交流调速系统 与变频器应用(课程设计)
交流电机变频调速原理与应用
异步电动机的“多功能控制器”。
3．风机、泵类的调速节能
风机、泵类的调速节能是调压调速系统应用得最多的领域之一。
3 异步电动机变频调速基础
变频调速时s变化很小，效率最高，性能也最好。
变频调速是异步电机交流调速系统的主流。
3.1 变频时的电压控制方式及控制特性
xK
1．变频的同时为什么要变压
r1
x1
②交交变频
电 动
鼠笼式转子
调压调速
机 感应电动机
交流调压
电压源型
常规意义 同步电动机
①变频调速，他控式
②变频调速，矢量控 制
①交直交变频 （整流＋无源逆变） ②交交变频
①电流源型 ②电压源型
同 步
无换向器 电机
变频调速，自控式
电
动 机 无刷直流电动机 变频调速，自控式
开关磁阻电动机 变频调速，自控式
I1
定子每相电动势的有效值: E 14.44f1N 1kN 1 mU 1 U1
E1
x2
Im
xm
若f1↓，U1不变，则磁通Φm ↑ ，Im ↑ ↑ 。
rm
r2
I2 Er
若f1↑，U1不变，则磁通Φm↓，I不变时T ↓ 。
B m ,E1
结论：频率变化时，若不同时改变电压， 则会使电机的磁通 mN 大幅变化，这将使电机运行不正常甚至损坏电机，所以变频的
Ui
+
-
GT
U ct
+
TG
～ VVC
M 3~
Hale Waihona Puke 2.3 交流调压调速系统的制动
交调系统制动时，通常采用在定子绕组中通入直流电流（能耗制动）的方法。
变频器应用技术教案完整版
变频器应用技术教案完整版一、教学内容本节课选自《电气自动化技术》教材第四章第四节，主题为“变频器应用技术”。
主要内容包括变频器的工作原理、类型及选型、基本功能与参数设置、应用案例分析等。
二、教学目标1. 掌握变频器的工作原理及其在电气自动化系统中的应用。
2. 学会区分不同类型的变频器，并根据实际需求进行选型。
3. 了解变频器的基本功能与参数设置，能进行简单的故障排查。
三、教学难点与重点1. 教学难点：变频器的选型及参数设置。
2. 教学重点：变频器的工作原理及其在实际应用中的操作。
四、教具与学具准备1. 教具：PPT课件、实验设备（变频器、电机、控制器等）。
2. 学具：笔记本、教材、实验报告册。
五、教学过程1. 导入：通过实际案例分析，引入变频器在电气自动化系统中的应用，激发学生兴趣。
2. 理论讲解：（1）变频器的工作原理；（2）变频器的类型及选型；（3）变频器的基本功能与参数设置。
3. 实践操作：（1）演示变频器的操作过程，包括启动、停止、调速等；（2）分组进行实验，观察并记录变频器运行数据；4. 例题讲解：结合实际应用，讲解变频器选型及参数设置的步骤和方法。
5. 随堂练习：针对所学内容，设计练习题，巩固知识点。
六、板书设计1. 变频器工作原理；2. 变频器类型及选型；3. 变频器基本功能与参数设置；4. 实验数据记录与分析。
七、作业设计1. 作业题目：（1）简述变频器的工作原理；（2）举例说明变频器在实际应用中的选型方法；2. 答案：（1）见教材第四章第四节；（2）见教材第四章第四节；（3）见实验报告册。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课的教学效果，学生在实践操作中的表现等。
2. 拓展延伸：（1）了解变频器的最新技术发展趋势；（2）研究变频器在其他领域的应用，如工业生产、交通等；（3）探索变频器与物联网技术的结合，提高电气自动化系统的智能化水平。
重点和难点解析1. 变频器的工作原理；2. 变频器的选型及参数设置；3. 实践操作中的数据记录与分析；4. 作业设计中的问题及答案。
《汇川变频器实训任务书》
《交流调速系统与变频器应用》实训任务书实训项目一汇川变频器操作面板控制一、 实验目的：熟悉汇川变频器操作面板的使用 二、 实验设备：1．汇川 MD280 系列变频器 1 台 2．三相鼠笼异步电动机（120W）1 台 三、 实验步骤： 1．根据下图，正确电动机星型点，正确连接变频器的输入和输出，熟悉操 作面板按键功能。
2．实验台接通电源，变频器恢复出厂设置 FP-01=1。
3．设置电动机参数：4．设置基本运行参数 设置 F0-00=0，F0-01=0。
