变频器实习报告
变频器
实训报告
系别：电气工程学院班级：
学号：
姓名：
指导老师：
实训时间：2011.9.26-2011.9.30
一、变频器简介
1、变频器概述
变频调速是最有发展前途的一种交流调速
方式。目前，变频器在各个行业都有广泛的
应用。
通常，把电压和频率固定不变的交流电变换
为电压或频率可变的交流电的装置称作“变
频器”。
变频器的功用是将频率固定(通常为工频
50HZ)的交流电(三相的或单相的)交换成频率连续可调的三相交流电源。
如图2. 1所示，变频器的输入端(R,S ,T)接至频率固定的三相交流电源，输出端(U,V, W)
输出的是频率在一定范围内连续可调的三相交流电，接至电机。
二、变频器基本原理
1、变频调速的构成
要实现变频调速，必须有频率可调的
交流电源，但电力系统却只能提供固
定频率的交流电源，因此需要一套变
频装置来完成变频的任务。历史上曾
出现过旋转变频机组，但由于存在许
多缺点而现在很少使用。现代的变频
器都是由大功率电子器件构成的。相
对于旋转变频机组，被称为静止式变
频装置，是构成变频调速系统的中心
环节。
一个变频调速系统主要由静止式变频装置、交流电动机和控制电路3大部分组成，
静止式变频装置的输入是三相式单相恒频、恒压电源，输出则是频率和电压均可调的三相
交流电。至于控制电路，变频调速系统要比直流调速系统和其他交流调速系统复杂得多，
这是由于被控对象—感应电动机本身的电磁关系以及变频器的控制均较复杂所致。因此变
频调速系统的控制任务大多是由微处理机承担。
变频器的在工控中主要应用于异步电动机调速、启动控制；
异步电机的旋转速度为什么能够自由地改变？
异步电机的同步转速：n = 60f/p
n: 同步速度
f: 电源频率
p: 电机极数
2、交-直-交变频器主电路：
目前，通用型变频器绝大多数是交—直—交型变频器，通常尤以电压器变频器为通
用，其主电路图（见图1.1），它是变频器的核心电路，由整流电路（交—直交换），
直流滤波电路（能耗电路）及逆变电路（直—交变换）组成。
3、交－直变换部分
VD1～VD6组成三相整流桥，
将交流变换为直流。
滤波电容器CF作用：
滤除全波整流后的电压纹波；
当负载变化时，使直流电压保
持平衡。
图中的CF1和CF2。由于两组
电容特性不可能完全相同，在
每组电容组上并联一个阻值
相等的分压电阻RC1和RC2。
限流电阻RL和开关SL
RL作用：变频器刚合上闸瞬间冲击电流比较大，其作用就是在合上闸后的一段时间内，
电流流经RL，限制冲击电流，将电容CF的充电电流限制在一定范围内。
SL作用：当CF充电到一定电压，SL闭合，将RL短路。一些变频器使用晶闸管代替（如
虚线所示）。
电源指示HL
作用：除作为变频器通电指示外，还作为变频器断电后，变频器是否有电的指示（灯灭后
才能进行拆线等操作）。
4、能耗电路部分
制动电阻RB
变频器在频率下降的过程中，将处于再生制动状态，回馈的电能将存贮在电容CF中，使
直流电压不断上升，甚至达到十分危险的程度。RB的作用就是将这部分回馈能量消耗掉。
一些变频器此电阻是外接的，都有外接端子（如DB＋，DB－）。
制动单元VB
由GTR（大功率晶体管）或IGBT（绝缘栅双极型晶体管）及其驱动电路构成。其作用
是为放电电流IB流经RB提供通路。
直－交变换部分
逆变管V1～V6
组成逆变桥，把
VD1～VD6整流的直
流电逆变为交流电。
这是变频器的核心部
分。
续流二极管VD7～
VD12
作用：（1）电机是感性负载，其电流中有无功分量，为无功电流返回直流电源提供“通道”；
频率下降，电机处于再生制动状态时，再生电流通过VD7～VD12整流后返回给直流电路；
V1～V6逆变过程中，同一桥臂的两个逆变管不停地处于导通和截止状态。在这个换相过
程中，也需要VD7～VD12提供通路。
缓冲电路
缓冲电路如图2所示。
逆变管在导通和截止的瞬间，其电压和电流的变化率是比较大的，可能全逆变管受到损害。
因此，每个逆变管旁边还要接入缓冲电路，其作用就是减缓电压和电流的变化率。
C01～C06
逆变管V1～V6每次由导通到截止的判断瞬间，集电极C和发射极E间的电压将迅速地
由0V上升为直流电压UD。过高的电压增长率将导致逆变管的损坏。C01～C06的作用就
是减小逆变管由导通到截止时过高的电压增长率，防止逆变损坏。
R01～R06
逆变管V1～V6由导通到截止的瞬间，C01～C06所充的电压（等于UD）将对V1～V6
放电。此放电电流的初值很大，并且叠加在负载电流上，导致逆变管的损坏。R01～R06
的作用就是限制逆变管在导通瞬间C01～C06的放电电流。
VD01～VD06
R01～R06的接入，又会影响到C01～C06在V1～V6关断时减小电压增长率的效果。
VD01～VD06接入后，在V1～V6关断过程中，使R01～R06不起作用；而在V1～V6接
通过程中，又迫使C01～C06的放电电流流经R01～R06。
三、实训任务
1、清除所有参数的设置：
PU模式（Pr.79=1）下电机正反转控制
电机要求：星形接法,先断电再接线
设置电子过电流保护参数，查电动机铭牌，根据电流值进行设定（设定值=铭牌限定电流）
运行频率：不要大于40Hz
加减速时间：可自由设定(6s)。
基波电压参数Pr.19设置为380V（星形）。
2、外部模式（Pr.79=0/2）下用电位器控制电机加减速
2、5子分别接柜台右下角给定栏的输出端Ug和地。旋转电位器按钮可得不同的电机转速
启动/停止-STF\STR端子分别接至柜台上的任意两个开关X00、X01），SD端子接至公共
端COM。
