運控課程設計--矢量變頻器的參數整定與運行測試

1、<p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　題目：運動控制系統(tǒng)綜合設計</p><p>　　---矢量變頻器的參數整定與運行測試</p><p>　　電氣工程及其自動化專業(yè)</p><p>　　班級 學號 </p><p>

2、　　設計時間 地點 </p><p>　　學生姓名 </p><p>　　指導教師 </p><p><b>　　二〇一二年七月目錄</b></p><p>　　一、課程設計目的和要求3

3、</p><p>　　1.1 課程設計目的3</p><p>　　1.2 課程設計要求3</p><p>　　二、課程設計的主要內容4</p><p>　　2.1 專業(yè)英語資料查閱4</p><p>　　2.2 對交流異步電機的調速特性和模型研究5</p><p>　　2.3 變頻器的

4、參數整定與運行測試7</p><p>　　三、課程設計總結 ………..….………………………………………………….….……….9 </p><p>　　四、對本設計大綱的說明……………………………………………………….….……….10</p><p><b>　　課程設計目的和要求</b></p><p>　　1.

5、1課程設計目的：</p><p>　　通過此次設計（實習），通過操作手冊學會正確操作MICROMASTER Vector，首先要能夠熟悉安全規(guī)則，之后要能夠準確操作矢量變頻器，能夠熟悉基本的參數整定與運行測試。從而加強我們對運動控制系統(tǒng)專業(yè)方向的認知，雖然我們平時學習的知識較為廣泛，但正因為如此，從而造成我們對專業(yè)方向更加模糊了，本次課程設計將有助于我們對專業(yè)方向有較為清晰和準確的認識，將有利于我們明確今后的努力

6、方向。同時也通過本次課程設計很好的將我們書本上的知識運用于實踐，從而提高我們對專業(yè)知識的深入理解。在操作實驗設備過程中，對設備的小心使用以及正確使用的同時，也提高我們的專業(yè)意識與專業(yè)責任心。</p><p>　　1.2課程設計要求：</p><p>　?。?）通過進行本設計（實習），要求學生能夠掌握運動控制系統(tǒng)專業(yè)術語，并可以通過查閱資料對整段專業(yè)內容進行翻譯，提高學生自行查閱資料的能力，

7、同時加強學生對交流異步電機調速的基本原理、基本特點以及矢量型變頻調速器的工程應用方法，熟悉變頻器的基本操作以及變頻器的基本工作原理。</p><p>　?。?）本設計要求學生通過認真學習SIEMENS MICROMASTER Vector MIDIMASTER Vector 操作手冊，熟悉本設備的基本運作流程，并可以按照老師的要求進行實際的操作。通過改變加減速的參數和頻率，觀察各種情形下的運行過程，加深對交流異步

8、電動機調速系統(tǒng)的認知，將實際模型與課本上的理論原理相結合驗證，更好的掌握運動控制中各種調速方式的異同和特性。</p><p>　　二、課程設計的主要內容</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換成直流電源，然后再把直流電源轉換成頻率，電壓均可控制的交流電源以供給電動機。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>　　變頻器選型時要確定以下幾點：</p><p>　　采用變頻的目的；恒壓控制或恒流控制等。</p><p>　　變頻器的負載類型；如葉片泵或容積泵，特別注意負載的性能曲線，性能曲線決定了應用時方式方法。</p><p>　　變頻器與

16、負載的匹配問題。</p><p>　　對交流異步電機的調速特性和模型研究</p><p>　　交流調速系統(tǒng)是運動控制系統(tǒng)課程中的重點，也是各種運動控制系統(tǒng)應用面最廣的調速方法。特別是鼠籠式異步電機制造成本低、結構簡單、維修容易、可實現高壓大功率及高速驅動，適合在惡劣的環(huán)境下工作，所以工業(yè)界和學術界一直致力于高性能調速系統(tǒng)的研究。</p><p>　　電動機的調速性質

17、分:調速的升降.、調速的平滑性、最大調速范圍、調節(jié)特性上最大容許負載。電動機的調速方式不同則對應機械特性也不同.電動機的機械特性要適應負載的特性(類型)。故選擇電動機的調速方式時要根據負載的特性來選擇。</p><p>　　交流異步電機的主要調速方式是變壓變頻調速，在異步電機的調速系統(tǒng)中，調速性能最好，應用最廣泛的系統(tǒng)是變壓變頻調速系統(tǒng)。在這種系統(tǒng)中，要調節(jié)電動機得轉速，須同時調節(jié)定子供電電源的電壓和頻率，可以使

18、機械特性平滑的上下移動，并獲得很高的運行效率。</p><p>　　三相交流異步電機的機械特性圖</p><p>　　在生產機械中廣泛使用不改變同步轉速的調速方法有繞線式電動機的轉子串電阻調速、斬波調速、串級調速以及應用電磁轉差離合器、液力偶合器、油膜離合器等調速。改變同步轉速的有改變定子極對數的多速電動機，改變定子電壓、頻率的變頻調速有能無換向電動機調速等</p><

