《变频技术》实验部分
异步电动机变频调速实验
异步电动机变频调速实验
一、实验目的
1. 掌握异步电动机变频调速原理；
2. 熟悉SVF 系列变频器的使用方法；
3. 加深理解变频调速机械特性。
二、实验内容
测定闭环变频调速机械特性。
三、实验线路
四、变频器操作步骤
1. 变频器面板RUN/STOP 开关置于STOP 位置；
2. 逆时针旋转面板的频率设置按钮FREQSET ，转至最低频率；
3. 电源送至变频器预工作，此时频率显示00；
4. 将变频器面板RUN/STOP 开关置于RUN 位置；
5. 稍微转动FREQSET 按钮，使电动机开始旋转，然后按下表调节，测出转速5-6点。
五、实验步骤和方法
～
～
1. 电源通过三相变压器输出380伏电压输入至变频器R1和T1端，使变频器内部先工作（即合上开关Q1）；
2. 将开关Q2闭合，然后再将开关Q3合上接通异步电动机。
调节变频器频率至表中所要求点；
3. 在相同频率下调节励磁电流，使测功机转矩为给定大小，测出转速，改变转矩（20%，40%，60%，0%）T N，测出不同转速填入表格。
4. 改变频率f=（60，55，50，40，30，20）Hz，重做步骤3；
六、实验报告
1. 画出给定负载时的变频调速曲线；
2. 画出不同频率时电机的机械特性曲线。
七、思考题
1. 频率变化时机械特性硬度如何变化？为什么？
2. 根据机械特性分析低频时电动机的过载能力。
《变频技术》课程标准
《变频技术》课程标准一、课程定位本课程立足于高职高专院校教育人才培养目标，突出实用性和针对性, 从变频技术概念和基本原理入手，讲解变频技术的理论与实现方法，使学生掌握变频调速的原理以及节能方法，为解决自动控制及节能方面的问题提供一定指导。
二、课程目标(-)总体目标本课面向节电技术和新能源行业，培养与节电技术与管理专业(新能源汽车方向)相关工作所必备的知识、技术、技能，在新能源汽车领域从事生产、调试、维修、使用与管理、经营、服务需要的高端技能人才。
(-)具体目标1.素质目标（I）具有运用正确的思想、观点与方法分析和解决问题的能力。
（2）具有积极的人生态度和责任感，具有较强的社会适应能力和心理承受能力。
2.知识目标掌握变频技术的概念和基本原理，熟悉变频调速的具体方法，熟悉各种变频器的安装、调试及使用，了解变频技术的综合应用等。
3.能力目标（1）具有较强的自学能力和获得本课程信息的能力。
（2）具有电子节能产品的营销策划能力。
（3）具有变频器的安装、调试、维护和销售服务能力。
（4）具有一定的变频技术产品研发能力。
三、课程内容设计四、课程实施（-）课程团队L专任教师2至3人2,兼职教师2人左右（二）教学条件L教室要求多媒体教室2,校内实训基地PLC技术实训室3.校外实训基地（三）课程资源L教材编选吕汀、石红梅.变频技术原理与应用.机械工业出版社2016.7第3版2.参考资料宋爽、周乐挺.变频技术及其应用.高等教育出版社2008.123.信息化资源多媒体教室。
五、考核评价（-）考核方式分为理论考试（占70%）和平时成绩（30%）（二）考核标准1、理论考核（笔试,内容如下）（1）变频技术的主要类型（2）电力电子器件（3）交一直■交变频技术（4）脉宽调制技术（5）交-交变频技术（6）变频器的选择和容量计算2、平时成绩本课为考试课，平时成绩主要由考勤、作业、课堂表现等部分组成。
六、相关说明学生在学习过程中以项目的形式开展教学，在教学中完成项目的前期准备、理论分析，使学生的学习能够达到〃学习一门课程、完成一个综合项目、掌握实际的项目实施能力〃。
变频器技术及PLC实训报告
目录实训一运输带控制 (2)1.1 实训目的 (2)1.2 实训内容和控制要求 (2)1.2.1 两条运输带的控制 (2)1.2.2 三条运输带的控制 (3)1.3 I/O分配表 (4)1.4 I/O接线图 (5)1.5功能图 (6)1.6 梯形图 (7)1.7 波形图 (8)1.8 指令语句表 (9)实训二异步电动机自耦减压起动控制 (11)2.1实验目的 (11)2.2实验内容和控制要求 (11)2.3 I/O分配表 (12)2.4 I/O接线图 (12)2.5 功能图 (13)2.6 梯形图 (13)2.7 波形图 (14)2.8 指令语句表 (14)实训三液体混合控制 (15)3.1 实训目的 (15)3.2实训内容和控制要求 (15)3.2.1液体混合控制程序的调试A (15)3.2.2 液体混合控制程序的调试B (16)3.3 I/O分配表 (17)3.4 I/O接线图 (19)3.5 功能图 (20)3.6 梯形图 (21)3.7 指令语句表 (22)实训总结 (25)参考文献 (27)实训一运输带控制1.1 实训目的熟悉S7-200系列PLC的指令，用经验设计法编写简单的梯形图程序。
