闭环变频调速系统
苏州市职业大学实验报告
院系电子信息工程系班级 10电气（4）姓名齐国昀学号 107301427 实验名称闭环变频调速系统实验日期 2012 年4 月24 日
一、实验目的
1、学习闭环变频调速系统的构成方法。
2、比较开环变频调速系统和闭环变频调速系统的差别。
二、接线图
三、实验内容：
1、开环加载实验。按接线图接线，将作为发电机负载的阻值调至最大。依次合上变频器、触摸屏和PLC的电源开关。P0700设置为1，P1000设置为1，P1080设置为0。电动机空载（断开K），按按钮起
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苏州市职业大学实验报告
院系电子信息工程系班级 10电气（4）姓名齐国昀学号 107301427 实验名称闭环变频调速系统实验日期 2012 年4 月24 日
动变频器，用变频器按键调节频率，使电动机平均转速至800r/min，将数据记入表1中。给电动机加负载（合上K），将数据记入表1中；再逐渐调高频率，使电动机平均转速回至800r/min，将数据记入表1中。结束按变频器按钮停止电动机。
表1
频率（Hz）转速（r/min）
1 2 3 平均值 1 2 3 平均值
）27.8 27.8 27.8 27.8 805.6 791.7 819.4 805.56
空载（f
1
）27.8 27.8 27.8 27.8 763.9 777.8 791.7 777.8
负载（f
1
）29.8 29.8 29.8 29.8 819.4 805.6 819.4 814.8
负载（f
2
2、闭环加载实验。接线和负载的阻值不变。P1000设置为2，其余参数不变。触摸屏屏上选闭环，电动机空载（断开K），设定转速格中键入800r/min，P格中键入5～8的数字，其余格中键入0。按按钮起动变频器，待电动机转速稳定后，将数据记入表2中。给电动机加负载（合上K），待电动机转速稳定后，将数据记入表2中。结束按变频器按钮停止电动机。最后，按PLC、触摸屏、变频器的顺序关闭各自的电源开关。
表2
频率（Hz）转速（r/min）
1 2 3 平均值 1 2 3 平均值
）27.64 28.6 28.5 28.24 791.7 805.6 833.3 812.3
空载（f
1
）28.5 29.7 30.6 29.6 791.7 805.6 833.3 812.3
负载（f
2
四、实验小结
本次实验是最后一次实验，也是我们涉及的功能最多的一次。这次实验我学到了变频调速的构成方法，知道了开环变频调速系统与闭环变频调速系统的本质的差别！这次实验也让我学习到了更多的东西！
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交直交变频器详细说明书
交直交变频器 一变频器开发基础 三相交流异步电动机发明于1881年，一经问世，便以起结构简单，坚固，价格低廉二迅速的在电力拖动领域成为拖动系统中＂骄子＂。但正式由于其结构，在调速性能上使其失去欢颜。从异步电动机的转速公式n=60f/p(1-s) ，可知。除变频{f}调速以外，异步电机调速基本途径有：1改变极对数{p}。2改变转差率{s}。显然其调速缺点为调速范围低，工作效率下降，负载能力不一致，消耗电能多，机械特性较软，控制电路较复杂。科技的进步，社会的发展，要求生产机械对电动机进行无级调速满足工艺要求是多么的迫切。 随着20世纪60年代功率晶闸管{SCR}，70年代功率晶体管{GTR},可关断晶闸管{GTO}，80年代绝缘栅双极晶体管{IGBT}的相继开发，把变频器由希望，推广，发展到今天的普及阶段。 二变频器基本结构 目前应用的最广泛的是交直交变频器，其基本结构如图所示： 其工作过程是先将三相{或单相}不可调工频电源经过整流桥整流成直流电，再经过逆变桥把直流电逆变成频率任意可调的交流电，以实现无级调速。 逆变器的原理框图 三功率部分 交直交变频器的主电路如图所示，变频器调速过程中出现的许多现象都应通过主电路来进行分析,因此，熟悉主电路的结构，透彻了解各部分的原理，具有十分重要的意义。 1 交-直变换电路 ⑴图Ｉ（VD1-VD6）为交直变换全波整流电路，在中小容量变频器中，整流器件采用不可控整流二极管或二极管模块。(2)图中（CF1 CF2）为滤波电容器，由于交流电被整流出的直流电中会有交流含量，为了获取平稳的直流电而设置滤波电容。（3）因为电解电容器的电容量有较大的离散性，故电容器组CF1 和CF2的电容量常不能完全相等，这将导致各自压降不相等。为了使其压降相等，在CF1 CF2旁各并联一个阻值相等的均压电阻RC1和RC2。（4）（RH HL）为电源指示电路，除此之外HL也具有提示保护的作用，当变频器
变频器通过编码器实现闭环控制的原理
变频器通过编码器实现闭环控制的原理 变频器带编码器的闭环控制： 变频控制闭环，主要是指速度闭环。 变频电机有需要速度反馈的，在电机启动、加速和减速停止的变速过程中，电机的驱动电流需要与实际转速下电机因发电机效应产生的反电动势相匹配，如果电机驱动电流与反电动势阻抗不匹配，电机驱动力不够转速达不到输出要求，或者因电机负载过大电机没有达到输出速度值，反电动势因与转速成比例而偏弱，这样会引起电机电流徒增，容易烧毁电机线圈或驱动器。速度反馈及时反馈的信息可以计算实际转速并导算反电动势与驱动电流的匹配，从而保护电机和驱动器。 变频频电机的速度闭环反馈，大约有三种模式： 1，霍尔传感器，在电机转径上大部分是三个霍尔传感器，反馈三相位置变化。由于传感器对电机一周的提供信息有限，速度精度低，在低速时很难分辨。 2，所谓无传感器的技术----利用线圈转起来，自感应反电动势。但是在启动到低速过程中反电动势较弱，如果感应电路本底阻抗在，这种微弱的感应被吃掉，低速时实际获得反馈很不稳定。 3，旋转编码器，较高的分辨率（例如每圈1024个脉冲），可获得较高的速度精度，尤其是在启动到低速时精度高。 根据上述描述，可见变频器（尤其是矢量变频）带编码器主要是在低速启动时的效果，可以精细化计算驱动电流，防止电流过小驱动力不够（没有转速），或者因为堵转电机失速，反电动势不够而驱动电流过流，容易烧毁器件或电机。 上述情况在起重启升类电机尤为重要，防止变频器为保护电机失速而溜钩，所以起重启升类变频器必须加装编码器。 注意一下矢量变频的手册内容，一般有编码器反馈的，低速可做到很低。 另外，变频器有的加装了PG卡的位置闭环模式，编码器反馈给具有位置控制功能的变频器（PG卡）做位置闭环控制，或者编码器信号给PLC，PLC给指令变频器减速和制动做位置闭环控制，这时我建议需要用值编码器。
