運(yùn)控課程設(shè)計(jì)--矢量變頻器的參數(shù)整定與運(yùn)行測(cè)試

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　題目：運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)</p><p>　　---矢量變頻器的參數(shù)整定與運(yùn)行測(cè)試</p><p>　　電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)</p><p>　　班級(jí) 學(xué)號(hào) </p><p>

2、　　設(shè)計(jì)時(shí)間 地點(diǎn) </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　二〇一二年七月目錄</b></p><p>　　一、課程設(shè)計(jì)目的和要求3

3、</p><p>　　1.1 課程設(shè)計(jì)目的3</p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)要求3</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容4</p><p>　　2.1 專業(yè)英語資料查閱4</p><p>　　2.2 對(duì)交流異步電機(jī)的調(diào)速特性和模型研究5</p><p>　　2.3 變頻器的

4、參數(shù)整定與運(yùn)行測(cè)試7</p><p>　　三、課程設(shè)計(jì)總結(jié) ………..….………………………………………………….….……….9 </p><p>　　四、對(duì)本設(shè)計(jì)大綱的說明……………………………………………………….….……….10</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)目的和要求</b></p><p>　　1.

5、1課程設(shè)計(jì)目的：</p><p>　　通過此次設(shè)計(jì)（實(shí)習(xí)），通過操作手冊(cè)學(xué)會(huì)正確操作MICROMASTER Vector，首先要能夠熟悉安全規(guī)則，之后要能夠準(zhǔn)確操作矢量變頻器，能夠熟悉基本的參數(shù)整定與運(yùn)行測(cè)試。從而加強(qiáng)我們對(duì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)專業(yè)方向的認(rèn)知，雖然我們平時(shí)學(xué)習(xí)的知識(shí)較為廣泛，但正因?yàn)槿绱耍瑥亩斐晌覀儗?duì)專業(yè)方向更加模糊了，本次課程設(shè)計(jì)將有助于我們對(duì)專業(yè)方向有較為清晰和準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，將有利于我們明確今后的努力

6、方向。同時(shí)也通過本次課程設(shè)計(jì)很好的將我們書本上的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，從而提高我們對(duì)專業(yè)知識(shí)的深入理解。在操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備過程中，對(duì)設(shè)備的小心使用以及正確使用的同時(shí)，也提高我們的專業(yè)意識(shí)與專業(yè)責(zé)任心。</p><p>　　1.2課程設(shè)計(jì)要求：</p><p>　　（1）通過進(jìn)行本設(shè)計(jì)（實(shí)習(xí)），要求學(xué)生能夠掌握運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)專業(yè)術(shù)語，并可以通過查閱資料對(duì)整段專業(yè)內(nèi)容進(jìn)行翻譯，提高學(xué)生自行查閱資料的能力，

7、同時(shí)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)交流異步電機(jī)調(diào)速的基本原理、基本特點(diǎn)以及矢量型變頻調(diào)速器的工程應(yīng)用方法，熟悉變頻器的基本操作以及變頻器的基本工作原理。</p><p>　?。?）本設(shè)計(jì)要求學(xué)生通過認(rèn)真學(xué)習(xí)SIEMENS MICROMASTER Vector MIDIMASTER Vector 操作手冊(cè)，熟悉本設(shè)備的基本運(yùn)作流程，并可以按照老師的要求進(jìn)行實(shí)際的操作。通過改變加減速的參數(shù)和頻率，觀察各種情形下的運(yùn)行過程，加深對(duì)交流異步

8、電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的認(rèn)知，將實(shí)際模型與課本上的理論原理相結(jié)合驗(yàn)證，更好的掌握運(yùn)動(dòng)控制中各種調(diào)速方式的異同和特性。</p><p>　　二、課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p>　　2.1 專業(yè)英語資料查閱</p><p>　　Introduction:</p><p>　　The inverter is the use of the power o

9、f semiconductor devices hige role will work frequency power transformation of electric power control device for another frequency. The current use of converter mainly uses AC——DC——AC (VVVF inverter or vector control vari

10、able frequency), the first industrial frequency ac power through the rectifier converted into dc power, then dc power conversion into frequency and voltage all can control the ac power to supply motor. Of the frequency c

11、onverter circuit is ge</p><p>　　Frequency converter selection:</p><p>　　Frequency converter selection make sure the following:</p><p>　　(1) the purpose of the variable frequency; Co

12、nstant pressure control or constant flow control, etc.</p><p>　　(2) the frequency converter load type; Such as vane pump or displacement pump, special attention to load performance curve, performance curve d

13、ecided the application methods.</p><p>　　(3) the inverter and the matching of the load.</p><p><b>　　翻譯如下：</b></p><p><b>　　簡介</b></p><p>　　變頻器是利用

14、電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。當(dāng)前使用的變頻器主要采用交——直——交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率，電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè)部分組成。整流部分由三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波，直流儲(chǔ)能和緩沖無功功率。&l

