2020年自动化学论文格式.doc

自动化学论文格式 　　 　　自动化(Automation)是指机器设备、系统或过程(生产、管理过程)在没有人或较少人的直接参与下按照人的要求经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制实现预期的目标的过程 　　 　　(1)论文标题2号黑体加粗、居中 　　 　　(2)论文副标题小2号字紧挨正标题下居中文字前加破折号 　　 　　(3)填写姓名、专业、学号等项目时用3号楷体 　　 　　(4)内容提要3号黑体居中上下各空一行内容为小4号楷体 　　 　　(5)关键词4号黑体内容为小4号黑体 　　 　　(6)目录另起页3号黑体内容为小4号仿宋并列出页码 　　 　　(7)正文文字另起页论文标题用3号黑体正文文字一般用小4号宋体每段首起空两个格单倍行距 　　 　　(8)正文文中标题 　　 　　一级标题：标题序号为“一、”4号黑体独占行末尾不加标点符号二级标题：标题序号为“(一)”与正文字号相同独占行末尾不加标点符号 　　 　　三级标题：标题序号为“1.”与正文字号、字体相同四级标题：标题序号为“(1)”与正文字号、字体相同五级标题：标题序号为“①”与正文字号、字体相同 　　 　　(9)注释：4号黑体内容为5号宋体 　　 　　(10)附录：4号黑体内容为5号宋体 　　 　　(11)参考文献：另起页4号黑体内容为5号宋体 　　 　　(12)页眉用小五号字体打印“XXXX大学XX学院20XX级XX专业学年论文”字样并左对齐 　　 　　范文： 　　 　　摘要：变频器在工业生产中的应用越来越广泛其干扰问题日益引起人们的重视本文主要介绍了变频器应用系统中干扰产生的来源及其传播途径提出了抗干扰的实际解决方法阐述了在变频器应用系统设计和安装中抑制干扰的具体措施 　　 　　关键词：变频器干扰抑制 　　 　　一、引言 　　 　　变频器调速技术是集自动控制、微电子、电力电子、通信等技术于一体的高科技技术它以很好的调速、节能性能在各行各业中获得了广泛的应用由于其采用软启动可以减少设备和电机的机械冲击延长设备和电机的使用寿命随着科学技术的高速发展变频器以其具有节电、节能、可靠、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中如变频调速在供水、空调设备、过程控制、电梯、机床等方面的应用保证了调节精度减轻了工人的劳动强度提高了经济效益但随之也带来了一些干扰问题现场的供电和用电设备会对变频器产生影响变频器运行时产生的高次谐波也会干扰周围设备的运行变频器产生的干扰主要有三种：对电子设备的干扰、对通信设备的干扰及对无线电等产生的干扰对计算机和自动控制装置等电子设备产生的干扰主要是感应干扰;对通信设备和无线电等产生的干扰为放射干扰如果变频器的干扰问题解决不好不但系统无法可靠运行还会影响其他电子、电气设备的正常工作因此有必要对变频器应用系统中的干扰问题进行探讨以促进其进一步的推广应用下面主要讨论变频器的干扰及其抑制方法 　　 　　二、变频调速系统的主要电磁干扰源及途径 　　 　　2.1　主要电磁干扰源 　　 　　电磁干扰也称电磁骚扰(EMI)是以外部噪声和无用信号在接收中所造成的电磁干扰通常是通过电路传导和以场的形式传播的变频器的整流桥对电网来说是非线性负载它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰另外变频器的逆变器大多采用PWM技术当其工作于开关模式并作高速切换时产生大量耦合性噪声因此变频器对系统内其他的电子、电气设备来说是一个电磁干扰源另一方面电网中的谐波干扰主要通过变频器的供电电源干扰变频器电网中存在大量谐波源如各种整流设备、交直流互换设备、电子电压调整设备、非线性负载及照明设备等这些负荷都使电网中的电压、电流产生波形畸变从而对电网中其他设备产生危害的干扰变频器的供电电源受到来自被污染的交流电网的干扰后若不加以处理电网噪声就会通过电网电源电路干扰变频器供电电源对变频器的干扰主要有过压、欠压、瞬时掉电;浪涌、跌落;尖峰电压脉冲;射频干扰其次共模干扰通过变频器的控制信号线也会干扰变频器的正常工作 　　 　　