1.2 实训内容和控制要求两条运输带循序相连（见图1-1）为了避免运送的物料在1号运输带上堆积，按下起动按钮I0 .0,1号运输带开始运行，5s后2号运输带自动起动。
停机的顺序与起动的顺序刚好相反，即按了停止按钮I0.1后，先停2号运输带，5s后停1号运输带。
PLC通过交流接触器KM1和KM2控制两台电动机M1和M2。
图1-3是PLC的外部接线图，SB1和SB2分别是起动按钮和停止按钮。
梯形图程序如图1-7所示，图1-9是程序中各变量的波形图。
将程序下载到PLC后运行程序。
用接在输入端子I0.0的小开关发出起动信号，观察Q0.0是否变为1状态，5s后Q0.1是否能自动变为1状态。
用接在输入端子I0.1的小开关发出停止信号，观察Q0.1是否马上变为0状态，5s后Q0.0是否自动变为0状态。
《变频器控制技术》课件及部分习题答案 (5)
（3）当要求变频器输入端的功率因数 提高到0.93时；
（4）当变频器接入到大容量供电变压 器上时（大于550kW以上），需要 配置直流电抗器。
图7-1
7.1 变频调速系统作用主要有 三个方面：
（1）、减小输出侧的电压上升率 ，从而延长电动机的使用寿命；
第七章 变频调速系统的设计、安装与维护
知识目标： 1、掌握变频调速系统主电路的结构及各部分作用。 2、掌握变频器控制方式的选择的方法。 3、掌握变频器选择时容量的计算方法。 4、掌握变频调速系统外围元器件的选择方法。 5、掌握变频调速系统典型控制电路的分析方法。 6、掌握变频器抑制各种干扰的措施。 7、掌握变频器安装过程中的各种要求及调试方法。
7.2 变频器的选择——变频器容量的计算
7.2.2 变频器容量的计算
遵循的基本原则是“最大电流原则”，即变频器的额定电流必须大
于电动机的额定电流或在运行过程中的最大电流。
1．连续运行场合
选择容量时要适当留有余地，一般按下式选择。
或
2、加/减速运行场合变频器容量的计算 变频器的最大输出转矩由变频器的最大输出电流决定。
能力目标： 1、能够根据不同需要选择变频器。 2、能够根据不同需要选择变频调速系统的外围元器件。 3、会设计变频调速系统的控制电路。 4、能够安装与调试变频调速系统。
7.1 变频调速系统主电路的结构
变频器调速系统的主电路 是指系统中实现主要控制 任务的电气回路，如图71所示。
由于变频器自身具有比较 完善的过电流和过载保护功 能，且断路器也具有过流保 护功能，所以变频调速系统 的进线侧可以不必接熔断器， 并且在变频器只拖动一台电 动机的情况下，也可不必接
《变频器技术》课程标准(教学大纲,考核标准)
课程标准《变频器技术》课程标识课程代码: 15002适用专业: 机电一体化技术等学时数: 72学分数: 4执笔人:一、课程概述1.课程性质变频技术是机电一体化专业、电气自动化专业必修课，是针对电气维修工艺员、电气设备安装维护工从事的机电设备的维护检修和试验、故障排除及维护管理工作等岗位需要的实际工作能力而设置的一门核心课程。
通过本课程的学习要求学生能够熟练掌握交流变频系统的工作原理、实现方法、机械特性、运行特点及适用场合，使学生在掌握本课程的基础上，经过实验环节有能力分析和设计交流变频系统。
本课程要求学生必须掌握本专业的必备基础理论知识和专业知识,掌握从事机电一体化专业领域实际工作的基本能力和基本技能,具有对交流变频系统的安装、调试、电气控制设备的运行与维护及故障检修等能力。
《变频技术》是3年制高职机电类专业学生必须掌握的一门理论性和实践性都很强的专业基础课，该课程的主要目标是为了提高学生选择、使用和维护变频器及电气控制设备的能力；使学生掌握变频器的结构、基本工作原理、运行特性；熟悉变频器电气控制设备的分析调试维护方法，培养学生培养学生辩证唯物主义观点、实事求是的科学态度、逻辑思维能力、分析生产实际问题和解决实际问题的能力，培养学生的团队协作、勇于创新、敬业乐业的工作作风。
在对按照工作任务要求后，设定了认识变频器、变频器的的基本运行、变频器与继电器组合控制、变频器运行与分析、变频调速应用五个学习情境。