3、组合操作模式1（Pr.79=3）控制电机启动停止
频率给定——面板控制
启动/停止——STF\STR端子分别接至柜台上的任意两个开关X00、X01），SD端子接至公
共端COM。
X00开关控制正转、X01开关控制反转
4、组合操作模式2（Pr.79=4）控制电机启动停止
启动/停止——面板控制
频率给定——类似于外部模式
5、转矩提升
Pr.0 设置值不要超过10%
6、直流制动（Pr.10-12）
按要求设定参数
观察停机前片刻的制动效果
多尝试几个参数
7、三段速设置
外部操作模式
Pr.4、5、6进行高中低速频率设定
变频器上的RH\RM\RL接口分别接至柜台上任意三个开关，实现多段速控制，使用时注
意正反转开关先打开。
设定后按照高—中—低，低—中—高，高--低--中等方式运行并观察。
8、七多段速设置
参照手册P10和Page130进行设定
使用参数Pr.4-6，Pr.24-27
外部操作模式
变频器上的RH\RM\RL接口分别接至柜台上任意三个开关，实现七段速控制，使用时注
意正反转开关先打开。
9、输入端子使用（Pr.180-183）
参照手册P10和Page130进行设定
15段速的控制
使用参数Pr.24-27，Pr232-239(Pr.183设定为8)
第二加减速时间的设定使用
使用Pr.44-45
对外部接线端子RH/RM/RL/MRS，进行功能选择，183定义成第二功能(183设定为3,MRS
对应的开关要拨到ON的状态)
10、输出端子功能选择Pr190-192
参照Page10的图和Page131的内容进行设置
ABC端子的使用，利用发光二极管指示输出状态，弄清楚AC和BC两个组合所代表的状
态。
11、频率检测（Pr.42-43）
参考手册参数设置
将FU端子引至柜台上的发光二极管，SE端子接至COM端，观察输出频率超过指定频率
时的状况。
发光二极管电源使用变频器的PC和SD端，注意极性。
四、实训心得
经过了这次变频器实训我掌握了交-直-交变频器的使用方法，懂得了变频调速的原理。在实训期间，我遇到了不少棘手的问题。首先对变频器的了解不足，导致在实训过程中处处碰壁。例如在选择内部模式和外部模式或者是组合模式的时候，因为弄不清参数的设置，导致多次的实验都失败。后来认真琢磨了那个说明文件后，最终弄明白了。在实验的过程中，由于要设置的参数很多，有时一个不留意就会设置错误或者漏设，导致实验的失败，拖慢了整个实验的进度。有时当自己百思不得其解的时候，同学的一句话，或者一个提示都可以令问题变得很简单，因此团体协作是非常重要的，他会另问题边简单，令你的工作得心应手。
在一个星期的实训中，我学到了很多很多。这些都是我在普通课堂中学不到的，虽然实训已经结束，但它对我的影响却是永远的。它会影响着我以后的学习与工作，为我的前进提供无尽的动力。
基于PLC的交流电机变频调速系统
目录 1 绪论 (1) 1.1课题的背景 (1) 1.1.1 电机的起源和发展............................. 错误！未定义书签。 1.1.2 变频调速技术的发展和应用..................... 错误！未定义书签。 1.2本文设计的主要内容............................... 错误！未定义书签。 2 变频调速系统的方案确定 (4) 2.1变频调速系统 (4) 2.1.1 三相交流异步电动机的结构和工作原理 (4) 2.1.2 变频调速原理 (4) 2.1.3 变频调速的基本控制方式 (5) 2.2系统的控制要求 (6) 2.3方案的确定 (6) 2.3.1 电动机的选择 (6) 2.3.2 开环控制的选择 (7) 2.3.3 变频器的选择 (7) 4 变频调速系统的硬件设计 (8) 4.1S7-200PLC (8) 4.2M ICRO M ASTER420变频器 (8) 4.3外部电路设计 (9) 4.3.1 变频开环调速 (9) 4.3.2 数字量方式多段速控制 (11) 4.3.3 PLC、触摸屏及变频器通信控制 (12) 5 变频调速系统的软件设计 (14) 5.1编程软件的介绍 (14)
5.2变频调速系统程序设计 (15) 6 触摸屏的设计 (23) 6.1触摸屏的介绍 (23) 6.2MT500系列触摸屏 (25) 6.3触摸屏的设计过程 (26) 6.3.1 计算机和触摸屏的通信 (26) 6.3.2 窗口界面的设计 (27) 6.3.3 触摸屏工程的下载 (31) 7 PLC系统的抗干扰设计 (33) 7.1 变频器的干扰源 (33) 7.2干扰信号的传播方式 (33) 7.3 主要抗干扰措施 (34) 7.3.1 电源抗干扰措施 (34) 7.3.2 硬件滤波及软件抗干扰措施 (34) 7.3.3 接地抗干扰措施 (34) 结论 (36) 致谢 ................................................ 错误！未定义书签。参考文献 .. (37)
交流异步电动机变频调速系统设计样本
中南大学 《工程训练》 ——设计报告 设计题目：异步电机变频调速 指引教师：黎群辉 设计人：冯露 学号： 专业班级：自动化0906班 设计日期：9月