变频器常用的几种控制方式
变频器常用的几种控制方 式 Prepared on 22 November 2020
变频器常用的几种控制方式 变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向，而作为变频调速系统的核心—变频器的性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素，除了变频器本身制造工艺的“先天”条件外，对变频器采用什么样的控制方式也是非常重要的。本文从工业实际出发，综述了近年来各种变频器控制方式的特点，并展望了今后的发展方向。 1、变频器简介 变频器的基本结构 变频器是把工频电源(50Hz或60Hz)变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆变成交流电。对于如矢量控制变频器这种需要大量运算的变频器来说，有时还需要一个进行转矩计算的CPU 以及一些相应的电路。 变频器的分类 变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器；按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM 控制变频器；按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等；按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。 2、变频器中常用的控制方式 非智能控制方式 在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。
(1) V/f控制 V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基本上都采用这种控制方式。 V/f控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高的控制性能，而且，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。 (2) 转差频率控制 转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式，它是在V/f控制的基础上，按照知道异步电动机的实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率，就可以使电动机具有对应的输出转矩。这种控制方式，在控制系统中需要安装速度传感器，有时还加有电流反馈，对频率和电流进行控制，因此，这是一种闭环控制方式，可以使变频器具有良好的稳定性，并对急速的加减速和负载变动有良好的响应特性。 (3) 矢量控制 矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流的大小和相位，以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中的励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩的目的。通过控制各矢量的作用顺序和时间以及零矢量的作用时间，又可以形成各种PWM波，达到各种不同的控制目的。例如形成开关次数最少的PWM波以减少开关损耗。目前在变频器中实际应用的矢量控制方式主要有基于转差频率控制的矢量控制方式和无速度传感器的矢量控制方式两种。 基于转差频率的矢量控制方式与转差频率控制方式两者的定常特性一致，但是基于转差频率的矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流的相位进行控制，使之满足一定的条件，以消除转矩电流过渡过程中的波动。因此，基于转差频率的矢量控制方式比转差
第六章 交流异步电动机变压变频调速系统精讲
第六章 交流异步电动机变压变频调速系统 本章主要问题： 1． 在变频调速中变频时为什么要保持压频比恒定？ 2． 交-直-交电压源型变频器调压、调频的有哪几种电路结构,并说明各种电压结构的优缺点。 3． SPWM 控制的思想是什么? 4． 什么是1800导通型变频器？什么是1200导通型变频器？ 5． 电压、频率协调控制有几种控制方式，各有哪些特点？ 6． 在转速开环恒压频比控制系统中，绝对值单元GAB 的作用？函数发生器GFC 的作用？如 何控制转速正反转。 7． 总结恒11 ωU 、恒1ωg E 、恒1ωr E 三种控制方式的特点。 ———————————————————————————————————————— §6-1 交流调速的基本类型 要求：掌握交流调速哪几种基本类型有以及各种调速方法的特点。 目的：能根据不同应用场合选择出相应的调速方式。 重点、难点：变频调速时基频以下和基频以上调速的特点 主要内容（交流调速的基本类型、变频调速的基本要求） 思考： 1. 交流异步电动机调速的方式有哪几种？并写出各方式的优缺点？ 2. 在变频调速中变频时为什么要保持压频比恒定？ 教学设计：交流调速的基本类型采用多媒体课件讲授，用大量的实例，说明几种类型的应用场合。 复习感应电动机转速表达式： )1(60)1(1 0s n f s n n p -= -= 异步电动机调速方法：?? ?? ??? ?????? ? ??型变频调速：绕线式、笼：绕线式串级调速（转差电压）电磁转差离合器调转子电阻：绕线式、调压（定子电压）变转差率调速变极调速：笼型异步机异步电动机 §6-2 变频调速的构成及基本要求 目的、教学要求：掌握变频调速时基频以下和基频以上调速的特点 重点、难点：变频调速时基频以下和基频以上调速的特点 主要内容（变频调速的基本要求）