这五个学习情境按照基于工作过程的教学模式展开教学，用六步法（资讯、计划、决策、实施、检查、评估）对每一个情境进行教学实施，有助于提高学生的动手能力、自学能力、创新能力以及岗位能力等各项素质。
2.培养目标根据3年制高职电类专业教学计划的要求，本课程应该达到以下教学目标：方法能力目标●培养学生谦虚、好学的能力。
●培养学生勤于思考、刻苦钻研、事实就是、勇于探索的良好品质。
●培养学生勤于思考、做事认真的良好作风。
《变频器技术》课程标准
《变频器技术》课程标准1课程定位变频器技术课程是理论与实践紧密结合的课程，其主要任务是：使学生了解交流调压调速系统、通用变频调速系统的调速原理;通过典型案例，加深学生对实际变频调速系统的认识；使学生学会操作通用变频器、设定变频器主要参数、排除变频调速系统中的简单故障，学会位置控制系统的组成与互连方法；培养学生的通用变频器的典型应用能力（含通用变频器的主回路、控制回路的接线、参数设定、变频器与PLC的互连方法、变频器运行异常监视和简单故障排除），为学生第一岗位使用变频器控制系统及步进、伺服控制系统打下良好的应用基础。
2.程教学目标通过本课程的学习，使学生深刻理解通用变频器的基本功能含义，掌握通用变频器的基本操作方法，了解专用变频器的工业应用，培养学生在变频器应用方面的实践能力和维修能力。
2.1知识目标1)认识变频器的操作面板。
2)掌握变频器参数设置的方法。
3)培养学生检索电气技术资料的能力、撰写技术报告的能力、实用设计创新的能力。
4)掌握变频器日常维护保养常识和故障排除的方法2.2能力目标1)能够使学生掌握变频调速技术、PLC应用技术等多学科综合知识与基本技能。
2)具备变频调速系统的设计、安装、调试、维护及设备改造的综合应用能力。
2.3素质目标1)培养学生独立思考问题、分析问题、解决问题的能力。
2)培养良好的团队合作精神和实事求是的工作作风。
3.教学内容和要求4.教学建议4.1教学方法1)项目教学法：通过完成项目达到教学做合一的学习目的。
2)实物演示法：教师在讲解过程中尽量出示实物，并进行一些演示，可提高学习效果。
4.2评价方法1)改变传统教学的评价方法，突出实施过程与项目任务评价相结合的方法，结合课堂提问、实践操作测试、项目考核等手段加强实践性教学环节的考核。
2)在教学中分项目和任务进行评分，课程结束时根据平时过程评价综合评分。
平时过程评价包括形成性评价和总结性评价。
形成性评价：在教学过程中对学生学习态度和各类作业情况进行评价。
《变频器技术及应用》阶段实操考核 试卷五
《变频器系统运行与维护》阶段一模拟试卷（5）考试班级：
题号（一）简答题
（二）实操部分
总分1 2 3 4
得分
（一）简答题（30分）
1.某拖动系统为了防止机械谐振，应避免
32HZ~36HZ之间频率的电源，如何设置变频器参
数？
2.说明P0701~P0706参数设置为15、16、17的
区别？15方式最多可以设置几段速？16方式最
多可以设置几段速？17方式最多可以设置几段
速？（15分）
（二）变频调速电路设计（70分）
考核内容：外部端子实现电动机的正反转控制，模拟量输入控制变频器实现电动机的调速。
其中要求频率给定线如图1所示。
1. 画出变频器控制的接线图，并按图接线。
（10分）
2.按照提示，设置变频器参数。
（30分）
（1）参数复位：P0003=1 ;P0010=30;P0970=1
（2）电动机的参数设置（快速调试程序）
P0010=1;P0304=220;P0305=1.93;P0307=0.37;P0310=50;P0311=1400; P3900=1
（3
开关量端子功能参数设置
模拟量对应功能参数设置
3. 电动机正转时，变频器模拟量给定低于1V时，电动机的运行方向是？模拟量给定为0V 时，电动机的运行频率为？要想使模拟量输入端子1V以下的输入时，变频器运行频率都为“0”怎么办？（10分）
4. 演示效果。
（20分）
（1）正、反转运行。
（2。
《变频器技术及应用》阶段实操考核 试卷二
《变频器系统运行与维护》阶段一模拟试卷（2）考试班级：
题号（一）简答题
（二）实操部分
总分1 2 3 4
得分
（一）简答题（30分）
1．参数P0700 的作用？列举目前所学的P0700的设定值及其对应功能的描述。
（15分）
2．写出对应图1的频率给定线对应的参数设置（15
分）
（二）变频调速电路设计（70分）
考核内容：外部端子实现电动机的多档速控制。
1. 画出变频器7速控制的接线图，并按图接线。
（10分）