15、t;/p><p><b>　　變頻器選型：</b></p><p>　　變頻器選型時(shí)要確定以下幾點(diǎn)：</p><p>　　采用變頻的目的；恒壓控制或恒流控制等。</p><p>　　變頻器的負(fù)載類型；如葉片泵或容積泵，特別注意負(fù)載的性能曲線，性能曲線決定了應(yīng)用時(shí)方式方法。</p><p>　　變頻器與

16、負(fù)載的匹配問題。</p><p>　　對(duì)交流異步電機(jī)的調(diào)速特性和模型研究</p><p>　　交流調(diào)速系統(tǒng)是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)課程中的重點(diǎn)，也是各種運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用面最廣的調(diào)速方法。特別是鼠籠式異步電機(jī)制造成本低、結(jié)構(gòu)簡單、維修容易、可實(shí)現(xiàn)高壓大功率及高速驅(qū)動(dòng)，適合在惡劣的環(huán)境下工作，所以工業(yè)界和學(xué)術(shù)界一直致力于高性能調(diào)速系統(tǒng)的研究。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性質(zhì)

17、分:調(diào)速的升降.、調(diào)速的平滑性、最大調(diào)速范圍、調(diào)節(jié)特性上最大容許負(fù)載。電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方式不同則對(duì)應(yīng)機(jī)械特性也不同.電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性要適應(yīng)負(fù)載的特性(類型)。故選擇電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方式時(shí)要根據(jù)負(fù)載的特性來選擇。</p><p>　　交流異步電機(jī)的主要調(diào)速方式是變壓變頻調(diào)速，在異步電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)中，調(diào)速性能最好，應(yīng)用最廣泛的系統(tǒng)是變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，要調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)得轉(zhuǎn)速，須同時(shí)調(diào)節(jié)定子供電電源的電壓和頻率，可以使

18、機(jī)械特性平滑的上下移動(dòng)，并獲得很高的運(yùn)行效率。</p><p>　　三相交流異步電機(jī)的機(jī)械特性圖</p><p>　　在生產(chǎn)機(jī)械中廣泛使用不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級(jí)調(diào)速以及應(yīng)用電磁轉(zhuǎn)差離合器、液力偶合器、油膜離合器等調(diào)速。改變同步轉(zhuǎn)速的有改變定子極對(duì)數(shù)的多速電動(dòng)機(jī)，改變定子電壓、頻率的變頻調(diào)速有能無換向電動(dòng)機(jī)調(diào)速等</p><

19、p>　　交流異步電機(jī)的調(diào)速多種方法如下：</p><p>　　（1）基頻以下電壓-頻率協(xié)調(diào)控制調(diào)速方法</p><p>　　a. 恒壓頻比控制（Us /ω1 ）</p><p>　　b. 恒Eg /ω1 控制</p><p>　　c. 恒Er /ω1 控制</p><p>　　以下為幾種電壓－頻率協(xié)調(diào)控制方式的特

20、性比較</p><p>　?。?）基頻以上恒壓變頻調(diào)速（屬于弱磁恒功率調(diào)速）</p><p>　　如果電壓源含有諧波，將使機(jī)械特性受到扭曲，并增加電機(jī)中的損耗。因此在設(shè)計(jì)變頻裝置時(shí)，應(yīng)盡量減少輸出電壓中的諧波。</p><p>　　（3）異步電機(jī)的變壓變頻調(diào)速，必須具備能夠同時(shí)控制電壓幅值和頻率的交流電源，而電網(wǎng)提供的是恒壓恒頻的電源，因此應(yīng)該配置變壓變頻器，又稱V

21、VVF裝置。</p><p>　　A. 交-直-交和交-交變壓變頻器</p><p>　　B. 電壓源型和電流源型逆變器</p><p>　　C. 180º導(dǎo)通型和120º導(dǎo)通型逆變器</p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)電壓-頻率協(xié)調(diào)控制，可以采用轉(zhuǎn)速開環(huán)恒壓頻比帶低頻電壓補(bǔ)償?shù)目刂品桨福赐ㄓ米冾l器控制系統(tǒng)，如果對(duì)調(diào)速范圍和起

22、制動(dòng)性能要求較高可采用轉(zhuǎn)速閉環(huán)轉(zhuǎn)差頻率控制方案。</p><p>　　變頻調(diào)速的設(shè)計(jì)方案如下：</p><p>　　（1）基頻以下調(diào)速：要保持每級(jí)氣隙磁通不變，當(dāng)頻率f1從額定值f1N向下調(diào)節(jié)時(shí)，必須同時(shí)降低Eg，使Eg/f1=常值 ，即采用電動(dòng)勢(shì)頻率比為恒值的控制方式。然而。繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)是難以直接控制的，當(dāng)電動(dòng)勢(shì)值較高時(shí)，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，而認(rèn)為定子相電壓Us≈Eg，