交流异步电动机变频调速系统设计 摘要 近年来,交流电机变频调速及其有关技术研究己成为当代电气传动领域一种重要课题,并且随着新电力电子器件和微解决器推出以及交流电机控制理论发展，交流变频调速技术还将会获得巨大进步。 本文对变频调速理论，逆变技术，SPWM产生原理进行了研究，在此基本上设计了一种新型数字化三相SPWM变频调速系统，以8051控制专用集成芯片 SA4828为控制核心，采用IGBT作为主功率器件，同步采用EXB840构成IGBT驱动电路，整流电路采用二极管，可使功率因数接近1，并且只用一级可控功率环节，电路构造比较简朴。 V控制，同步，软件程序使得参数输入和变频器运营方式变本文在控制上采用恒 f 化极为以便，新型集成元件采用也使得它开发周期短。 此外，本文对SA4828三相SPWM波发生器使用和编程进行了详细简介，完毕了整个系统控制某些软硬件设计。 V控制，SA4828波形发生器 核心字:变频调速，正弦脉宽调制， f
目录 摘要................................................ 错误!未定义书签。 1.1 研究目与意义 (1) 1.2本次设计方案简介 (2) 1.2.1 变频器主电路方案选定 (2) 1.2.2 系统原理框图及各某些简介 (3) 1.2.3 选用电动机原始参数 (4) 2交流异步电动机变频调速原理及办法 (5) 2.1 异步电机变频调速原理 (5) 2.2 变频调速控制方式及选定 (6) V比恒定控制 (6) 2.2.1 f 2.2.2 其他控制方式................................ 错误!未定义书签。3变频器主电路设计. (13) 3.1 主电路工作原理 (13) 3.2 主电路各某些设计 (13) 3.3. 采用EXB840IGBT驱动电路 (15) 4控制回路设计 (16) 4.1 驱动电路设计 (16) 4.2 保护电路......................................... 错误!未定义书签。 4.2.1 过、欠压保护电路设计........................ 错误!未定义书签。 4.2.2 过流保护设计................................ 错误!未定义书签。 4.3 控制系统实现 (19) 5变频器软件设计....................................... 错误!未定义书签。 5.1 流程图 (22)
(交流电机变频调速系统设计)
机电传动与控制课程综合训练三 一、综合训练项目任务书 综合训练项目：交流电机变频调速系统 目的和要求：加强对交流变频调速系统及变频器的理解；应用交流变频调速系统及变频器解决交流电机变频调速问题。提高分析和解决实际工程问题的能力。促成“富于探索精神，具有较强的自学能力、开拓创新意识和敏锐的观察事物以及分析处理事物的能力”的目标实现。 成果形式：交流电机变频调速系统设计说明书。 相关参数：参看《机电传动控制》（第五版），冯清秀等编著，华中科技大学出版社，P291~316。 一、综合训练项目设计内容 1.变频调速系统 1.1 三相交流异步电动机的结构和工作原理 三相交流异步电动机是把电能转换成机械能的设备。一般电动机主要由两部分组成：固定部分称为定子，旋转部分称为转子。三相交流异步电动机的工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律和电磁力定律等基础上的。当磁极沿顺时针方向旋转，磁极的磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。电动势的方向由右手定则来确定。因为运动是相对的，假如磁极不动，转子导条沿逆时针方向旋转，则导条中同样也能感应出电动势来。在电动势的作用下，闭合的导条中就产生电流。该电流与旋转磁极的磁场相互作用，而使转子导条受到电磁力，电磁力的方向可用左手定则确定。由电磁力进而产生电磁转矩，转子就转动起来。 1.2 变频调速原理 变频器可以分为四个部分，如图1.1所示。 通用变频器由主电路和控制回路组成。给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，称为主电路。主电路包括整流器、中间直流环节（又称平波回路）、逆变器。
图1.1 变频器简化结构图 ⑴整流器。它的作用是把工频电源变换成直流电源。 ⑵平波回路（中间直流环节）。由于逆变器的负载为异步电动机，属于感性负载。无论电动机处于电动状态还是发电状态，起始功率因数总不会等于1。因此，在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换，这种无功能量要靠中间直流环节的储能元件—电容器或电感器来缓冲，所以中间直流环节实际上是中间储能环节。 ⑶逆变器。与整流器的作用相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率。逆变器的结构形式是利用6个半导体开关器件组成的三相桥式逆变器电路。通过有规律的控制逆变器中主开关的导通和断开，可以得到任意频率的三相交流输出波形。 ⑷控制回路。控制回路常由运算电路，检测电路，控制信号的输入、输出电路，驱动电路和制动电路等构成。其主要任务是完成对逆变器的开关控制，对整流器的电压控制，以及完成各种保护功能。控制方式有模拟控制或数字控制。 2.系统的控制模型 本系统的结构如图1.2所示。
交流异步电动机变频调速系统
摘要 现在流行的异步电动机的调速方法可分为两种：变频调速和变压调速，其中异步电动机的变频调速应用较多，它的调速方法可分为两种：变频变压调速和矢量控制法，前者的控制方法相对简单，有二十多年的发展经验。因此应用的比较多，目前市场上出售的变频器多数都是采用这种控制方法。本设计采用恒压变频调速并在MTALAB运行环境下进行仿真设计并运行仿真模型得出结论。 关键词:交流调速系统, 异步电动机, PWM技术MATLAB.....
