毕业设计《三相异步电机的远程控制》完整版

西安邮电大学毕业设计（论文）题目：三相异步电机调速闭环控制系统设计系别：自动化学院专业：自动化专业班级：自动0703班学生姓名：导师姓名：职称：讲师起止时间：2006年01月10日至2006年06月17日毕业设计（论文）诚信声明书本人声明：本人所提交的毕业论文《三相异步电机调速闭环控制系统设计》是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果，论文中所引用他人的文献、数据、图件、资料均已明确标注；对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明并表示感谢。

本人完全清楚本声明的法律后果，申请学位论文和资料若有不实之处，本人愿承担相应的法律责任。

论文作者签名：时间：年月日指导教师签名：时间：年月日西安邮电学院毕业设计(论文)任务书学生姓名指导教师职称讲师院（系）自动化学院专业自动化题目三相异步电动机调速闭环控制系统设计任务与要求1、了解电动机调速的基本原理。

2、熟练掌握组态王6.52软件。

3、会使用组态王6.52软件画组态界面。

4、绘制电气原理图、装配图、接线图。

5、熟练掌握S7-300软件，具有一定的编程能力开始日期1月10日完成日期6月17日院长(签字) 2011 年 1 月 10 日西安邮电学院毕业设计 (论文) 工作计划学生姓名_苗晓强__指导教师___沈建冬______职称____讲师____院（系）______自动化学院_________专业________自动化________ 题目_三相异步电动机调速闭环控制系统设计_______________________________________________________工作进程起止时间工作内容1月10日~4月5日了解电动机调速的基本原理4月6日~4月20日熟悉S7-300软件编程环境及组态王软件4月21日~5月4日画出组态王监控画面5月5日~5月20日编写并调试电动机调速控制程序5月21日~6月17日撰写毕业论文主要参考书目(资料)主要参考书目(资料) [1] 贾贵玺，张臣刚等.高压变频调速技术的研究及其应用.天津：电气传动，No.4，1999，14～17 [2] 吴洪洋，何湘宁.高功率多电平变换器的研究和应用.天津：电气传动，No.2,2000,7～12 [3] 陈伯时，谢鸿鸣.交流传动系统的控制策略.CAVD ’99, 1～7[4] 苏彦民，李宏.交流调速系统的控制策略.北京：机械工业出版社，1998主要仪器设备及材料 电动机及S7-300软件、组态王软件论文(设计)过程中教师的指导安排每周三下午、周五下午 对计划的说明西安邮电学院毕业设计(论文)开题报告自动化学院自动化专业 07 级 03 班课题名称：三相异步电机调速闭环控制系统设计学生姓名：苗晓强学号06071088指导教师：沈建冬职称讲师报告日期： 2010年03月30日1．本课题所涉及的问题及应用现状综述在电力系统中，以电动机为主电力传动系统广泛应用于工农业生产、交通运输、国防军事以及日常生活中，其中很多场合有调速要求，如车辆、天梯、空调、机床及造纸机械等，而风机、水泵等位了节约电能同样也需要调速。

电力传动系统的控制性能和节能水平的不断提高时其技术进步的主要内容，变频调速技术及其系统的应用能够使电力系统的控制性能和节能水平有较大的幅度的提高，这一点已经被大家所公认。

在实际应用中，电动机作为把电能转化成机械能的主要设备，一是要具备较高的转换效率；二是可以根据生产机械的工艺要求控制和调节电动机的转速。

电动机的调速性能对提高产品的质量、提高劳动生产效率和节能有着直接的关系。

为了控制电动机的运行，需要为电动机配上控制装置。

由电动机、控制装置就构成了电力传动自动控制系统。

2．本课题需要重点研究的关键问题、解决的思路及实现预期目标的可行性分析三相异步电动机工作原理如下分析：当向三相定子绕组中通过入对称的三相交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。

由于旋转磁场以n1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。

由于转子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。

转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。

电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子沿着旋转磁场方向旋转。

通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三相定子绕组（各相差120度电角度），通入三相对称交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。

3．完成本课题的工作方案第一周：了解题目，寻找相关的资料。

第二周至第五周：掌握变频调速原理，设计控制系统。

第六周至第七周：熟悉S7-300软件和组态王软件。

第八周至第九周：编写控制程序，画组态画面。

第十周：仿真该控制方案，并进行实际操作。

第十一周至第十三周：撰写论文。

第十四周：提交论文，并进行答辩。

4．指导教师审阅意见指导教师(签字)：年月日说明：本报告必须由承担毕业论文(设计)课题任务的学生在毕业论文(设计) 正式开始的第1周周五之前独立撰写完成，并交指导教师审阅。

