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1、变频器的基本操作与控制2. 1变频器的面板操作与运行变频器的面板操作与运行 任务目的任务目的 (1)熟悉变频器的面板操作方法。熟悉变频器的面板操作方法。 (2)熟练变频器的功能参数设置。熟练变频器的功能参数设置。 (3)熟练掌握变频器的正反转、点动、频率调节方法。熟练掌握变频器的正反转、点动、频率调节方法。 任务引入任务引入 变频器变频器MM440系列系列(MicroMasler440)是德国西门子公司广是德国西门子公司广泛应用于工业场合的多功能标准变频器。它采用高性能的矢泛应用于工业场合的多功能标准变频器。它采用高性能的矢量控制技术，提供低速高转矩输出和良好的动态特性，同时量控制技术，提供低

2、速高转矩输出和良好的动态特性，同时具备超强的过载能力，以满足广泛的应用场合。对于变频器具备超强的过载能力，以满足广泛的应用场合。对于变频器的应用，首先熟悉变频器的面板操作，以及根据实际应用，的应用，首先熟悉变频器的面板操作，以及根据实际应用，对变频器的各种功能参数进行设置。对变频器的各种功能参数进行设置。下一页 返回2. 1变频器的面板操作与运行变频器的面板操作与运行 3. 3.变频器运行操作变频器运行操作 (1)(1)变频器启动变频器启动: :在变频器的前操作面板上按运行键在变频器的前操作面板上按运行键 ，变频器将驱动电动机升速，并运行在由变频器将驱动电动机升速，并运行在由P

3、0所设定的所设定的20 Hz20 Hz频率对应的频率对应的560r/min560r/min的转速上。的转速上。 (2)(2)正反转及加减速运行正反转及加减速运行: :电动机的转速电动机的转速( (运行频率运行频率) )及旋及旋转方向可直接通过按前操作面板上的增加键转方向可直接通过按前操作面板上的增加键/ /减少键减少键( )( )来改变。来改变。 (3)(3)点动运行点动运行: :按下变频器前操作面板上的点动键按下变频器前操作面板上的点动键 ，则变频器驱动电动机升速，并运行在由则变频器驱动电动机升速，并运行在由P所设置的正向点所设置的正向点动动10 Hz10 Hz频率值上。当

4、松开变频器前错做面板上的点动键，则频率值上。当松开变频器前错做面板上的点动键，则变频器将驱动电动机降速至零。这时，如果按下变频器前操变频器将驱动电动机降速至零。这时，如果按下变频器前操作面板上的换向键，在重复上述的点动运行操作，电动机可作面板上的换向键，在重复上述的点动运行操作，电动机可在变频器的驱动下反向点动运行。在变频器的驱动下反向点动运行。上一页 下一页 返回2. 1变频器的面板操作与运行变频器的面板操作与运行 (4)电动机停车电动机停车:在变频器的前操作面板上按停止键在变频器的前操作面板上按停止键 ，则变，则变频器将驱动电动机降速至零。频器将驱动电动机降速至零。四、成绩评价表四、成绩评

5、价表成绩评价见成绩评价见表表2-4。五、巩固练习五、巩固练习1.怎样利用变频器操作面板对电动机进行预定时间的启动和怎样利用变频器操作面板对电动机进行预定时间的启动和停止停止?2.怎样设置变频器的最大和最小运行频率怎样设置变频器的最大和最小运行频率?上一页返回2. 2变频器的外部运行操作变频器的外部运行操作 任务目的任务目的 (1)掌握掌握MM440变频器基本参数的输入方法。变频器基本参数的输入方法。 (2)掌握掌握MM440变频器输入端子的操作控制方式。变频器输入端子的操作控制方式。 (3)熟练掌握熟练掌握MM440变频器的运行操作过程。变频器的运行操作过程。 任务引入任务引入 变频器在实际使

6、用中，电动机经常要根据各类机械的某种变频器在实际使用中，电动机经常要根据各类机械的某种状态进行正转、反转、点动等运行，变频器的给定频率信号、状态进行正转、反转、点动等运行，变频器的给定频率信号、电动机的启动信号等都是通过变频器控制端子给出，即变频电动机的启动信号等都是通过变频器控制端子给出，即变频器的外部运行操作，大大提高了生产过程的自动化程度。器的外部运行操作，大大提高了生产过程的自动化程度。下面就来学习变频器的外部运行操作的相关知识。下面就来学习变频器的外部运行操作的相关知识。下一页 返回2. 2变频器的外部运行操作变频器的外部运行操作相关知识点相关知识点一、一、MM440变频器的数字输入