目录 摘要................................ 错误！未定义书签。第一章前言.......................... 错误！未定义书签。 1.1 设计的目的和意义................. 错误！未定义书签。 1.2变频器调速运行的节能原理......... 错误！未定义书签。第二章交流异步电动机............... 错误！未定义书签。 2.1交流异步电动机变频调速基本原理 ... 错误！未定义书签。 2.2变频变压（VVVF）调速时电动机的机械特性 (6) 2.3变压变频运行时机械特性分折 (7) 第三章变频技术简介和控制方法 (11) 3.1 变频调速技术简介 (11) 3.2变频器工作原理及分类 (12) 3.3 交流调速的基本控制方法 (18) 3.4脉冲宽度调制（PWM）技术 (21) 第四章异步电动机变频调速系统设计的仿真和实现 (24) 4.1 MATLAB的编程环境 (24) 4.2仿真结果 (29) 结论 (30) 致谢.............................. 错误！未定义书签。参考文献............................ 错误！未定义书签。
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）
交流异步电动机变频调速系统设计
湖南工程学院应用技术学院毕业设计说明书 目：题 专业班级：号：学学生姓名： 完成日期： 指导教师： 评阅教师：
2011 年 6 月
院术学学院应用技湖南工程务任书（论文）毕业设计 设计（论文）题目：交流异步电机的调速控制系统设计 姓名专业班级学号 指导老师职称教研室主任 一、基本任务及要求： 主要设计完成可控硅交流调压调速系统的设计，主要完成： （1）交流调压调速的原理和调压调速的静、动态性能分析； （2）系统组成与工作原理； （3）主电路与控制电路设计； （4）元器件选型及参数计算； （5）软件设计； （6）系统应用与调试说明。 二、进度安排及完成时间： （1）第一至第三周：查阅资料,撰写文献综述和开题报告。 （2）第四周至第五周：毕业实习。 （3）第六周至第七周：交流调压调速的原理和调压调速的静、动态性能分析。 （4）第八周至第九周：系统组成与工作原理；主电路与控制电路设计。
（5）第十周至第十二周：元器件选型及参数计算；软件设计；系统应用与调试说明。 （6）第十三周至第十五周：撰写毕业设计论文。 （7）第十六周：毕业设计答辩 目录 摘 要 .................................................................. .... I ABSTRACT ............................................................ ..... II 第1章绪 论 (1) 1.1 变频调速技术简介 ................................................. 1 1.2 变频器的发展现状和趋 势 (2) 1.2.1 变频器的发展现状 ............................................. 2 1.2.2 变频器技术的发展趋势 ......................................... 2 1.2 研究的目的与意义 ................................................. 3 1.3 本次设计方案简 介 (4) 1.3.1 变频器主电路方案的选定 ....................................... 4 1.3.2 系统原理框图及各部分简介 ..................................... 5 1.3.3 选用电动机原始参数 ........................................... 6 第2章交流异步电动机变频调速原理及方 法 (7)
三相交流电动机变频调速系统的设计
3学校代码：11517 学号：200807111158 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 毕业论文 题目三相交流电动机变频调速系统的设计学生姓名徐全县 专业班级电气工程及其自动化一班 学号200807111158 系（部）电气信息工程系 指导教师(职称)梅杨（教授） 完成时间 2012 年 5 月 29 日
河南工程学院论文版权使用授权书 本人完全了解河南工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交论文的印刷本和电子版本；学校有权保存论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名： 年月日
河南工程学院毕业设计(论文)原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 年月日
毕业设计（论文）任务书 题目三相交流电动机变频调速系统的设计 专业电气工程及其自动化学号200807111158姓名徐全县 主要内容、基本资料、主要参考资料等: 主要内容： 在设计时充分考虑变频器输出电压和电流中所包含一系列的高次谐波给电机性能带来的不利影响，这包括对电机的额定电流、功率因数、损耗及效率的影响。变频器在三相异步电动机变频调速中的应用及调速原理，其中包括转速调节，电流调节和系统保护。同时主要介绍单片机在三相交流异步电动机变频调速系统方面的应用，而且用单片机设计出控制三相交流异步电动机变频调速SPWM波发生器的硬件电路和汇编语言软件应用程序。 基本要求： 三相交流电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，的道理广泛的应用，其主要缺点是调速空难。正由于此，通过此课程设计，实现三相异步电动机的变频调速控制与应用。 参考资料： [1] 刘仲如，《变频调速三相异步电动机的设计特点》[M]机电技术2003年 [2] 刘震，《PLC在三相交流异步电动机变频调速中的应用》[M]工矿自动化 [3] 陈炎，《变频器在交流电动机调速系统中的应用》[J]工矿自动化2003完成期限： 指导教师签名： 专业负责人签名： 2012年 2 月 22 日
三相异步电动机变频调速系统设计及仿真
天津职业技术师范大学 课程设计说明书题目：三相异步电动机变频调速系统设计及仿真 指导老师： 班级：机检1112班 组员
天津工程师范学院 课程设计任务书 机械工程学院机检1112 班学生 课程设计课题： 三相异步电动机变频调速系统设计及仿真 一、课程设计工作日自 2015 年 1 月 12 日至 2015 年 1 月 23 日 二、同组学生： 三、课程设计任务要求（包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时 间、主要参考资料等）： 1、目的和意义 交流调速是一门重要的专业必修课，它具有很强的实践性。为了加深对所学课程（模拟电子技术、数字电子技术、电机与拖动、电力电子变流技术等）的理解以及灵活应用所学知识去解决实际问题，培养学生设计实际系统的能力，特开设为期一周的课程设计。 2、具体内容 写出设计说明书，内容包括： （1）各主要环节的工作原理； （2）整个系统的工作原理（包括启动、制动以及逻辑切换过程）； （3）调节器参数的计算过程。 2．画出一张详细的电气原理图； 3．采用Matlab中的Simulink软件对整个调速系统进行仿真研究，对计算得到的调节 器参数进行校正，验证设计结果的正确性。将Simulink仿真模型，以及启动过程中的电流、转速波形图附在设计说明书中。 4、考核方式 1．周五采用口试方式进行考核（以小组为单位），成绩按百分制评定。其中小组分数占60%，个人成绩占40%（包括口试情况和上交材料内容）； 2．每天上午8:30--11:30在综合楼226房间答疑。 五、参考文献 1、陈伯时．电力拖动自动控制系统----运动控制系统（第3版）．机械工业出版社，2003 指导教师签字：教研室主任签字：
交流异步电动机变频调速系统设计.