23、則得Us/f1=常值，這是恒壓頻比的控制方式。</p><p>　?。?）基頻以上調(diào)速：頻率應(yīng)該從f1N向上升高，但定子電壓Us卻不可能超過額定電壓UsN，最多只能保持Us=UsN,這將迫使磁通與頻率成反比的降低，相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)弱磁升速的情況。</p><p>　　2.3 變頻器的參數(shù)整定與運(yùn)行測(cè)試</p><p><b>　　參數(shù)整定：</b&g

24、t;</p><p>　　可以通過面板上的薄膜型按鈕改變和設(shè)定參數(shù)，以調(diào)節(jié)出所需要的變頻器特性，被選定的參數(shù)號(hào)和設(shè)定的參數(shù)值通過四位LED顯示屏顯示出來。</p><p>　　(1)首先開機(jī)后先將設(shè)備初始化，因?yàn)樵O(shè)備中可能還存儲(chǔ)著之前一次的參數(shù)設(shè)定。方法為將參數(shù)調(diào)至P944并設(shè)定為‘1’并按P鍵，此時(shí)出了P101外其它的所有參數(shù)都將復(fù)位為出廠設(shè)置值，以前設(shè)定的參數(shù)將被覆蓋。</p&g

25、t;<p>　　(2)有的參數(shù)號(hào)為一位，有的為兩位甚至三位，所以首先根據(jù)需要來選定需要改變的LED的位數(shù)。將參數(shù)調(diào)至P009（參數(shù)保護(hù)設(shè)定），再從參數(shù)范圍0到3內(nèi)選擇所需要的參數(shù)值</p><p>　　一般情況下對(duì)于我們初學(xué)者，都會(huì)將參數(shù)值設(shè)定為3，再按P鍵，3位都可以被改動(dòng)，還有在復(fù)位出廠設(shè)置值時(shí)也許不能調(diào)節(jié)至P944，此時(shí)也需要先將調(diào)節(jié)參數(shù)保護(hù)設(shè)定。</p><p>　　

26、(3)之后就可以按照需要設(shè)定參數(shù)，如設(shè)定加速時(shí)間（秒）將參數(shù)調(diào)至P002（出廠設(shè)置位10.0秒），設(shè)定減速時(shí)間（秒）就將參數(shù)調(diào)至P003（出廠設(shè)置位10.0秒），設(shè)定數(shù)字量頻率就將參數(shù)調(diào)至P005（出廠設(shè)置位5.0Hz）。根據(jù)需要調(diào)節(jié)參數(shù)設(shè)置需要的參數(shù)再按下P按鈕就設(shè)定成功。</p><p>　　注：如有其它需要設(shè)定的參數(shù)再根據(jù)說明書查找具體的參數(shù)號(hào)，再設(shè)定。</p><p><b&

27、gt;　　運(yùn)行測(cè)試：</b></p><p>　　參數(shù)要求：加速時(shí)間=6s，減速時(shí)間=5s，頻率=30Hz</p><p>　　運(yùn)行結(jié)果要求：顯示電流</p><p><b>　　具體運(yùn)行過程：</b></p><p>　?、?P009設(shè)定為3，所有參數(shù)可被讀寫。</p><p>　　

28、② P944設(shè)定為1，復(fù)位出廠設(shè)置值。</p><p>　　③ P002設(shè)定為6，加速時(shí)間為6s。</p><p>　?、?P003設(shè)定為5，減速時(shí)間為5s。</p><p>　　⑤ P005設(shè)定為30，數(shù)字量頻率為30Hz。</p><p>　　參數(shù)設(shè)定完，按下綠色啟動(dòng)按鈕，電動(dòng)機(jī)來時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，為了顯示電流，還需設(shè)定參數(shù)P001（顯示選擇），根

29、據(jù)下表可知，將P001設(shè)定為2可以顯示電流，P001設(shè)為2 按下P按鈕，再調(diào)到P000（顯示P001中選擇的輸出量）顯示結(jié)果。顯示結(jié)果=0.4（A）</p><p>　　注：如果需要顯示其它參數(shù)，可通過調(diào)節(jié)P001根據(jù)上表選擇所需要現(xiàn)實(shí)的輸出值即可。</p><p><b>　　三、課程設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　通過這次的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。

30、對(duì)我以前的知識(shí)有很好的查漏補(bǔ)缺功效，使我受益匪淺，并讓我再一次深刻體會(huì)到學(xué)而怠用之，必有大漏這句話的深刻意義。并且鍛煉了我獨(dú)立思考的能力，培養(yǎng)了我獨(dú)立研究、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，也增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力，使實(shí)踐與理論很好切合在一起，對(duì)書本上的知識(shí)也能活學(xué)活用。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)所學(xué)課程的一個(gè)高度的綜合。使零散的知識(shí)系統(tǒng)化，形成了一種能力，這也是課程設(shè)計(jì)所要達(dá)到的目的。這也為我們走入