7、端口变频器的数字输入端口MM440变频器有六个数字输入端口，具体如变频器有六个数字输入端口，具体如图图2-3所示。所示。二、数字输入端口功能二、数字输入端口功能 MM440变频器的六个数字输入端口变频器的六个数字输入端口(DIN1DING)，即端口，即端口“5”;“6”;“7”; “8”; “16”和和“17”，每一个数字输入端口功能，每一个数字输入端口功能很多，用户可根据需要进行设置。参数号很多，用户可根据需要进行设置。参数号P为与为与端口数字输入端口数字输入1功能至数字输入功能至数字输入6功能，每一个数字输入功能功能，每一个数字输入功能设置参数值范围均为设置参数值范围均为

8、099，出厂默认值均为，出厂默认值均为1。以下列出其中。以下列出其中几个常用的参数值，各数值的具体含义见几个常用的参数值，各数值的具体含义见表表2-5。上一页 下一页 返回2. 2变频器的外部运行操作变频器的外部运行操作任务训练任务训练一、训练内容一、训练内容用自锁按钮用自锁按钮SB1和和SB2，外部线路控制，外部线路控制MM440变频器的运行，变频器的运行，实现电动机正转和反转控制。其中端口实现电动机正转和反转控制。其中端口“5 ( DINT)设为正设为正转控制，端口转控制，端口“6DIN1)设为反转控制。对应的功能分别由设为反转控制。对应的功能分别由P0701和和P0702的参数值设置。的

9、参数值设置。二、训练工具、材料和设备二、训练工具、材料和设备 西门子西门子MM440变频器一台、三相异步电动机一台、断路器变频器一台、三相异步电动机一台、断路器一个、熔断器三个、自锁按钮二个、导线若干、通用电工工一个、熔断器三个、自锁按钮二个、导线若干、通用电工工具一套等。具一套等。上一页 下一页 返回2. 2变频器的外部运行操作变频器的外部运行操作三、操作方法和步骤三、操作方法和步骤1.按要求接线按要求接线变频器外部运行操作接线图如变频器外部运行操作接线图如图图2-3所示。所示。 2.参数设置参数设置 接通断路器接通断路器QS，在变频器在通电的情况下，完成相关参数，在变频器在通电的情况下，完

10、成相关参数设置，具体设置见设置，具体设置见表表2-6。 3.变频器运行操作变频器运行操作 1)正向运行正向运行:当按下带锁按钮当按下带锁按钮SB1时，变频器数字端口时，变频器数字端口“5”为为ON，电动机按，电动机按P1120所设置的所设置的55斜坡上升时间正向启动运斜坡上升时间正向启动运行，经行，经55后稳定运行在后稳定运行在560r/min的转速上，此转速与的转速上，此转速与P1040所所设置的设置的20 Hz对应。放开按钮对应。放开按钮SB1，变频器数字端口，变频器数字端口“5”为为OFF，电动机按，电动机按P1121所设置的所设置的55斜坡下降时间停止运行。斜坡下降时间停止运行。上一页

11、 下一页 返回2. 2变频器的外部运行操作变频器的外部运行操作 2)反向运行反向运行:当按下带锁按钮当按下带锁按钮SB2时，变频器数字端口时，变频器数字端口“6”为为ON，电动机按，电动机按P1120所设置的所设置的55斜坡上升时间正向启动运行，斜坡上升时间正向启动运行，经经55后稳定运行在后稳定运行在560r/min的转速上，此转速与的转速上，此转速与P1040所设置所设置的的20 Hz对应。放开按钮对应。放开按钮SB2，变频器数字端口，变频器数字端口“6”为为()FF，电动机按电动机按P1121所设置的所设置的55斜坡下降时间停止运行。斜坡下降时间停止运行。 3)电动机的点动运行电动机的点