湖南工程学院应用技术学院 毕业设计说明书题目： 专业班级： 学生姓名：学号： 完成日期： 指导教师： 评阅教师： 2011 年 6 月
湖南工程学院应用技术学院 毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目：交流异步电机的调速控制系统设计 姓名专业班级学号 指导老师职称教研室主任 一、基本任务及要求： 主要设计完成可控硅交流调压调速系统的设计，主要完成： （1）交流调压调速的原理和调压调速的静、动态性能分析； （2）系统组成与工作原理； （3）主电路与控制电路设计； （4）元器件选型及参数计算； （5）软件设计； （6）系统应用与调试说明。 二、进度安排及完成时间： （1）第一至第三周：查阅资料,撰写文献综述和开题报告。 （2）第四周至第五周：毕业实习。 （3）第六周至第七周：交流调压调速的原理和调压调速的静、动态性能分析。 （4）第八周至第九周：系统组成与工作原理；主电路与控制电路设计。 （5）第十周至第十二周：元器件选型及参数计算；软件设计；系统应用与调试说明。 （6）第十三周至第十五周：撰写毕业设计论文。 （7）第十六周：毕业设计答辩
目录 摘要...................................................................... I ABSTRACT ................................................................. II 第1章绪论.. (1) 变频调速技术简介 (1) 变频器的发展现状和趋势 (2) 变频器的发展现状 (2) 变频器技术的发展趋势 (2) 研究的目的与意义 (3) 本次设计方案简介 (4) 变频器主电路方案的选定 (4) 系统原理框图及各部分简介 (5) 选用电动机原始参数 (6) 第2章交流异步电动机变频调速原理及方法 (7) 三相异步电机工作的基本原理 (7) 异步电机的等效电路 (7) 异步电动机的转矩 (9) 异步电动机的机械特性 (9) 异步电机变频调速原理 (10) 变频调速的控制方式及选定 (11) 压频比恒定控制 (11) 其它控制方式 (16) 第3章变频器主电路设计 (18) 主电路的工作原理 (18) 主电路各部分的设计 (18) 变频器主电路设计的基本工作原理 (20) 主电路参数计算 (22) IGBT及驱动模块介绍 (22) IGBT简介及驱动要求 (22) EXB840的内部结构 (24) 采用EXB840的IGBT驱动电路 (26) 第4章控制回路设计 (27) 驱动电路设计 (27) SPWM调制技术简介 (27)
基于单片机的交流电机变频调速系统的设计__毕业论文设计
基于单片机的交流电机变频调速系统的设计 【摘要】本课题主要是研究电压型三相交流SPWM变频技术的基本原理、实现方法及软硬件设计，完成系统的软硬件设计。要求完成内容主要有：1、变频调速技术基本原理2、变频调速基本原理3、控制方案确定4、软件与硬件设计。涉及的主要相关知识：电力电子及运动控制、微机控制。在通常情况下交流异步电动机用作调速机时，它的控制电路复杂，系统的效率较低。采用单片机微机控制的交流异步电动机变频调速系统使起控制电路大为简化，使用正弦脉宽调制（SPWM）驱动，系统效率也有所提高。交流异步电动机的变频调速，实际中多采用脉冲宽度调制（PWM），完成调频和调压两种功能。用单片机实现（PWM）来控制可使调节灵活，电路简化。本设计采用的MCS51系列的单片微机控制PWM。 传统的交流变频调速系统由正弦波和锯齿波相交产生所需的脉宽调制波实现恒压额比的变频调速控制。这种系统由于采用模拟控制，设备复杂、调整困难，且控制精度低，可靠性差，因而限制了这种系统的应用。与上述传统的系统相比，本系统具有如下特点：采用新型大规模专用集成电路产生脉宽调制波，使波形稳定，精度和可靠性显著增加。以单片机8031CPU为核心的全数字控制．电路简单，调整迅速，进一步提高了控制精度。 【关键词】电压型三相PWM整流器；变频调速；单片机；交流电机
【A B S T R A C T】Focus is Studying SPWM three-phase voltage-type AC inverter with the fundamental principles in this paper, and designing the methods and software and hardware, and complete system software and hardware. The main completion on: 1.the basic principles of VVVF technology 2. the basic principles of Frequency Control, 3.the control scheme for the 4.software and hardware design. The main relevant knowledge: power electronics and motion control, computer control. Under normal circumstances in exchange for motor asynchronous speed machine, it's complicated control circuits, the system's efficiency is low. SCM using computer control the exchange of asynchronous motor Frequency Control System that has greatly simplified control circuit, the use of SPWM (SPWM) drive, the system has improved efficiency. Induction Motor Frequency Control, in the actual use of pulse width modulation (PWM), and completed FM Surge two functions. To achieve single-chip microprocessor (PWM) to control can adjust flexibly, to simplify circuit. This design by the MCS51 series of single-chip microprocessor achives PWM control。 The traditional exchange of Frequency Control System from the intersection of a sine wave and the sawtooth PWM wave of constant pressure to achieve than the frequency for arrest control. As a result of this analog control system, equipment complex and difficult adjustment, and low-precision control, reliability poor, thus limiting the application of such a system. With the traditional systems, this system has the following characteristics: a new type of large-scale ASIC PWM wave, the wave stability, accuracy and reliability of a significant increase in SCM (8031 CPU as the core of digital control. Circuit simple to adjust quickly to further enhance the control accuracy. 【Key words】Three-Phase PWM voltage rectifier, Frequency Control, SCM, AC motor, computer control
异步电动机变频调速系统的设计与仿真..