变频器的闭环速度控制功能
https://www.360docs.net/doc/817421261.html,/m/b/1411607.html 丹佛斯VLT2800系列变频器的闭环速度控制功能 一、概述： 丹佛斯VLT2800系列变频用具有响应时间快、速度控制精度高等特点，通过内部的滑差补偿功能，可以在开环速度控制中将转速误差控制在+/-23rpm之内（4极电机,90～3600rpm）。假如对转速精度有更高的要求，可以采用速度闭环的方式：通过速度传感器反馈信号与给定信号的比较进行PID运算，控制电机的实际转速。通过速度闭环控制，VLT2800系列变频器可将转速误差控制在+/-7.5rpm之内（4极电机,30～3600rpm）。 二、实施方法： 将速度传感器安装于电机轴上，通过对实际转速信号的采集达到精确控制转速的目的。速度传感器一般采用旋转编码器，而旋转编码器根据工作原理、分辨率、电源类型和输出形式的不同又分为很多不同类型，如下表所列。 在此，我们选用增量型、24V电源供电、集电极开路（PNP）输出、分辩率为1024的旋转编码器，按下表方式接线：
一般使用旋转编码器需要判定电机转向和定位控制时需要使用A/B/Z三相信号。在此，我们仅需要A 相信号传感实际转速。 需重新设定的参数见下表（以四极电动机为例，由电位器给定转速信号）：
基于S7-200 PLC USS协议通信的速度闭环定位控制系统设 计 时间：2013-11-20 来源：作者： 可以应用于多个自动化控制系统中，大大节约了项目的开发时间和成本，在实际应用中取得了良好的效果。 0 引言 随着电力电子技术以及控制技术的发展，交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用;可编程控制器PLC作为替代继电器的新型控制装置，简单可靠，操作方便、通用灵活、体积小、使用寿命长且功能强大、容易使用、可靠性高，常常被用于现场数据采集和设备的控制;在此，本次设计就是基于S7-200PLC的USS通信方式的速度闭环定位控制。 将现在应用最广泛的PLC和变频器综合起来通过USS协议网络控制实现速度闭环定位控制。PLC根据输入端的控制信号及脉冲信号，经过程序运算后由通讯端口控制变频器运行设定的行程;电机运行到减速值后开始减速;电机运行到设定值后 停止运行并锁定。因此，该系统必须具备以下三个主体部分：控制运算部分、执行和反馈部分。控制运算主要由PLC和变频器来完成;执行元件为变频器和电机;反馈部分主要为速度反馈。 S7-200 PLC通过USS协议网络控制Micro-Master MM420变频器，控制电动机的启动、制动停和定位控制，并能够通过PLC读取变频器参数、设置变频器参数。 1.系统设计的总体思路 系统主要由三个部分构成，即可编程逻辑控制器件PLC、变频器和电机。首先通过设置给定输入给PLC,再通过PLC控制变频器，再经由变频器来控制电机，随后将电机的转速反馈给PLC,经比较后输出给变频器从而实现无静差调速。构成闭环系统就要把速度信息反馈给输入。速度的测量可以通过光电编码器和PLC来实现。 速度采集：S7-200具有高速脉冲采集功能，采集频率可以达到30KHz,共有6个高速计数器(HSC0~HSC5)工作模式有12种。在固定时间间隔内采集脉冲差值，通过计算既可以获得电动机的当前转速。 例如：设采样周期为100ms即是每隔100ms采集脉冲一次，光电开关每转发出8个脉冲，那么就可以得到速度为：
交直交变频调速设计及仿真
摘要 近些年来，随着现代电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的迅速发展，交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一，电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。变频调速技术的迅速发展被越来越多的应用于电机控制领域中，是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，以及广泛的适用范围和调速时因转差功率不变而无附加能量损失等优点而被国内外公认为是最有发展前途的高效调速方式。所以，对交—直—交变频调速系统的基本工作原理和特性的研究是十分有积极意义的。 本文研究了变频调速系统的基本组成部分，主回路主要有三部分组成：将工频电源变换为直流电源的“整流器”；吸收由整流器和逆变器回路产生的电压脉动的“滤波回路”，也是储能回路；将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。以Matlab/Simulink为仿真工具，搭建交—直—交变频调速系统的仿真模型，并对仿真结果进行分析研究。通过仿真试验对该交—直—交变频调速系统的基本工作原理、工作特性及作用有更深的认识，也对谐波对于交—直—交变频调速系统的影响有了一定的了解。 第一章绪论 1.1 交流调速技术发展概况 在很长的一个历史时期内，直流调速系统以其所具有优良的静、动态性能指标垄断调速传动应用领域。但是随着生产技术的不断发展，直流电机的缺点逐步显示出来，由于机械式换向器的存在使直流电机的维护工作量增加并限制了电机容量、电压、电流和转速的上限值，加之故障率高、效率低、成本高、使用环境受限等缺点，使其在一些大容量的调速领域中无法应用。 而异步电动机特别是鼠笼异步电动机，容量、电压、电流和转速的上限，不像直流电动机那样受限制。而且异步电动机的转子绕组不需与其他电源相连，其