2.2　电磁干扰的途径 　　 　　变频器能产生功率较大的谐波对系统其他设备干扰性较强其干扰途径与一般电磁干扰途径是一致的主要分电磁辐射、传导、感应耦合具体为：①对周围的电子、电气设备产生电磁辐射;②对直接驱动的电动机产生电磁噪声使得电动机铁耗和铜耗增加并传导干扰到电源通过配电网络传导给系统其他设备;③变频器对相邻的其他线路产生感应耦合感应出干扰电压或电流同样系统内的干扰信号通过相同的途径干扰变频器的正常工作下面分别加以分析 　　 　　(1)电磁辐射 　　 　　变频器如果不是处在一个全封闭的金属外壳内它就可以通过空间向外辐射电磁波其辐射场强取决于干扰源的电流强度、装置的等效辐射阻抗以及干扰源的发射频率变频器的整流桥对电网来说是非线性负载它所产生的谐波对接入同一电网的其它电子、电气设备产生谐波干扰变频器的逆变桥大多采用PWM技术当根据给定频率和幅值指令产生预期的和重复的开关模式时其输出的电压和电流的功率谱是离散的并且带有与开关频率相应的高次谐波群高载波频率和场控开关器件的高速切换(dv/dt可达1kV/μs以上)所引起的辐射干扰问题相当突出 　　 　　当变频器的金属外壳带有缝隙或孔洞则辐射强度与干扰信号的波长有关当孔洞的大小与电磁波的波长接近时会形成干扰辐射源向四周辐射而辐射场中的金属物体还可能形成二次辐射同样变频器外部的辐射也会干扰变频器的正常工作 　　 　　(2)传导 　　 　　上述的电磁干扰除了通过与其相连的导线向外部发射也可以通过阻抗耦合或接地回路耦合将干扰带入其它电路与辐射干扰相比其传播的路程可以很远比较典型的传播途径是：接自工业低压网络的变频器所产生的干扰信号将沿着配电变压器进入中压网络并沿着其它的配电变压器最终又进入民用低压配电网络使接自民用配电母线的电气设备成为远程的受害者 　　 　　(3)感应耦合 　　 　　感应耦合是介于辐射与传导之间的第三条传播途径当干扰源的频率较低时干扰的电磁波辐射能力相当有限而该干扰源又不直接与其它导体连接但此时的电磁干扰能量可以通过变频器的输入、输出导线与其相邻的其他导线或导体产生感应耦合在邻近导线或导体内感应出干扰电流或电压感应耦合可以由导体间的电容耦合的形式出现也可以由电感耦合的形式或电容、电感混合的形式出现这与干扰源的频率以及与相邻导体的距离等因素有关 　　 　　三、抗电磁干扰的措施 　　 　　据电磁性的基本原理形成电磁干扰(EMI)须具备电磁干扰源、电磁干扰途径、对电磁干扰敏感的系统等三个要素为防止干扰可采用硬件和软件的抗干扰措施其中硬件抗干扰是最基本和最重要的抗干扰措施一般从抗和防两方面入手来抑制干扰其总原则是抑制和消除干扰源、切断干扰对系统的耦合通道、降低系统对干扰信号的敏感性具体措施在工程上可采用隔离、滤波、屏蔽、接地等方法 　　 　　(1)隔离 　　 　　所谓干扰的隔离是指从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来使它们不发生电的联系在变频调速传动系统中通常是在电源和放大器电路之间的电源线上采用隔离变压器以免传导干扰电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器 　　 　　(2)滤波 　　 　　设置滤波器的作用是为了抑制干扰信号从变频器通过电源线传导干扰到电源及电动机为减少电磁噪声和损耗在变频器输出侧可设置输出滤波器为减少对电源的干扰可在变频器输入侧设置输入滤波器若线路中有敏感电子设备可在电源线上设置电源噪声滤波器以免传导干扰 　　 　　(3)屏蔽 　　 　　屏蔽干扰源是抑制干扰的最有效的方法通常变频器本身用铁壳屏蔽不让其电磁干扰泄漏输出线最好用钢管屏蔽特别是以外部信号控制变频器时要求信号线尽可能短(一般为20m以内)且信号线采用双芯屏蔽并与主电路及控制回路完全分离不能放于同一配管或线槽内周围电子敏感设备线路也要求屏蔽为使屏蔽有效屏蔽罩必须可靠接地 　　 　　