2.按照提示，设置变频器参数。
（40分）
（1）参数复位
P0003=1 ;P0010=30;P0970=1
（2）电动机的参数设置（快速调试程序）
P0010=1;P0304=220;P0305=1.93;P0307=0.37;P0310=50;P0311=1400; P3900=1 （3
7
3. 演示7速切换效果。
（20分）
（1）正确操作，按顺序演示每种速度。
（2）显示每个转速。
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思考：
把更改后的数据真正地输入到变频器内部，同时变频器依照更改
效的选择）
〈3〉n21→“5Hz”要求：运行前几个实验项目，看看现象，总结一下
n21的真正作用，然后恢复成原来的初始化设置答案：设置好频率值后，频率不是从“6Hz”开始，是从“5Hz”开始。
n21的作用：设定面板设置频率时的初始值
以上设定，统一要求调整频率于面板操作
四、思考题
写出以上六个实验项目中，哪些指令指示可以在运转中直接设定，哪些必须在变频器停止后才能设置？哪些只能实现监控功能而不能实现设定功能？
答案：FREF、F/R、PRGM的部分指令以在运转中直接设定；LO/RE必须在变频器停止后才能设置，FOUT、IOUT、MNTR、PRGM部分能实现监控功能而不能实现设定功能
五、督促写实验报告，并认真地回答每一个问题。
少A？且出现最大设定值
２、（1）将n01设为“0”
优点：保证了电动机的安全，避免误操作，调频过大损坏电动机
缺点：必须按输入键方可改变电动机频率，不能监控电动机依次改变频率时电动机速度的变化情况
（2）将n01设为“1”
优点：可直接根据增加减少键改变电动机的频率，可以监控到电动机转速变化的整个过程
缺点：手误性大，可能烧毁电动机，安全保障较低
五、督促写实验报告，并认真地回答每一个问题。
2、实际时间与设置时间的关系式大于、小于、或是等于？答案：是实际时间≤设置时间
五、督促写实验报告，并认真地回答每一个问题。
3）最后，要有控制外部端口的参数设置
①n36 →“2”（默认值可以不设置）
②n37 →“8”
③n38 →“7”
④n39 →“6”（默认值可以不设置）
3、控制线的连接
要求：按二相七速配线图将控制线连接好，并写出相应端口实现的功能
4、试运行得到以下频率段的调速运行状态
（1）25Hz
（2）35Hz
（3）50Hz
5、分析运行方式如何得到以上三个频率所需按下按钮的动作过程，并
写出分析过程
答案：可以运行七个频率中的任意一个频率，电动机的运行方式只占用外部的两个输入端口，而速度段占用其余的三个输入端口。
例如
要运行40Hz这个频率的速度→即n26这个参数中的频率→对
应关系表中是“速度5”→八进制数表示为“101”→设定外
部端口参数为速段“6”与“8”→对应端口为Ｓ5与Ｓ3 →对
应按钮B与E同时按下→电动机按照40Hz速度运行
四、思考题
1、试作：若正转和反转对应按钮同时按下，出现的现象是什么？如何
解除故障？
答案：数显部分出现“EF”故障警告显示符号闪烁，同时所带电动机停止转动。
如果想要解除此警告，则可将任意一种运行状态对
应的按钮弹起，解除自锁状态，电动机即可恢复正常运行状态。
五、督促写实验报告，并认真地回答每一个问题。
（2）
（3）
5、分析以上运行方式，并写出分析过程及本功能设置参数的流程图
分析：可以运行七个频率中的三种频率，要根据设定的外部端口的参数数值来确定，电动机的运行方式强制占用外部的前三个输入端口，而速度段只能占用其余的后两个输入端口。
例如运行图2，要求
电动机在三个时间段中运行三个不同的频率，分别是：20Hz、
40Hz、50Hz →这三个频率段是n23、n25、n27 →三个参数中的
频率→对应关系表中“速度2、速度4、速度6”→八进制数
表示为“010、010、010、”→可以看出这三个八进制数中最低一
位都为“0”，那么对应的外部端口参数“6”永远处于“闭合”
状态，那么就可以不设置它，所以设定外部端口参数为数据“7”
与“8”对应端口为S5与S4（S3端口已被强制执行正反转功能）→对应按钮B与E按下→电动机分别运行20Hz、40Hz、50Hz
三个速度。
所以设置的参数可以为
①N37 “0”
②N38 “8”
③N39 “7”
注意：要遵循省略原则！！！
四、思考题
1、试作：二相三速调速，并实现时间１与时间２的切换
答案：略
五、督促写实验报告，并认真地回答每一个问题。