基于PLC模拟量的变频器闭环调速控制
闽南师范大学 PLC课程设计 课题：基于PLC模拟量的变频器闭环调速控制 姓名： 学号： 1205000529 系别：物理与信息工程学院 专业：电气工程及其自动化 年级： 12级电气1班 指导教师：洪清辉 2015年5月18日
目录 1 引言 (3) 2 系统设计 (3) 2.1 设计目的 (3) 2.2 设计要求 (3) 2.3 设计思路 (3) 2.4 系统硬件配置及组成原理 (4) 2.5变频器 (7) 2.5.1变频器主要功能 (7) 2.5.2 变频器平面图 (7) 2.6 同轴编码器 (7) 3 硬件接线图 (8) 4 软件设计 (8) 4.1 软件流程图 (8) 4.2梯形图 (8) 5 应用扩展------基于PLC模拟量的矿井通风系统 (10) 5.1设计内容 (10) 5.2设计实现目标 (10) 5.3控制系统设计 (11) 5.3.1控制程序流程图设计 (11) 5.3.1控制程序设计思路 (11) 6心得体会 (11) 7 参考文献 (12)
摘要 一种基于FX2NPLC控制的变频调速的闭环控制系统及其在液位控制中的应用，在电机速度闭环控制中，由同轴编码器对电机测速，经PLC内部A/D转换后与给定值比较再由PID运算控制得出的值经D/A转换后输出给变频器，从而闭环控制电机的转速。 关键词：plc 模拟量变频器 1 引言 随着变频调速技术的应用日益广泛,应用水平的不断提高,对变频调速控制系统的精度要求也越来越高。目前,许多变频调速装置属于开环控制方式,不能满足有较高精度的控制要求。为提高开环变频调速器控制精度,本系统采用有编码器速度检测的、由高性能FX2NPLC 调节控制的闭环系统。 2 系统设计 2.1 设计目的 1．利用可编程控制器及其模拟量模块，通过对变频器的控制，实现电机的闭环调速。 2．了解可编程控制器在实际工厂生产中的应用及可编程控制器的编程方法。 2.2 设计要求 电机的实际转速在较快的时间内接近给定目标转速，并且能够稳定运行。当改变给定速度时，电机能快速响应达到接近给定值。 2.3 设计思路 变频器控制电机，电机上同轴连旋转编码器。编码器根据电机的转速变化而输出电压信号Vil 反馈到PLC模拟量模块（Fx2n-3A）的电压输入端，在PLC 内部给定量经过运算处理后，通过PLC模拟量模块的电压输出端输出一路DC0~+10V电压信号Vout来控制变频器的输出，达到闭环控制的目的。 运算方案一： 采用数学运算，当反馈值小于给定值时，让控制信号Vout加适当值。同理，当反馈量大于给定值时，用软件给控制信号减适当值。
变频器的控制方式有哪些
变频器的控制方式有哪些 变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。那么，常见的变频器有哪些种类，它们的控制方法又是什么？ 变频器的种类从控制方式来讲，现在市场上常见的有V/F控制变频器、矢量控制变频器两种。从电压角度来讲，有低压变频器、高压变频器两种。从电源角度来讲，有单相变频器、三相变频器的区分。从适用场合来分，有通用变频器、风机水泵专用型变频器、注塑机专用型变频器、拉丝机专用变频器、电梯专用变频器、球磨机专用变频器等等。 变频器常用的控制方式1、非智能控制方式在交流变频器中使用的非智能控制方式有V/f 协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等。 （1）V/f正弦脉宽调制（SPWM）控制方式 V/f控制是为了得到理想的转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速的同时，又要保证电动机的磁通不变的思想而提出的，通用型变频器基本上都采用这种控制方式。V/f控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高的控制性能，而且，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性。 （2）转差频率控制 转差频率控制是一种直接控制转矩的控制方式，它是在V/f控制的基础上，按照知道异步电动机的实际转速对应的电源频率，并根据希望得到的转矩来调节变频器的输出频率，就可以使电动机具有 对应的输出转矩。这种控制方式，在控制系统中需要安装速度传感器，有时还加有电流反馈，对频率和电流进行控制，因此，这是一种闭环控制方式，可以使变频器具有良好的稳
基于PLC模拟量方式变频闭环调速控制系统设计
***************************************** 基于PLC模拟量方式的变频闭环 调速控制系统设计 学生学号：********** 学生姓名：****** 专业班级：********* 指导教师：****** 职称：**** 起止日期：*********～********* ********* ******************
课程设计任务书 一、设计题目：基于PLC模拟量方式的变频闭环调速控制系统设计 二、设计目的： 1.掌握S7-200 SMART PLC数据转换指令的使用及编程； 2.掌握S7-200 SMART PLC模拟量控制MM440变频器进行闭环调速的接线、调试、操作； 三、设计任务及要求： 1. 设计任务： 用S7-200 SMART PLC控制西门子MM440变频器，PLC根据模拟量输入端的给定值和过程变量值，经过程序运算后由模拟量输出端输出值控制变频器运行。 2. 设计要求： 2.1电机运行速度超出设定值时开始减速； 2.2电机运行速度低于设定值时开始加速； 四、设计时间及进度安排： 设计时间共三周,具体安排如下表：