} 异步电动机变频调速系统的设计与仿真 1. 异步电动机概述 交流电动机，主要指笼式异步电动机和同步电动机。它主要用于不需要变速的电力传动系统中，其原因是:1)不论是异步电动机还是同步电动机，唯有改变定子供电频率调速最为方便，而且可以获得优异的调速特性。而大容量的变频电源却在长时期内没有得到很好的解决。(2)异步电动机和直流电动机不同，它只有一个供电回路定子绕组，致使其速度控制比较困难，不像直流电动机那样通过控制电枢电压或控制励磁电流均可方便地控制电动机的转速。 然而，自20世纪50年代末开始，电气传动领域中进行着一场重要的技术革命一将原来只用于恒速传动的交流电动机实现速度控制，以取代制造复杂、价格昂贵和维护麻烦的直流电动机。随着电力电子器件及微电子技术的不断进步以及现代控制理论向交流电气传动领域的渗透，现在从数百瓦的伺服系统到数万千瓦的特大功率高速传动系统;从一般要求的小范围调速传动到高精度、快响应和大范围的调速传动;从单机传动到多机协调运转，几乎都可采用交流调速传动。交流调速传动的客观发展趋势己表明，它完全可以直流传动相媲美、相抗衡，并有取代的趋势。 异步电机可以采用调压调速、改变极对数调速、串电阻调速、变频调速等。在交流调速诸多方式中，变频调速是最有发展前途的一种交流调速方式，也是交流调速的基础和主干内容。变频装置有交一直一交系统和交一交系统两大类。交一直一交系统在传统电压型和电流型变频器的基础上正向着脉宽调制(PWM)型变频器和多重化技术方向发展，而交一交变频器应用于低速大容量可逆系统有上升趋势现代电力电子、微电子技术和计算机技术的飞速发展，以及控制理论的完善、各种工具的日渐成熟，尤其是专用集成电路、DSP和FPGA近年来令人瞩目的发展，促进了交流调速的不断发展。目前异步电机变频调速控制己经成为一门集电机、电力电子、自动化、计算机控制和数字仿真为一体的新兴学科。 2. 异步电机数学模型 异步电机的动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。基于稳态数学模型的异步电机调速系统虽然能够在一定范围内实现平滑调速，要实现
三相异步电动机变频调速系统设计及仿真
天津职业技术师大学 课程设计说明书题目：三相异步电动机变频调速系统设计及仿真 指导老师： 班级：机检1112班 组员
天津工程师学院 课程设计任务书 机械工程学院机检1112 班学生 课程设计课题： 三相异步电动机变频调速系统设计及仿真 一、课程设计工作日自2015 年 1 月12 日至2015 年 1 月 23 日 二、同组学生： 三、课程设计任务要求（包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时 间、主要参考资料等）： 1、目的和意义 交流调速是一门重要的专业必修课，它具有很强的实践性。为了加深对所学课程（模拟电子技术、数字电子技术、电机与拖动、电力电子变流技术等）的理解以及灵活应用所学知识去解决实际问题，培养学生设计实际系统的能力，特开设为期一周的课程设计。 2、具体容 写出设计说明书，容包括： （1）各主要环节的工作原理； （2）整个系统的工作原理（包括启动、制动以及逻辑切换过程）； （3）调节器参数的计算过程。 2．画出一详细的电气原理图； 3．采用Matlab中的Simulink软件对整个调速系统进行仿真研究，对计算得到的调节器参数进行校正，验证设计结果的正确性。将Simulink仿真模型，以及启动过程中的电流、转速波形图附在设计说明书中。 4、考核方式 1．周五采用口试方式进行考核（以小组为单位），成绩按百分制评定。其中小组分数占60%，个人成绩占40%（包括口试情况和上交材料容）； 2．每天上午8:30--11:30在综合楼226房间答疑。 五、参考文献 1、伯时．电力拖动自动控制系统----运动控制系统（第3版）．机械工业，2003 指导教师签字：教研室主任签字：
变频器对电动机调速控制
变频器对电动机调速控制
变频器对电动机调速控制 摘要：变频调速可以使用标准电机如不需维护的笼型电动机，可以连续调速，改变转速方向可通过电子回路改变相序实现。其优点是启动电流小，加减速度可调节，电机可以高速化和小型化，防爆容易，保护功能齐全等，随着控制技术和电力电子技术的发展，变频调速技术的应用越来越广泛。由于PLC的功能强大、使用容易、可靠性高，常常被用来作为现场数据的采集和设备的控制。组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具，在工控机上可开发出友好的人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行“智能化”控制。电动机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性能和起制动平稳性能、高性能、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。利用组态软件实现变频器的参数设置，在现场进行电机的启动、停止及增减速等的操作。 关键字：PLC；变频器；变频调速；组态软件
