào)連接起來(lái)就可以。四、簡(jiǎn)單工作原理合上

7、主回路QS，按下起動(dòng)按鈕SB2，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始起動(dòng)，剛起動(dòng)瞬間，由于轉(zhuǎn)速n=0,此時(shí)速度調(diào)節(jié)器ST暫不起作用，但由于起動(dòng)電流較大，使得電流反饋電壓Ufi較大，即Vk=Vn-Vfi差值較小，在電流調(diào)節(jié)器LT輸出電壓作用下，使雙向可控硅的控制角后移，其輸出交流電壓變小，立回路中電流不會(huì)增加很快，從而起到限制起動(dòng)電流的目的。起動(dòng)后，n0,但此時(shí)n<n要求值，主回路中電流還是較大，Vn=Vg-Vfn>0,Vk=Vn-Vfi>0, Vn差值較大，Vk差值較小，但Vk比起動(dòng)瞬間大，使電流調(diào)節(jié)器LT輸出變大，使控制角前移，雙向可控硅輸出電壓增大，只要反饋與給題值（Vg）有偏差，速度電流調(diào)節(jié)器的

8、輸出就進(jìn)行比例積分，直到偏差為0。起動(dòng)完畢后，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到所要求的轉(zhuǎn)速（由用戶根據(jù)爐膛溫度給定），此時(shí)：Vn=Vg-Vfn=0，電動(dòng)機(jī)的定子電流達(dá)到某一固定值，此時(shí)：Vk=Vn-Vfi=0，從而電動(dòng)機(jī)在雙向可控硅的某一控制角下以某一轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，若要改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，可通過(guò)改變Vg、Vfn、Vfi的大小來(lái)改變，同時(shí)負(fù)載變動(dòng)或電源電壓變動(dòng)時(shí)也能起到自動(dòng)調(diào)節(jié)作用。為確保生產(chǎn)的連續(xù)性，一旦本套設(shè)備出現(xiàn)故障，可按下起動(dòng)按鈕SB3，使電動(dòng)機(jī)全壓下運(yùn)行。五、結(jié)束語(yǔ)學(xué)生充分利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行綜合開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，讓學(xué)生真正體會(huì)到了掌握好專業(yè)知識(shí)重要性、實(shí)用性，而且要讓學(xué)生親自動(dòng)手試制、安裝、調(diào)試，只有這樣才能真正培養(yǎng)出高技能人才。也使