目录 第1章绪论 (1) 第2章系统设计 (2) 2.1 设计思路 (2) 2.2 系统硬件配置及组成原理 (3) 2.3 变频器 (4) 第3章MM440变频器简介 (5) 3.1 MM440变频器 (5) 3.2 MM440变频器的组成 (5) 3.3 主电路工作原理 (6) 第4章西门子S7-200 (7) 4.1 S7-200的介绍 (7) 4.2 S7-200SMART系列PLC结构 (8) 4.3 S7-200 SMART的特点 (8) 4.4 CPU单元设计 (9) 第5章PLC PID变频调速系统结构 (10) 5.1 系统结构控制模型 (10) 5.2 PID调节 (11) 总结 (17) 参考文献 (18)
转速开环交-直-交电流源变频调速系统
学号： 中州大学电机及拖动课程设计 题目：转速开环交-直-交电流源变频调速系统 姓名：xxx 专业：09 电气自动化（对口） 班级：电气一班 指导老师：xxx 2010年6月30日
中文摘要 20世纪后半叶，变频调速技术的出现和日益完善，成为电力拖动领域的一个重大事件。由于这门技术的发展，使结构简单牢固、价格低廉、应用普及的交流异步电动机有了性能良好的调速手段。变频调速技术的全面推广，是一个实践性工作，必然是大多数电气工程技术人员需要掌握的知识。 交-直-交变频调速系统有整流、滤波、逆变等部分组成。交流电源经整流、滤波、逆变后变成直流电源，再通过逆变器有规则的导通和截止，是输出频率可变的电源。交流电机变频调速在频率范围、动态响应、调速精度、低频转矩、输出性能、功率因数、工作效率、节电降耗、使用方便等方面是以往的交流调速方式无法比拟的。它以体积小、重量轻、通用性强、工艺先进、保护功能完善、设计思想丰富、可靠性高、操作简便等优点深受电力、冶金、矿山、石油、化工、自来水等行业的欢迎。 关键字：交-直-交电流源、变频、调速、转速开环
The English abstract 20 century, variable-frequency regulating speed technology and increasingly perfect, become a major power drag events. Due to the development of technology, simple structure, low cost, strong communication application popularize asynchronous motors have good performance of the control method. Variable-frequency regulating speed technology of comprehensive promotion, is a practical work, must be most electrical engineering and technical personnel need to master the knowledge. Pay - straight - into speed-adjusted system have rectifier, filtering, inverter, etc. The ac power rectifier, filtering, inverter, again after into dc power supply by inverter have rules of conduction and deadline, the variable frequency power output. Ac motor speed in frequency range, the dynamic response speed and accuracy, low torque output performance, and power factor, the work efficiency and saving energy, use convenient communication is ever aspects of speed way and incomparable. It with small volume, light weight, versatility, advanced technology, good protecting function, design thought rich, high reliability, simple operation advantages by electric power, metallurgy, mine, petroleum, chemical industry, water etc. Key words: straight into - into current source and frequency - speed, speed and open loop
基于PLC模拟量的变频器闭环调速控制
漳州师范学院 课 程 设 计 报 告 课题名称：PLC的变频闭环调速及其应用 姓名：林铭泰 学号:070505116 班级：07电气1班 指导老师：洪清辉 2010-06-20
1 引言 (3) 2 系统设计 (3) 2.1 设计目的 (3) 2.2 设计要求 (3) 2.3 硬件接线图 (6) 3 各硬件模块简介 (6) 3.1 变频器 (6) 3.1.1 变频器主要功能 (6) 3.1.2 变频器平面图 (7) 4 软件设计 (8) 4.1 A/D输入模块程序 (8) 4.2 D/A输出模块程序 (8) 4.3 偏移参数设定 (8) 5 系统测试 (8) 5.1 测试方法 (8) 5.2 测试中遇到的问题 (9) 6 应用扩展 (10) 基于PLC在矿井提升机中的调速控制系统 (10) 6.1 控制要求 (10) 6.2 本设计控制结构 (10) 6.3 设计说明 (11) 7 结束语 (12) 8 参考文献 (12) 9 附录 (13)