目录 第一章、概述 (1) 1.1 交流调速的发展概况 (1) 1.2 变频器技术的发展趋势 (2) 1.3 PLC技术的发展概况 (3) 第二章电动机变频调速系统 (3) 2.1 变频器简介 (3) 2.1.1 变频器的工作原理 (3) 2.1.2 变频器的构成与功能 (4) 2.2变频器的控制方式 (5) 2.3 变压变频调速的基本控制方式 (7) 第三章交流异步电动机变频调速原理及方法 (9) 3.1 三相异步电动机的基本原理 (9) 3.2 异步电动机变频调速原理 (9) 第四章硬件与软件的选择 (11) 4.1 硬件设计 (11) 4.1.1 变频器的选择 (11) 4.1.2 变频器参数的设置 (14) 4.1.3 3.1.2FR-S500基本功能参数一览表 (16) 4.1.4 PLC的选择 (17) 4.2 软件设计 (19) 4.2.1 工程设备配置 (19) 4.2.2 创建监控画面 (19) 4.2.3 数据库 (21) 4.2.4 画面命令语言 (22) 总结 (24) 致谢 (25) 参考文献 (25)
交流调速系统与变频器应用习题答案2016
第1章绪论 1-1 直流调速系统有那些缺点? 答：（1）：直流电动机结构复杂，成本高，故障多，且维修困难。 （2）：使用场合受到限制，易燃易爆易腐蚀等恶环境不适用。 （3）：直流电动机换向器的换向能力限制了单机容量及最高转速。 1-2．交流调速系统的应用领域主要有哪几方面? 答：（1）：以节能为目的，改恒速为调速的交流调速系统。 （2）：高性能交流调速系统和伺服系统。 （3）：特大容量，极高转速的交流调速系统。 （4）：取代热机、液压、气动控制的交流调速系统以及取代直流调速的交流调速系统。 1-3．交流调速系统按电动机参变量可分为哪几种类型? 答：（1）：变级调速 （2）：变转差率调速 （3）：变频调速 1-4．变频调速系统有哪些优点? 答：调速范围大、稳定性能好、可靠性高、运行效率高、功率因数高、节电效果显著。 1-5．简述通用变频器的发展方向 答：提高控制性能、减少装置体积、模块化、网络化、智能化。 第2章异步电动机调压调速系统 2-1 交流异步电动机有哪些调压调速方法，各自的特点如何？ 答：1）定子串电抗器调压调速。 特点：控制铁心电感的饱和程度改变串联阻抗，体积重量大。 2）串自耦变压器调压调速。 特点：应用于小容量电机，体积重量大。 3）晶闸管组成的交流调压器实现的调压调速。 特点：体积小、重量轻、惯性小且控制方便、损耗低。 2-2 电磁转差离合器调速系统输出轴的转速能否与原动机的转速相等？为什么？如果要改变输出轴的旋转方向，如何实现？ 答：不能相等。因为如果相等磁极和电枢间没有相对运动，转矩没有了，磁极的转速不能维持。如果要改变输出轴的旋转方向，可通过改变电枢的旋转方向（即原动机的旋转方向）来实现。 2-3简述交流调压调速系统的优缺点和适用场合。
交流电动机变频调速方法研究资料
题目：交流电动机变频调速方法研究学习中心：四川南充奥鹏学习中心层次：专升本 专业：电气工程及其自动化 学号：14614380109 学生：董赞辉
一、绪论 （一）变频调速技术简介。 变频调速技术是一种以改变交流电动机的供电频率来 达到交流电动机调速目的的技术。电机有直流电机和交流电机。直流机调速容易实现，性能好，因此过去生产机械的调速多用直流电动机。但直流电机由于采用直流电源，它的滑环和碳刷要经常拆换，故费时费工，成本高，给人们带来太大的麻烦。因此人们希望让简单可靠廉的交流电机也像直流电动机那样调速。这样就出现了定子调速、变极调速、滑差调速、转子串电阻调速、串极调速等交流调速方式。 （二）国内研究现状。 我国是一个能源生产大国，但我国同时也是一个能源匮乏国，随着能源危机的加重，各行各业都应该实现节能减排。工矿企业作为能耗企业，如果实现节能减排则显得尤为重要。异步电动机作为这些企业的主要动力设备，所以实现异步电动机的节能就是实现企业的节能。变频器作为一种新型节能减排技术则得到了广泛的应用。 二、交流电动机调速
（一）交流变频调速技术的发展。 交流电动机的调速系统是一项以大功率电力电子器件 为基础的新型技术学科在过去的十几年间由于大功率电力 电子器件的不断出现，使交流电动机的调速技术取得了很大的发展。 1.交流电机 交流电机是用于实现机械能和交流电能相互转换的机械。由于交流电力系统的巨大发展，交流电机已成为最常用的电机。交流电机与直流电机相比，由于没有换向器，因此结构简单，制造方便，比较牢固，容易做成高转速、高电压、大电流、大容量的电机。交流电机功率的覆盖范围很大，从几瓦到几十万千瓦、甚至上百万千瓦。 2.直流电机 直流电机的结构应由定子和转子两大部分组成。直流电机运行时静止不动的部分称为定子，定子的主要作用是产生磁场，由机座、主磁极、换向极、端盖、轴承和电刷装置等组成。运行时转动的部分称为转子，其主要作用是产生电磁转矩和感应电动势，是直流电机进行能量转换的枢纽，所以
交流电机变频调速控制系统研究