19、p>　　交流異步電機的調速多種方法如下：</p><p>　　（1）基頻以下電壓-頻率協(xié)調控制調速方法</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)調控制方式的特

20、性比較</p><p>　　（2）基頻以上恒壓變頻調速（屬于弱磁恒功率調速）</p><p>　　如果電壓源含有諧波，將使機械特性受到扭曲，并增加電機中的損耗。因此在設計變頻裝置時，應盡量減少輸出電壓中的諧波。</p><p>　?。?）異步電機的變壓變頻調速，必須具備能夠同時控制電壓幅值和頻率的交流電源，而電網提供的是恒壓恒頻的電源，因此應該配置變壓變頻器，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導通型和120º導通型逆變器</p><p>　　為了實現電壓-頻率協(xié)調控制，可以采用轉速開環(huán)恒壓頻比帶低頻電壓補償的控制方案，即通用變頻器控制系統(tǒng)，如果對調速范圍和起

22、制動性能要求較高可采用轉速閉環(huán)轉差頻率控制方案。</p><p>　　變頻調速的設計方案如下：</p><p>　?。?）基頻以下調速：要保持每級氣隙磁通不變，當頻率f1從額定值f1N向下調節(jié)時，必須同時降低Eg，使Eg/f1=常值 ，即采用電動勢頻率比為恒值的控制方式。然而。繞組中的感應電動勢是難以直接控制的，當電動勢值較高時，可以忽略定子繞組的漏磁阻抗壓降，而認為定子相電壓Us≈Eg，

23、則得Us/f1=常值，這是恒壓頻比的控制方式。</p><p>　　（2）基頻以上調速：頻率應該從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，相當于直流電動機弱磁升速的情況。</p><p>　　2.3 變頻器的參數整定與運行測試</p><p><b>　　參數整定：</b&g

24、t;</p><p>　　可以通過面板上的薄膜型按鈕改變和設定參數，以調節(jié)出所需要的變頻器特性，被選定的參數號和設定的參數值通過四位LED顯示屏顯示出來。</p><p>　　(1)首先開機后先將設備初始化，因為設備中可能還存儲著之前一次的參數設定。方法為將參數調至P944并設定為‘1’并按P鍵，此時出了P101外其它的所有參數都將復位為出廠設置值，以前設定的參數將被覆蓋。</p&g

25、t;<p>　　(2)有的參數號為一位，有的為兩位甚至三位，所以首先根據需要來選定需要改變的LED的位數。將參數調至P009（參數保護設定），再從參數范圍0到3內選擇所需要的參數值</p><p>　　一般情況下對于我們初學者，都會將參數值設定為3，再按P鍵，3位都可以被改動，還有在復位出廠設置值時也許不能調節(jié)至P944，此時也需要先將調節(jié)參數保護設定。</p><p>　　

26、(3)之后就可以按照需要設定參數，如設定加速時間（秒）將參數調至P002（出廠設置位10.0秒），設定減速時間（秒）就將參數調至P003（出廠設置位10.0秒），設定數字量頻率就將參數調至P005（出廠設置位5.0Hz）。根據需要調節(jié)參數設置需要的參數再按下P按鈕就設定成功。</p><p>　　注：如有其它需要設定的參數再根據說明書查找具體的參數號，再設定。</p><p><b&

27、gt;　　運行測試：</b></p><p>　　參數要求：加速時間=6s，減速時間=5s，頻率=30Hz</p><p>　　運行結果要求：顯示電流</p><p><b>　　具體運行過程：</b></p><p>　?、?P009設定為3，所有參數可被讀寫。</p><p>　　

28、② P944設定為1，復位出廠設置值。</p><p>　?、?P002設定為6，加速時間為6s。</p><p>　　④ P003設定為5，減速時間為5s。</p><p>　?、?P005設定為30，數字量頻率為30Hz。</p><p>　　參數設定完，按下綠色啟動按鈕，電動機來時轉動，為了顯示電流，還需設定參數P001（顯示選擇），根

29、據下表可知，將P001設定為2可以顯示電流，P001設為2 按下P按鈕，再調到P000（顯示P001中選擇的輸出量）顯示結果。顯示結果=0.4（A）</p><p>　　注：如果需要顯示其它參數，可通過調節(jié)P001根據上表選擇所需要現實的輸出值即可。</p><p><b>　　三、課程設計總結</b></p><p>　　通過這次的設計實驗。

30、對我以前的知識有很好的查漏補缺功效，使我受益匪淺，并讓我再一次深刻體會到學而怠用之，必有大漏這句話的深刻意義。并且鍛煉了我獨立思考的能力，培養(yǎng)了我獨立研究、發(fā)現問題、分析問題、解決問題的能力，也增強了自己的動手能力，使實踐與理論很好切合在一起，對書本上的知識也能活學活用。</p><p>　　課程設計是對大學所學課程的一個高度的綜合。使零散的知識系統(tǒng)化，形成了一種能力，這也是課程設計所要達到的目的。這也為我們走入