1 引言 随着变频调速技术的应用日益广泛,应用水平的不断提高,对变频调速控制系统的精度要求也越来越高。目前,许多变频调速装置属于开环控制方式,不能满足有较高精度的控制要求。为提高开环变频调速器控制精度,本系统采用有编码器速度检测的、由高性能FX2NPLC 调节控制的闭环系统。 2 系统设计 2.1 设计目的 1．利用可编程控制器及其模拟量模块，通过对变频器的控制，实现电机的闭环调速。 2．了解可编程控制器在实际工厂生产中的应用及可编程控制器的编程方法。 2.2 设计要求 电机的实际转速在较快的时间内接近给定目标转速，并且能够稳定运行。当改变给定速度时，电机能快速响应达到接近给定值。 系统简介 1.1FXON一3A简介 可编程控制器(PLC)原是为了开关量的控制而设计的。但是，在一个复杂的控制系统中，控制任务多种多样，而且随着电子技术的发展，新型过程控制计算机的不断涌现，在STD总线计算机、可编程调节器、集散型控制系统的基础上，PLC的模拟量控制越来越得到广泛的应用。模拟量不同于开关量，它在时间上、数值上都是连续变化的。 为了满足模拟量控制系统的控制要求，几乎所有的可编程控制器生产厂家都开发了模拟量控制功能。采取的方法是在软件上为PLC增加功能指令，在硬件上为PLC设计各种各样的模拟量控制模块。不同厂家的可编程控制器，开发了不同的模拟量专用模块，三菱FXON一3A模块就是其中的一种。 FXoN是日本三菱公司设计的产品，该系列是依据FX2系列的固定及可扩展性概念，在软硬件两方面兼备微程序装置所必要的性能、功能。FX ON一3A是可编程控制器的模拟量特殊功能模块。该模块具有2路模拟量输入通道和1路模拟量输出通道。其输入通道数字分辨率为8位，A／D的转换时间为100s，在模拟与数字信号之间采用光电隔离，适用于FX1N、FX2N、FX2NC子系列。在A／D转换中，输入通道接收模拟信号后转换成数字信号；在D ／A转换中，输出通道取数字信号并输出等同的模拟信号。它占用FXON扩展总线的8点输入／输出，8点可定为输入或输出。对于FXON一3A模块，用户可连接电压或电流输入／输出，并有3种信号形式可供选择：0～10 VDC(分辨率为40 mV)，0～5 VDC(分辨率为
闭环变频调速系统
苏州市职业大学实验报告 院系电子信息工程系班级 10电气（4）姓名齐国昀学号 107301427 实验名称闭环变频调速系统实验日期 2012 年4 月24 日 一、实验目的 1、学习闭环变频调速系统的构成方法。 2、比较开环变频调速系统和闭环变频调速系统的差别。 二、接线图 三、实验内容： 1、开环加载实验。按接线图接线，将作为发电机负载的阻值调至最大。依次合上变频器、触摸屏和PLC的电源开关。P0700设置为1，P1000设置为1，P1080设置为0。电动机空载（断开K），按按钮起 第 1 页共 2 页指导教师签名
苏州市职业大学实验报告 院系电子信息工程系班级 10电气（4）姓名齐国昀学号 107301427 实验名称闭环变频调速系统实验日期 2012 年4 月24 日 动变频器，用变频器按键调节频率，使电动机平均转速至800r/min，将数据记入表1中。给电动机加负载（合上K），将数据记入表1中；再逐渐调高频率，使电动机平均转速回至800r/min，将数据记入表1中。结束按变频器按钮停止电动机。 表1 频率（Hz）转速（r/min） 1 2 3 平均值 1 2 3 平均值 ）27.8 27.8 27.8 27.8 805.6 791.7 819.4 805.56 空载（f 1 ）27.8 27.8 27.8 27.8 763.9 777.8 791.7 777.8 负载（f 1 ）29.8 29.8 29.8 29.8 819.4 805.6 819.4 814.8 负载（f 2 2、闭环加载实验。接线和负载的阻值不变。P1000设置为2，其余参数不变。触摸屏屏上选闭环，电动机空载（断开K），设定转速格中键入800r/min，P格中键入5～8的数字，其余格中键入0。按按钮起动变频器，待电动机转速稳定后，将数据记入表2中。给电动机加负载（合上K），待电动机转速稳定后，将数据记入表2中。结束按变频器按钮停止电动机。最后，按PLC、触摸屏、变频器的顺序关闭各自的电源开关。 表2 频率（Hz）转速（r/min） 1 2 3 平均值 1 2 3 平均值 ）27.64 28.6 28.5 28.24 791.7 805.6 833.3 812.3 空载（f 1 ）28.5 29.7 30.6 29.6 791.7 805.6 833.3 812.3 负载（f 2 四、实验小结 本次实验是最后一次实验，也是我们涉及的功能最多的一次。这次实验我学到了变频调速的构成方法，知道了开环变频调速系统与闭环变频调速系统的本质的差别！这次实验也让我学习到了更多的东西！ 第 2 页共 2 页指导教师签名
交--交变频器与交--直--交变频器有什么区别