1《交流调速系统与变频器应用》实训任务书RUN/STOP 启动、停止电机运行；通过 “▽” 、 “ △”键调整数字设定频 率，观察电机运行速度。
5．预设频率和预设频率存储开关 F0-02=3，启动电机，调节设定频率，观 察数码管显示的设定频率。
6．修改加速时间 F0-09 和减速时间 F0-10 参数，观察电机加速过程。
7．减速停车和自由停车。
F4-10=0， 减速停车， 按照 F0-10 的减速时间停车； F4-10=1，自由停车；观察变频器启动电机和停止电机运行时，操作面板频 率显示值。
8．MF.K 键点动功能设置 F7-15=3。
9．电动机运行中，自制表格，记录两组以上的运行参数（变频器输出频率 和变频器输出电压） ，绘制 U/f 直线。
10．修改其它参数并观察效果。
四、思考题： 1、变频器运行过程中，使用上下箭头按键调节时，数码管显示的是变频器2《交流调速系统与变频器应用》实训任务书的设定频率还是输出频率？ 2、列出变频器减速停车时直流制动的相关参数？3《交流调速系统与变频器应用》实训任务书实训项目二汇川变频器多段速度运转实验一、 实验目的：熟悉汇川变频器端子有级调速的使用方法。
二、 实验设备：1．汇川 MD280 系列变频器 1 台。
2．三相鼠笼异步电动机（120W）1 台。
三、 实验步骤： 1．根据下图，正确连接电动机星型点，正确连接变频器的输入和输出，熟悉变 频器端子的功能，连接开关 COM 至变频器端子板的 COM，S1 接 DI1，S2 接 DI2，S3 连接至 DI3，S4 连接至 DI4。
课件教案 教学记录交流伺服与变频技术及应用
一、教案概述教案名称：交流伺服与变频技术及应用课时安排：45分钟教学目标：1. 让学生了解交流伺服电动机和变频调速技术的原理及应用。
2. 培养学生掌握交流伺服与变频技术的系统调试和维护方法。
3. 提高学生对交流伺服与变频技术在自动化生产领域的认识。
教学重点：1. 交流伺服电动机的工作原理。
2. 变频调速技术的原理及应用。
3. 交流伺服与变频技术的系统调试和维护方法。
教学难点：1. 交流伺服电动机转子位置的检测方法。
2. 变频调速系统中参数的设定与优化。
教学准备：1. 课件教案。
2. 交流伺服电动机和变频器设备。
3. 相关实验器材。
教学过程：1. 导入新课（5分钟）通过展示交流伺服电动机和变频器在实际应用中的图片，激发学生的学习兴趣，引出本节课的主题。
2. 讲解交流伺服电动机的工作原理（10分钟）讲解交流伺服电动机的基本结构、工作原理及转子位置的检测方法，帮助学生理解交流伺服电动机的运行机制。
3. 讲解变频调速技术的原理及应用（10分钟）讲解变频调速技术的原理、特点及应用领域，使学生了解变频调速技术在实际生产中的重要性。
4. 交流伺服与变频技术的系统调试和维护（10分钟）讲解交流伺服与变频技术的系统调试和维护方法，培养学生具备实际操作能力。
5. 课堂小结（5分钟）二、课堂练习1. 根据所学内容，简述交流伺服电动机的工作原理。
2. 列举变频调速技术的应用领域。
3. 描述交流伺服与变频技术的系统调试和维护方法。
三、课后作业1. 深入了解交流伺服电动机转子位置的检测方法，分析其优缺点。
2. 研究变频调速系统中参数的设定与优化方法，提高实际应用能力。
3. 收集交流伺服与变频技术在自动化生产领域的案例，进行课堂分享。
四、教学反思在本节课的教学过程中，教师应关注学生的学习反馈，针对学生的掌握情况，调整教学节奏和难度。
通过课堂练习和课后作业，巩固所学知识，提高学生的实际操作能力。
注重理论与实践相结合，激发学生对交流伺服与变频技术的兴趣。
变频器原理及应用课程设计
变频器原理及应用课程设计一、引言现代工业生产中，电机作为驱动设备的重要组成部分，对其控制和调节已经成为一个不可避免的问题。
而变频器是现代电机控制技术中的重要设备，其应用范围十分广泛。
本文将介绍变频器的原理及应用，帮助读者全面了解变频器的基本知识，并通过课程设计的形式，提高学生对变频器的理解和应用能力。
二、变频器的原理1. 变频器的概念变频器是一种将交流电源转换为可变频交流电源，调节电机转速的装置。