(4)接地 　　 　　实践证明接地往往是抑制噪声和防止干扰的重要手段良好的接地方式可在很大程度上抑制内部噪声的耦合防止外部干扰的侵入提高系统的抗干扰能力变频器的接地方式有多点接地、一点接地及经母线接地等几种形式要根据具体情况采用要注意不要因为接地不良而对设备产生干扰 　　 　　单点接地指在一个电路或装置中只有一个物理点定义为接地点在低频下的性能好;多点接地是指装置中的各个接地点都直接接到距它最近的接地点在高频下的性能好;混合接地是根据信号频率和接地线长度系统采用单点接地和多点接地共用的方式变频器本身有专用接地端子PE端从安全和降低噪声的需要出发必须接地既不能将地线接在电器设备的外壳上也不能接在零线上可用较粗的短线一端接到接地端子PE端另一端与接地极相连接地电阻取值<100Ω接地线长度在20m以内并注意合理选择接地极的位置当系统的抗干扰能力要求较高时为减少对电源的干扰在电源输入端可加装电源滤波器为抑制变频器输入侧的谐波电流改善功率因数可在变频器输入端加装交流电抗器选用与否可视电源变压器与变频器容量的匹配情况及电网允许的畸变程度而定一般情况下采用为好为改善变频器输出电流减少电动机噪声可在变频器输出端加装交流电抗器图1为一般变频调速传动系统抗干扰所采取措施 　　 　　以上抗干扰措施可根据系统的抗干扰要求来合理选择使用若系统中含控制单元如微机等还须在软件上采取抗干扰措施 　　 　　(5)正确安装 　　 　　由于变频器属于精密的功率电力电子产品其现场安装工艺的好坏也影响着变频器的正常工作正确的安装可以确保变频器安全和无故障运行变频器对安装环境要求较高一般变频器使用手册规定温度范围为最低温度10℃最高温度不超过50℃;变频器的安装海拔高度应小于1000m,超过此规定应降容使用;变频器不能安装在经常发生振动的地方对振动冲击较大的场合应采用加橡胶垫等防振措施;不能安装在电磁干扰源附近;不能安装在有灰尘、腐蚀性气体等空气污染的环境;不能安装在潮湿环境中如潮湿管道下面应尽量采用密封柜式结构并且要确保变频器通风畅通确保控制柜有足够的冷却风量其典型的损耗数一般按变频器功率的3%来计算柜中允许的温升值安装工艺要求如下： 　　 　　①　确保控制柜中的所有设备接地良好应该使用短、粗的接地线(最好采用扁平导体或金属网因其在高频时阻抗较低)连接到公共地线上按国家标准规定其接地电阻应小于4欧姆另外与变频器相连的控制设备(如PLC或PID控制仪)要与其共地 　　 　　②安装布线时将电源线和控制电缆分开例如使用独立的线槽等如果控制电路连接线必须和电源电缆交叉应成90°交叉布线 　　 　　③　使用屏蔽导线或双绞线连接控制电路时确保未屏蔽之处尽可能短条件允许时应采用电缆套管 　　 　　④确保控制柜中的接触器有灭弧功能交流接触器采用RC抑制器也可采用压敏电阻抑制器如果接触器是通过变频器的继电器控制的这一点特别重要 　　 　　⑤　用屏蔽和铠装电缆作为电机接线时要将屏蔽层双端接地 　　 　　⑥　如果变频器运行在对噪声敏感的环境中可以采用RFI滤波器减小来自变频器的传导和辐射干扰为达到最优效果滤波器与安装金属板之间应有良好的导电性 　　 　　四、变频控制系统设计中应注意的其他问题 　　 　　除了前面讨论的几点以外在变频器控制系统设计与应用中还要注意以下几个方面的问题 　　 　　(1)在设备排列布置时应该注意将变频器单独布置尽量减少可能产生的电磁辐射干扰在实际工程中由于受到房屋面积的限制往往不可能有单独布置的位置应尽量将容易受干扰的弱电控制设备与变频器分开比如将动力配电柜放在变频器与控制设备之间 　　 　　(2)变频器电源输入侧可采用容量适宜的空气开关作为短路保护但切记不可频繁操作由于变频器内部有大电容其放电过程较为缓慢频繁操作将造成过电压而损坏内部元件 　　 　　(3)控制变频调速电机启/停通常由变频器自带的控制功能来实现不要通过接触器实现启/停否则频繁的操作可能损坏内部元件 　　 。