1交直交电压型变频器，此类变频器价格比较贵，另外技术上存在二大问题，一是存在中间整流滤波环节，故效率比较低，二是当电动机处于发电状态能量返回电网困难，通常是接通电阻回路把能量消耗掉，这样一方面增大设备的体积，另一方面能量未得到利用，是极大的浪费，为了使能量能得到利用，可增加有源逆变电路，但这又增加成本和电路的复杂性。 交交变频器其工作原理是将三相工频电源经过几组相控开关控制直接产生所需要变压变频电源，其优点是效率高，能量可以方便返回电网，其最大的缺点输出的最高频率必须小于输入电源频率1/3或1/2，否则输出波形太差，电机产生抖动，不能工作。故交交变频器至今局限低转速调速场合，因而大大限制了它的使用范围。 2交- 交变频技术 交-交变频器采用晶闸管自然换流方式，工作稳定，可靠，适合作为双馈电机转子绕组的变频器电源，交交变频的最高输出频率是电网频率的1/3-1/2，在大功率低频范围有很大的优势。交交变频没有直流环节，变频效率高，主回路简单，不含直流电路及滤波部分，与电源之间无功功率处理以及有功功率回馈容易。虽然交交变频双馈系统得到了普遍的应用，但因其功率因数低，高次谐波多，输出频率低，变化范围窄，使用元件数量多使之应用受到了一定的限制。 矩阵式变频器是一种交交直接变频器，由九个直接接于三相输入和输出之间的开关阵组成。矩阵变换器没有中间直流环节，输出由三个电平组成，谐波含量比较小；其功率电路简单、紧凑，并可输出频率、幅值及相位可控的正弦负载电压；矩阵变换器的输入功率因数可控，可在四象限工作。虽然矩阵变换器有很多优点，但是在其换流过程中不允许存在两个开关同时导通的或者关断的现象，实现起来比较困难。矩阵变换器最大输出电压能力低，器件承受电压高也是此类变换器一个很大缺点。应用在风力发电中，由于矩阵变换器的输入输出不解耦，即无论是负载还是电源侧的不对称都会影响到另一侧。另外，矩阵变换器的输入端必须接滤波电容，虽然其电容的容量比交直交的中间储能电容小，但由于它们是交流电容，要承受开关频率的交流电流，其体积并不小。
交-直-交变频调速系统仿真研究
摘要 随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流变频调速技术得到了迅速发展，其显著的节能效益，高精确的调速精度，宽泛的调速范围，完善的保护功能，以及易于实现的自动通信功能，得到了广大用户的认可，在运行的安全可靠、安装使用、维修维护等方面，也给使用者带来了极大的便利。因此，研究交—直—交变频调速系统的基本工作原理和作用特性意义十分重大。 本文研究了变频调速系统的基本组成部分，主回路主要有三部分组成：将工频电源变换为直流电源的“整流器”；吸收由整流器和逆变器回路产生的电压脉动的“滤波回路”，也是储能回路；将直流功率变换为交流功率的“逆变器”。使用Matlab/Simulink搭建交—直—交变频调速系统的仿真模型，通过试验对该交—直—交变频调速系统的基本工作原理、工作特性及作用有更深的认识，也对谐波对于交—直—交变频调速系统的影响有了一定的了解。 关键词：交—直—交变频，整流，逆变，谐波，仿真。
Abstract With power electronic technology, computer technology, automatic control tech-nology is developing rapidly, AC variable-frequency system technology has been de-veloping rapidly. Significant energy efficiency and precision and broad scope of spe-ed control, perfect protection and easy to implement automatic communications, all which have win the many users acceptance . Therefore, studying the AC-DC-AC variablefrequency systerm for the role of the basic working principle and characteristics of great significance. In this paper we studied the basic component of the variable frequency speed regulation system. There are three main components: the "rectifier" which convert the AC power into DC power; the "loop filter " can absorbed the voltage pulse which the rectifier and inverter circuit generated by,it is also energy storage circuit; the “inverter” converts the DC power into the AC power. Then we used the Matlab / Simulink to build an AC-DC-AC Frequency Control System Simulation Model. Through the test of the AC-DC Frequency Control System to pay the basic working principle and working characteristics, we not only had a deeper understanding of the role,but also had a certain degree of understanding about the harmonic AC-DC-DC Frequency Control System. Key Words ：AC-DC-AC variable requency systerm,rectifier，inverter，harmonics, simulation
单相交直交变频电路的性能研究