其基本原理是通过控制变频器内部的电子元器件，改变输入电源电压的频率和幅值，从而达到控制电机转速的目的。
2. 变频器的组成变频器由输入端、控制电路和输出端三部分组成。
输入端接收交流电源，控制电路通过内部电子元器件对输入电源进行调节，输出端则将调节后的交流电源输出给电机。
3. 变频器的工作原理变频器接收交流电源后，经过整流、滤波等处理，获得直流电源，再通过PWM技术控制IGBT等元器件工作状态，输出可变频率、可变幅值的交流电源，以改变电机的转速，从而实现对电机转速的精确控制。
三、变频器的应用1. 变频器在工业领域中的应用变频器被广泛应用于工业生产中的各个领域，例如水泵、风机、制冷设备、压缩机等。
通过变频器对电机进行精确控制，不仅能提高电机的效率，降低噪音，同时还能减少能耗和维护成本，提高生产效率。
2. 变频器在家用领域中的应用近年来，随着家庭电器的智能化和节能化，变频器也开始被应用于家用电器中，例如空调、洗衣机、冰箱等。
通过变频器的控制，能够提高家电的控制精度和能效，同时减少了电器噪音。
四、变频器的课程设计在理论学习的基础上，为了更好地提高学生的实践能力，本文结合实际需求，设计如下课程：1. 课程名称：变频器的基本原理及应用技术2. 课程目标：•了解变频器的基本原理和应用技术•能够掌握变频器的控制方法和参数调节技术•通过实践操作，掌握变频器在电机控制中的应用技能3. 课程安排：•第一节：变频器的基本原理及结构•第二节：变频器的控制技术和参数调节•第三节：变频器实践操作及应用技术4. 教学方法：•理论讲解：讲解变频器的基本原理和应用技术•实验操作：通过实验操作，演示变频器在电机控制中的应用技能•讨论交流：与学生进行互动讨论，了解学生对变频器的理解和应用情况，提高学生的实践能力五、结论变频器是现代电机控制技术的重要设备，具有广泛的应用价值，带动了工业生产和家庭电器的智能化和节能化发展。
变频器技术课程设计
变频器技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握变频器技术的基本原理，理解变频器在电机控制中的应用和重要性。
2. 使学生了解变频器的电路构成、工作过程及主要参数设置，能结合实际案例分析其功能和应用。
3. 引导学生掌握变频调速的原理，学会进行简单的变频器编程和调试。
技能目标：1. 培养学生运用变频器技术解决实际问题的能力，能进行简单的系统调试和故障排查。
2. 提高学生的动手操作能力，使其能独立完成变频器的安装、调试和运行。
3. 培养学生团队协作和沟通能力，能在小组项目中共同解决问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对变频器技术及相关工程领域的兴趣，激发其学习热情。
2. 引导学生树立安全意识，遵循工程实践中的规范操作，养成良好的工程素养。
3. 培养学生具备节能环保意识，理解变频器技术在实际应用中对节能减排的意义。
分析课程性质、学生特点和教学要求：本课程为实践性较强的课程，旨在培养学生的动手操作能力和实际问题解决能力。
学生处于中等职业学校或技工学校年级，具备一定的电工电子基础知识和技能。
教学要求注重理论与实践相结合，以学生为主体，充分调动学生的积极性、主动性和创造性。
二、教学内容1. 变频器技术基本原理：介绍变频器的工作原理、电路构成，重点讲解变频器的调制方式、逆变器的工作过程。
教材章节：第一章 变频器技术概述2. 变频器的主要参数设置：学习变频器的各项参数设置，如频率、电压、电流等，以及如何根据实际需求进行参数调整。
教材章节：第二章 变频器参数设置与调整3. 变频调速原理：讲解变频调速的基本原理，分析调速方法及其优缺点。
教材章节：第三章 变频调速原理4. 变频器编程与调试：学习变频器的编程方法，掌握基本的调试技巧，了解故障排除方法。
教材章节：第四章 变频器编程与调试5. 变频器在实际应用案例分析：分析变频器在工业、农业、日常生活等领域的应用案例，了解其节能减排效果。
教材章节：第五章 变频器应用案例分析6. 实践操作：安排学生进行变频器安装、调试、运行等实践操作，提高学生的动手能力。
基于变频器的交流调速系统的实验设计
交流 变频 调 速技 术具 有集 成度 高 ， 制稳定 ， 控 环