西安邮电学院毕业设计 (论文)成绩评定表学生姓名苗晓强性别男学号06071088 专业班级自动0703班课题名称三相异步电动机调速闭环控制系统设计课题类型理论研究难度一般毕业设计（论文）时间2011 年 1 月10 日～ 6 月17 日指导教师沈建冬(职称讲师)课题任务完成情况论文 (千字)；设计、计算说明书 (千字)；图纸 (张)；其它(含附件)：指导教师意见分项得分：开题调研论证分；课题质量（论文内容）分；创新分；论文撰写（规范）分；学习态度分；外文翻译分指导教师审阅成绩：指导教师(签字)：年月日评阅教师意见分项得分：选题分；开题调研论证分；课题质量（论文内容）分；创新分；论文撰写（规范）分；外文翻译分评阅成绩：评阅教师(签字)：年月日验收小组意见分项得分：准备情况分；毕业设计（论文）质量分；（操作）回答问题分验收成绩：验收教师(组长)(签字)：年月日答辩小组意见分项得分：准备情况分；陈述情况分；回答问题分；仪表分答辩成绩：答辩小组组长(签字)：年月日成绩计算方法(填写本系实用比例)指导教师成绩(％) 评阅成绩(％) 验收成绩(％) 答辩成绩(％)学生实得成绩(百分制)指导教师成绩评阅成绩验收成绩答辩成绩总评答辩委员会意见毕业论文(设计)总评成绩(等级)：系答辩委员会主任(签字)：系(签章)年月日备注西安邮电学院毕业论文(设计)成绩评定表(续表)摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题研究的意义 (1)1.2 电动机调速发展现状 (1)1.3 变频调速国内外现状 (2)1.3.1 国内现状 (2)1.3.2 国外现状 (2)1.4 课题研究的主要工作 (3)2 电动机的调速原理及方法 (4)2.1 异进电动机的简介与分类 (4)2.2 三相异步电动机的工作原理 (4)2.3 异步电动机调速 (5)2.3.1 调速原理 (5)2.3.2 电动机调速系统的基本结构 (5)2.3.3 三相异步电动机的调速方法 (6)3 电动机的闭环变频调速原理 (9)3.1 电动机变频调速技术 (9)3.2变频器 (10)3.2.1变频器的功用及原理 (10)3.2.2变频器容量的确定 (11)3.3 编码器 (12)3.3.1光电编码器的介绍及分类 (12)3.3.2光电编码器的测量方法 (13)3.4 PID控制的基本原理 (14)3.4.1 PID控制概述 (14)3.4.2 比例（P）控制 (15)3.4.3 积分（I）控制 (16)3.4.4 比例微分（PD）控制环节 (16)3.4.5比例积分微分（PID）控制 (17)3.5 三相异步电动机的闭环变频调速控制系统原理分析 (18)3.6 系统硬件设计 (19)4 编程软件及程序设计 (20)4.1 S7-300的简介 (20)4.1.1 系统组成 (20)4.1.2 功能及通讯 (21)4.2 编程软件简介 (22)4.2.1 项目的组建与硬件组态 (22)4.2.2 程序编写 (24)4.2.3 程序流程图 (25)4.3 程序设计 (26)5 组态设计及系统监控 (29)5.1 组态设计 (29)5.1.1 新建工程 (29)5.1.2 创建组态画面 (30)5.1.3 变量连接 (31)5.2 系统组态监控实现 (34)5.3 结论 (35)结束语 (37)参考文献 (38)致谢 (39)摘要电机广泛应用于工业控制的各个领域，因此如何更经济有效地控制电机对于工业自动化地发展尤为重要，直流电机的特点是调速简单但制造昂贵且噪音大，而交流电机虽然克服了直流电机的上述缺点但调速较为困难，但随着交流变频技术的发展，通过变频器来改变交流电的频率，从而改变交流电机的调速，本课题就是主要通过PLC控制变频器实现对电机转速的控制，编码器做信号反馈，即实现闭环控制，这样实时地反馈电机的当前转速送给PLC进行运算处理，使得对电机转速的控制更加精确，反应实时性更高，通过系统的组态仿真我们可以清晰的看到该控制系统的优越性。

关键词：三相异步电机，编码器，西门子变频器，S7-300AbstractMotor is widely used in industrial control each domain, therefore how more economy effectively control motor for industrial automation development particularly important, dc motor speed the characteristics of simple but manufacturing is expensive and noise, and ac motor although overcame dc motor of the above-mentioned drawback but speed is very difficult, but with ac frequency conversion technology development, through the inverter to change the frequency of the alternating current, which changes ac motor speed control, this topic is mainly controlled by PLC inverter to the realization of the motor speed control, encoder, i.e. signal feedback closed-loop control to achieve such real-time feedback motor for the current speed PLC for computing, which makes the motor speed control is more accurate, reaction, through the system more real-time configuration simulation we can clearly see the superiority of the control system.Keywords: three-phase asynchronous motor, encoders, Siemens S7-300 transducer.1绪论1.1 课题研究的意义在电力系统中，以电动机为主电力传动系统广泛应用于工农业生产、交通运输、国防军事以及日常生活中，其中很多场合有调速要求，如车辆、天梯、空调、机床及造纸机械等，而风机、水泵等位了节约电能同样也需要调速。