交流电机变频调速控制系统研究 在我国经济快速发展的过程中，许多项目广泛应用了交流调速技术。中国许多大型的工业项目都应用了交流调速传统技术，比如，风机、水泵高压变频节能传动，高速铁路推动牵引，大型的冷轧机和热轧机交流传动，大型的船舶电力推进，以及西气东输工程中的大型压缩机传动等等。探讨了DTC（直接转矩控制）以及VC（矢量控制）的发展现状以及历史，并且对于无速度传感器、稳态特征以及两者的转矩响应进行简要分析和探讨。 标签：无速度传感器控制；转矩响应；直接转矩控制；矢量控制 前言 在市场容量逐渐提升的过程中，国际范围中各种产品的竞争越来越激烈。在产品技术竞争的过程中，直接转矩控制成为了竞争的热点。在全面展示和挖掘DTC控制前提下，被广泛宣传的DTC技术特点就是其转矩响应速度高于VC，速度在1到3ms之间，所以能够实现无速度传感器的调速控制，在速度为零时，达到满负荷输出的状态。 1 对转矩响应的分析 通过使用DTC直接转矩控制下的交流调速系统，相应的转矩响应速度要明显高于矢量控制。直接转矩控制系统中，相应的转矩阶跃响应大概在1ms左右。矢量控制系统中，相应的转矩阶跃响应在6到7ms之间。对于DTC的转矩响应为什么比矢量控制更快，一般來说，对于DTC这种控制系统，实际的定子转矩都是由相应的电机电压以及实际电流来进行计算的，为了达到相应变频器PWM 控制的要求，使用了砰-砰控制的模式，在这种系统中，并没有包含相应的电流控制环路，因此相关人员对于控制系统的关注，不能放在电压上，而需要放在电流方面，把实际的交流电流依据磁场的相应坐标轴，划分成转矩分量以及相应的磁场分量，给予针对性的控制。要把关注点放到控制电流上，对于交流电机，如果想要加快转矩响应，如果不改变磁链就需要，加快电流的变化，这就需要电压产生快速的变化。对于矢量控制系统来世，有电流调节器来控制输出电压，所以对于电流的调节会产生一定的滞后。但是，当前的适量控制系统中，可以通过调节和控制电流以及前馈电压来产生输出电压，通过前馈电压控制可以提升动态响应速度，而且可以通过精确计算模型来控制电压输出，不会产生过冲现象，而且电流处于受控范围中。DTC因为缺乏电流控制环路，所以电压能够产生过冲现象，所以电机的加速电流比较高，自然而然就能获得较快的转矩响应以及电流响应。 DTC变频器实际上具有极强的转矩响应，这是无可争议的。我国著名的清华大学对电机的实际实验报告结果也肯定的证实了相应的结论。如果真的对于转矩响应的要求非常之高，比如交流伺服传动的情况或者机车牵引的情况，就可以应用DTC技术。如果相应的场合对于转矩响应只有比较低的要求，尤其是具有
交流变频调速技术的优势与应用
交流变频调速技术的优势与应用 摘要：交流变频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。随着电力电子技术的不断发展，性能可靠、匹配完善、价格便宜的变频器会不断出现，这一技术会得到更为广泛、普遍的应用。 关键词：交流电机; 变频调速技术; 直流电机; 变频器; 交流变频调速 交流变频调速的方法是异步电机最有发展前途的调速方法。随着电力电子技术的不断发展，性能可靠、匹配完善、价格便宜的变频器会不断出现，这一技术会得到更为广泛、普遍的应用。 对于可调速的电力拖动系统，工程上往往根据电动机电流形式分为直流调速系统和交流调速系统两类。它们最大的不同之出主要在于交流电力拖动免除了改变直流电机电流流向变化的机械向器——整 流子。 20世纪70年代后，大规模集成电路和计算机控制技术的发展，以及现代控制理论的应用，使得交流电力拖动系统逐步具备了宽的调速范围、高的稳速范围、高的稳速精度、快的动态响应以及在四象限作可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面可以与直流电力拖动媲美。在交流调速技术中，变频调速具有绝对优势，并且它的调速性能与可靠性不断完善，价格不断降低，特别是变频调速节电效果明显，而且易于实现过程自动化，深受工业行业的青睐。 1.交流变频调速的优异特性
(1)调速时平滑性好，效率高。低速时，特性静关率较高，相对稳定性好。 (2)调速范围较大，精度高。 (3)起动电流低，对系统及电网无冲击，节电效果明显。 (4)变频器体积小，便于安装、调试、维修简便。 (5)易于实现过程自动化。 (6)必须有专用的变频电源，目前造价较高。 (7)在恒转矩调速时，低速段电动机的过载能力大为降低。 2.与其它调速方法的比较 交流电动机的调速方法有三种：变极调速、改变转差率调速和变频调速。其中，变频调速最具优势。这里仅就交流变频调速系统与直流调速系统做一比较。 在直流调速系统中，由于直流电动机具有电刷和整流子，因而必须对其进行检查，电机安装环境受到限制。例如：不能在有易爆气体及尘埃多的场合使用。此外，也限制了电机向高转速、大容量发展。而交流电机就不存在这些问题，主要表现为以下几点： 第一，直流电机的单机容量一般为12-14MW，还常制成双电枢形式，而交流电机单机容量却可以数倍于它。 第二，直流电机由于受换向限制，其电枢电压最高只能做到一千多伏，而交流电机可做到6-10kV。第三，直流电机受换向器部分机械强度的约束，其额定转速随电机额定功率而减小，一般仅为每分钟数百转到一千多转，而交流电机的达到每分钟数千转。第四，直流电