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1、. . . . 电力拖动自动控制系统课程设计三相异步电动机(5.5KW电机）变频调速开环V/F控制系统参数的设置与应用（616G5）院 系 专 业：指导老师：姓 名：学 号：设计完成日期：2012年6月26日目 录设计要求.3一 交流调速系统概述.31.1交流电动机调速系统的特点.3 1.2交流电动机调速系统分类 .41.3交流电动机调速系统的发展趋势.5二变频调速概述.9 2.1变频控制起动.9 2.2变频调速四种控制方案的分析 .9 2.3变频器基本原理.12三电机选择与数.133.1 Y系列电机特点.133.2 负载选定.143.3 电机参数.14四安川变频器（616g5）特点与优势.1

2、44.1基本特点.144.2控制方式的概要.154.3.变频器的选择.15五三相异步电动机（5.5KW）变频调速开环V/F控制系统（616g5）参数设定.16六结束语.21七参考文献. .21设计要求学生应熟悉各种电气设备，电动机，变频器，传感器，PID调节器等。要求完成资料收集工作、提出设计方案并完成全部设计工作。在设计工作中，对所提供的各部分图纸应符合制图标准，并要求所有电气工程符号应采用国家统一标准。一 交流调速系统概述1.1 交流调速系统的特点对于可调速的电力拖动系统，工程上往往把它分为直流调速系统和交流调速系统两类。这主要是根据采用什么电流制型式的电动机来进行电能与机械能的转换而划分

3、的，所谓交流调速系统，就是以交流电动机作为电能机械能的转换装置，并对其进行控制以产生所需要的转速。在过去很长一段时期，由于直流电动机的优良调速性能，在可逆、可调速与高精度、宽调速围的电力拖动技术领域中，几乎都是采用直流调速系统。然而由于直流电动机其有机械式换向器这一致命的弱点，致使直流电动机制造成本高、价格昂贵、维护麻烦、使用环境受到限制，其自身结构也约束了单台电机的转速，功率上限，从而给直流传动的应用带来了一系列的限制。相对于直流电动机来说，交流电动机特别是鼠笼式异步电动机具有结构简单，制造成本低，坚固耐用，运行可靠，维护方便，惯性小，动态响应好，以与易于向高压、高速和大功率方向发展等优点。

4、因此，近几十年以来，不少国家都在致力于交流调速系统的研究，用没有换向器的交流电动机实现调速来取代直流电动机，突破它的限制。随着电力电子器件，大规模集成电路和计算机控制技术的迅速发展，以与现代控制理论向交流电气传动领域的渗透，为交流调速系统的开发研究进一步创造了有利的条件。诸如交流电动机的串级调速、各种类型的变频调速，特别是矢量控制技术的应用，使得交流调速系统逐步具备了宽的调速围、较高的稳速精度、快速的动态响应以与在四象限作可逆运行等良好的技术性能。现在从数百瓦的伺服系统到数百千瓦的特大功率高速传动系统，从一般要求的小围调速传动到高精度、快响应、大围的调速传动，从单机传动到多机协调运转，已几乎都

5、可采用交流调速传动。交流调速传动的客观发展趋势已表明，它完全可以和直流传动相媲美、相抗衡，并有取代的趋势。1.2交流电动机调速系统分类(1)由交流电动机的速度表达式：(2)调速方案：一、变级调速（改变p）-双速电机，两档速度二、变转差率调速（改变s ） 1. 调压调速-晶闸管，窄围无级变速 2 .转子串电阻调速- 有级变速 3 .串级调速-晶闸管，对绕线式异步机无级变速1.3 变流调速系统的发展趋势近十几年来，随着现代控制理论、新型大功率电力电子器件、新型变频技术以与微型计算机数字控制技术等在实际应用中相继取得了重大进展，使得交流调速技术有了很大发展。今后的交流调速技术将在以下几个方面得到进一

6、步的发展。（1）交流调速系统的高性能化 交流电动机是个多变量、强耦合、非线性被控对象，仅用电压/频率（V/f）恒定控制，不能满足对调速系统的要求。今后的产品将普遍采用矢量控制技术，提高调速性能，达到和超过直流调速水平。 矢量变换控制是一种新的控制理论和控制技术，它的想法是设法摸拟直流电动机的控制特点来进行交流电动机的控制。调速的关键问题是转矩控制问题，直流电动机调速性能好的根本原因就在于它的转矩控制容易，而交流电动机的转矩则难于控制。为使交流电动机得到和直流电动机一样的控制性能，必须通过电机统一理论和坐标变换理论，把交流电动机的定子电流分解成磁场定向坐标的磁场电流分量和与之相垂直的坐标转矩电流