控 制 电路组 态 灵活 ， 过 ＢＣ （ 通 Ｉ Ｏ 二进 制 互联 连 接 ） 技 术 ， 供 了强 大 而灵 活 的内部互 联 功能 ， 提 能够 十分
保 节 能等 特点 ， 已被 广 泛应 用 于各 种控 制领 域 ， 其在 自动 化专 业 “ 动 控 制 系 统 ” 程 中 也 占有 很 重 要 运 课
熟 悉 Ｖ Ｆ开 环调 速 系统控 制 特性 ， ／ 掌握 电机模 型 的“ 静止状 பைடு நூலகம் 电机 辨 识 ”方 法 ， 习通 过 ＢＣ 技 学 ＩＯ 术 与 Ｄ Ａ输 出端 口， 察参 数变 化 对 系统 调 速性 能 ／ 观 的影 响 ， 量 Ｖ Ｆ控 制 曲线 。图 １为 Ｐ ２ ４ Ｖ（ 测 ／ ３ ５＝ ０ ｆ
关键词 ：交流调 速系统 ；变频器 ；西 门子 ６ Ｅ ０ Ｓ ７
中图 分 类 号 ：Ｐ７ Ｔ２６ 文献 标 识 码 ： Ｂ ｄｉ１． ９ ９ｊｉ ｎ １７ — ３ ５ ２ １ ．４ ０ ８ ｏ：０ ３ ６ ／．ｓ ．６ ２ ４ ０ ．０ ０ ０ ．２ ｓ
Ｄｅ ｉｎ ｏ ｈ ｘ ｅ ｉ ｎ ｆｔ ｅ ＡＣ ｓ ｅ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｗｉ ｎ ｅ ｔｒ ｓｇ ｎ ｔ ｅ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｈ ｐ ｅ ｏ ｔｏ ｙ ｔｍ ｔ ｉ ｖ ｒｅ ｈ
调速系统课程设计
调速系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解调速系统的基本概念，掌握其工作原理和关键组成部分。
2. 学生能够描述不同类型的调速系统，并分析其优缺点及适用场合。
3. 学生能够运用物理和数学知识解释和分析调速系统中的速度、加速度和力的关系。
技能目标：1. 学生能够运用图表、计算和模拟等方法，进行调速系统的设计和分析。
2. 学生能够运用实验设备，进行调速系统的搭建和调试，解决实际问题。
3. 学生能够运用科技文献和资料，对调速系统进行研究和评价，提出改进方案。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到调速系统在现代科技领域的重要地位，增强科技创新意识。
2. 学生能够通过调速系统的学习，培养团队协作、实践操作和问题解决的能力。
3. 学生能够关注调速系统在环保、节能等方面的应用，树立绿色可持续发展观念。
课程性质：本课程为高二年级物理选修课程，旨在通过理论教学和实践活动，帮助学生掌握调速系统的相关知识。
学生特点：高二学生在物理知识方面已有一定基础，具有较强的逻辑思维能力和实验操作能力，对科技创新感兴趣。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，激发学生的学习兴趣和潜能。
通过多元化的教学手段，确保课程目标的实现，为学生的未来发展奠定基础。
二、教学内容1. 调速系统概述- 定义、作用及分类- 常见调速系统的应用案例2. 调速系统的基本原理- 速度与加速度的关系- 力与运动的关系- 能量转换与守恒原理3. 调速系统的关键组成部分- 驱动装置- 传动装置- 控制装置4. 不同类型调速系统的特点与比较- 电机调速系统- 发动机调速系统- 电磁调速系统5. 调速系统的设计与分析- 设计原则与方法- 数学模型与计算- 仿真模拟与优化6. 调速系统的实验操作- 实验设备与工具- 实验步骤与方法- 数据采集与分析7. 调速系统的应用与前景- 现代科技领域的应用- 环保、节能方面的贡献- 未来发展趋势与展望教学内容根据课程目标，结合教材相关章节进行组织，确保科学性和系统性。
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河南机电高等专科学校课程设计报告书
课程名称：《交流调速系统与变频器应用》课题名称：造纸机同步控制系统设计
系部名称：自动控制系
专业班级：
姓名：
学号： 1
2014年12月25日
目录
一、造纸机同步控制系统的设计目的 (1)
二、系统的设计要求 (1)
三、造纸机同步控制系统的系统图 (1)