单相交直交变频电路的性能研究 一、交直交变频器发展概况 变频器是运动控制系统中的功率变换器。当今的运动控制系统是包含多种学科的技术领域，总的发展趋势是：驱动的交流化，功率变换器的高频化，控制的数字化、智能化和网络化。因此，变频器作为系统的重要功率变换部件，提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。交—直—交变频器的中间直流环节采用大电感作储能元件，无功功率将由大电感来缓冲，它的一个突出优点是当电动机处于制动 (发电)状态时，只需改变网侧可控整流器的输出电压极性即可使回馈到直流侧的再生电能方便地回馈到交流电网，构成的调速系统具有四象限运行能力，可用于频繁加减速等对动态性能有要求的单机应用场合，在大容量风机、泵类节能调速中也有应用。近年来，随着电力电子技术、计算机技术、自动控制技术的迅速发展，交流传动与控制技术成为目前发展最为迅速的技术之一，电气传动技术面临着一场历史革命，即交流调速取代直流调速和计算机数字控制技术取代模拟控制技术已成为发展趋势。交流变频调速技术是当今节电、改善工艺流程以提高产品质量和改善环境、推动技术进步的一种主要手段。变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用围及其它许多优点而被国外公认为最有发展前途的调速方式。深入了解交流传动与控制技术的走向，具有十分积极的意义。 二、实验目的和要求 熟悉单相交直交变频电路的组成，重点熟悉其中的单相桥式PWM逆变电路中元器件的作用、工作原理，对单相交直交变频电路在电阻负载、阻感负载时的工作情况及其波形作全面，并研究工作频率对电路工作波形的影响。 三、实验原理及波形 如下图所示，总体设计方案由整流电路、滤波、逆变电路等组成。市电经整流电路变直流电，直流电经滤波电路进行平滑滤波，再输入逆变电路，变为频率和电压均可调的交流电。 单相交直交变频电路由两部分组成，交流电源转化为直流是整流环节，选用了不可控的整流二极管电路，直流电源侧则选用电容和电感来滤波，能够获得比较平直的直流电压。这个环节结构相对简单、运行可靠，性能也符合设计的需求。直流转化为交流即是逆变部分，选用了单相桥式逆变电路，PWM控制，输出电压的大小及频率均可通过PWM控制进行调节。由于中间直流环节为电容滤波，因此选用电压型逆变电路。
变频调速系统概述
变频调速系统概述（经典） 摘要 20世纪90年代以来，机电传动控制领域面貌焕然一新。各种类型的鼠笼式异步电动机压频比恒定的变压变频调速系统、同步电动机变频调速系统，交流电动机矢量控制系统、鼠笼式异步电动机直接转矩控制系统等，在工业生产的各个领域中都得到了广泛的应用，覆盖了机电传动调速控制的各个方面。交流调速技术的应用为工农业生产及节省电能方面带来了巨大的经济和社会效益。现在，交流调速系统已在逐步地全面取代直流调速系统。目前在交流调速系统中，变频调速系统应用最多、最广泛，变频调速技术及其装置仍是21世纪的主流技术和主流产品。现代交流调速系统由交流电动机、电力电子功率变换器、控制器和电量检测器等四大部分组成。电力电子功率变换器与控制器及电量检测器集于一体，称为变频器。 关键词：变频调速系统领域应用实例变频器选择 一、定义变频调速系统主要是由变频器、电动机和工作机械等装置组成的机电系统。电 力拖动的任务是使电动机实现由电能向机械能的转换，完成工作机械启动、运转、调速、制动作业的要求。变频调速系统也就是由电动机带动机械设备以可以自由调节的速度进行旋转的运动系统。 二、变频调速系统变频系统有以下及几种：同步电动机调速系统，根据频率控制 方式的不同，分为：1.他控式变频调速系统与异步电动机变压变频调速一样，用独立的变压变频装置给同步电动机供电的系统称作他控变频调速系统。下图是由交-直-交电流型负载换流变压变频器供电的同步电动机调速系统
2.自控式变频调速系统 用电动机轴上所带的转子位置检测器来控制变频装置的逆变器换流，从而改变同步电动机的供电频率，因调速时定子绕组供电频率受电动机转速的自动控制，故称为自控式变频调速系统。 异步电动机调速系统：1.恒压频比控制交流调速系统对于鼠笼式异步电动机的变压变频调速，必须同时改变供电电源的电压和频率。现有的交流供电电源都是恒压恒频的，必须通过变频装置（即Variable Voltage Frequency,简称VVVF装置），才能获得变压变频的电源。异
交直交变频调速.
电力电子技术课程设计 设计内容与设计要求 一．设计内容： 1．电路功能： 1）将恒频恒压的交流电经过交直交变频电路变成电压和频率可调的交流电，用于实现电机的变频调速。 2）电路由主电路与控制电路组成，主电路主要环节：整流电路、逆变电路。控制电路主要环节：速度控制电路、电压电流检测单元、驱动电路。 3）功率变换电路中的高频开关器件采用IGBT或MOSFET。 4）系统具有完善的保护 2. 系统总体方案确定 3. 主电路设计与分析 1）确定主电路方案 2）主电路元器件的选择 3）主电路保护环节设计 4. 控制电路设计与分析 1）检测电路设计 2）功能单元电路设计 3）触发电路设计 二．设计要求： 1．要求输出交流电电压频率可调。 2．用芯片(MC3PHAC、SA868、SLE4520、HEEF4752)产生PWM脉冲。3．设计思路清晰，给出整体设计框图； 4．单元电路设计，给出具体设计思路和电路； 5．分析所有单元电路与总电路的工作原理，并给出必要的波形分析。
马潇然：交-直-交变频器的设计6．绘制总电路图 7．写出设计报告； 主要设计条件 1．设计依据主要参数 1）输入输出电压：输入（AC）+380V、220V（AC）2）输出电流：2A 3）效率：≥0.8 4）电机型号： 2. 可提供仿真条件 说明书格式 1．课程设计封面； 2．任务书； 3．说明书目录； 4．设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）；5．单元电路设计（各单元电路图）； 6．故障分析与电路改进、实验及仿真等。 7．总结与体会； 8．附录（完整的总电路图）； 9．参考文献； 10．课程设计成绩评分表