7、分量，把固定坐标系变换为旋转坐标系解耦后，交流量的控制变为直流量的控制便等同于直流电动机。即如果在调速过程中始终维持定子电流的磁场电流分量不变，而控制转矩电流分量，它就相当于直流电机中维持励磁不变，而通过控制电枢电流来控制电机的转矩一样，能使系统具有较好的动态特性。 矢量控制方法的提出使交流传动系统的动态特性得到了显著的改善，这无疑是交流传动控制理论上一个质的飞跃。但是经典的矢量控制方法比较复杂，它要进行坐标变换，且需精确测算出转子磁链的大小和方向，比较麻烦，且其精度受转子参数变化的影响很大。近年来又出现了一种对交流电动机实现直接转矩控制的新方法，它避开了矢量控制中的两次坐标变换与求矢量的模与

8、相角的复杂计算工作量，而直接在定子坐标系上计算电动机的转矩与磁通，通过转矩的砰砰控制，使转矩响应时间控制在一拍以，且无超调，控制性能比矢量控制还好。此法虽尚未形成商品化的产品，但却是很有发展前景的一种新的控制原理。交流电动机调速控制理论，从V/f恒定控制法到矢量控制法是一个飞跃，从矢量控制法到直接转矩控制法将是第二个飞跃。 （2）全控型大功率新型电力器件 交流电动机调速技术的发展是和电力电子技术的发展分不开的，50年代世界上出现了电力半导体器件的晶闸管，为交流电动机调速技术的发展开辟了道路。但是作为第一代电力半导体器件的晶闸管没有自关断能力，需要利用电源或负载的外界条件来实现换相，因此用晶闸管

9、来实现的交直交变频装置的核心的逆变器，必须配以大功率的强迫换相线路才能实现可靠的逆变。所以，人们一直在致力于研制出一种大功率，正反间均可用较小的功率进行导通与关断控制的全控型器件，以便用较简单的手段即可实现复杂的逆变工作。经过10年左右的研制，场效应晶体管（MOSFET），巨型晶体管（GTR）与门极关断（GTO）晶闸管等全控型器件问世，并在实际应用中取得了理想效果。从半控型器件向全控型器件的过渡标志着变频装置进入了可以与直流调速装置在性能/价格比上相比美，这是交流调速技术产生飞跃的又一个重要的突破。 目前，全控型电力电子器件正沿着大电流、高电压、快通断、低损耗、易触发、好保护、小体积、集成化等

10、方向继续发展，又出现了绝缘门极双极晶体管（IGBT）和绝缘栅门极关断（IGTO）晶体管等，即具有电压型控制、输入阻抗大、驱动功率小、控制电路简单、开关损耗小、通断速度快、工作频率高、器件容量大与热稳定性好的特点，又具有通态电压低、耐压高和承受电流大等优点。这类器件是90年代变频装置的主流。电力电子器件发展的更进一步的目标将是把控制、触发、保护等功能再集成化进来，从而形成电力电子与微电子技术相结合的产物，构成最新一代的功率集成器件（PIC）。它将为最新一代高可靠、小型化、电机与电控装置可能合而为一的未来型交流电动机调速系统提供新的发展基础。（3）脉宽调制技术 在交流电动机的调速过程中，通常要求调

11、频和调压同时进行，早期调压多用相控技术，用相控方式生成的变频电压电源含有大量的谐波分量，功率因数低，动态响应慢，线路复杂，无法满足高性能调速系统的要求。近年在广泛采用自关断元器件的情况下，逆变器普遍采用了脉宽调制技术，成功地解决了电源侧功率因数低的问题，同时也减少了谐波分量对电网的影响。为了限制开关损耗，脉宽调制的频率通常选在3001000Hz左右，但这个频率正好在人耳的敏感区，所以电机运行时的噪声是一个新问题。为解决这个问题现在有几种不同的发展趋势。一种是采用新型的谐振式逆变器，可以把开关频率提高到20KHz以上的超声区，从而清除噪声；另一种是在现有的元器件基础上，优选调制策略，降低脉宽调制