四、控制系统电气原理图 (3)
五、软件设计 (4)
六、程序调试 (5)
七、力控组态及调试 (7)
八、心得与体会 (8)
附录一参考文献 (9)
附录二程序清单 (10)
一、造纸机同步控制系统的设计目的
设计四台电机构成的变频调速同步控制系统：四台电机速度可以同步升降，也可以微调，1#电机微调其他电机同步微调，2#电机微调1#不同步微调，其他电机须同步微调，3#电机微调1#和2#不同步微调，4#电机同步微调，4#电机微调，其他电机均不同步微调。
二、系统的设计要求
1、采用西门子S7-200PLC和MM440变频器。
2、设有启动/停止按钮和速度同步升/降旋钮。
3、每台电机设有选择开关和升/降微调旋钮。
4、采用力控组态软件进行远程控制
三、造纸机同步控制系统的系统图
单相AC 220V
图一、造纸机同步控制系统图
1）就地控制：即外部端子控制，把200PLC程序下载到PLC中，通过外部端子来实现电机的启停，同步增减和微调增减。
2）远程控制：即组态控制，把PLC与力控通过PPI电缆连接，通过组态界面上设置的按钮，开关，速度仪表实现速度的调节。
四、控制系统电气原理图
1)原理图
2）I/O分配图
五、软件设计
控制系统的软件设计基于以下原则：
1）程序模块化、结构化设计、其中负荷分配、速度增减、初始化、紧纸、速比计算、校验、数据发送、接收等功能由子程序完成，这样结构程序较为简洁。
2）程序采用循环扫描的方式对传动点进行处理，简化程序，提高程序执行效率。
3）采用中断子程序进行数据的发送、接收；确保数据准确快速的传输。
4）必要的软件保护措施，以免造成重大机械损害。
该程序通用性强，可移植性好，使用不同的变频器时，只需要进行相应协议的格式定义，即对数据发送、接收、校验程序作相应修改即可满足纸机运行的需要。
图2该系统主程序流程图
六、程序调试
1.在编写程序时，我们分别为就地控制和远程控制设置了启停，同步增减，微调增减的开关量控制，并为其分配了I/O地址
2.当脉冲来时，为了不使速度无限制的增加或减少，我们分别设置了速度上下限（0～100）
3.当为变量组态时，必须为其设置不冲突的地址分配，及模拟量I/O点和数字量I/O点存放寄存器也不同
4.设置变频器参数p2010=6、p2011=0、p0700=5、p1000=5
5.打开STEP7-Micro/WIN，按图3设置PLC的通信接口
图3、S7-200编程软件中通信设置
6.编写PLC程序，编译下载无误后，通过外部端子检查同步与微调能否实现。
最终确定程序
七、力控组态及调试
1.打开力控组态软件开发环境，设置PLC和组态软件通信方式
2.配置组态软件数据库变量，配制方法如图4所示
图4、力控软件中的I/O连接
3.如图5所示组态运行界面，并设置其属性，动画连接
4.通过按钮调试程序，实现同步及微调增减功能
八、心得与体会
通过这次设计实践，我对变频器的工作原理和使用方法也有了更深层次的理解。
在理论的运用中，提高了我的工程素质，特别是通过解决一个个在调试中出现的问题，使我们对变频器的理解得到了进一步的加强，同时也看到了实践和理论的差距。
通过合作，使我们的合作意识得到加强，合作能力得到提高。
大家各尽其力，提出自己的见解，为解决一个个设计中遇到的问题而努力着。
在设计过程中，我们也得到了老师的帮助和大力指导，才使设计能够按时完成。
在这要特别感谢田效伍老师和张智先老师的辛苦帮助，您辛苦啦。
在学习的过程中，不是每一个问题都能自行解决的，和老师或同学讨论也是一个很好的办法。
所以在以
后的学习中，我要更加的努力学习知识，不断完善和补充自己的不足。
附录一参考文献
【1】田效伍.交流调速系统与变频器应用 .北京.机械工业出版社 2001
【2】力控组态软件及应用入门力控软件6.0
【3】王永华.现代电气控制及PLC应用技术（第二版）. 北京：北京航空航天大学出版社，2008.
【4】姚永刚。
电机与控制技术.北京：中国铁道出版社.2010
【5】朱献清郑静.电气制图.北京：机械工业出版社 .2012
【6】西门子公司. SIMATIC S7-200可编程控制器系统手册.2004.6
附录二程序清单
附录三：参数表
西门子6SE70恒转矩33Kw变频器，接配电机22Kw。