綜合設計課程設計---基于變頻器的電機多速度運行控制系統(tǒng)設計

1、<p><b>　　綜合設計報告書</b></p><p>　　題 目 基于變頻器的電機多速度</p><p>　　運行控制系統(tǒng)設計 </p><p>　　院 部 名 稱 機電工程學院 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化 </p

2、><p>　　班 級 08 電氣工程及其自動化 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一.綜合設計目的與要求 ………………………………………3</p><p>　　1.1設計目的……………………………………………………3</p><p>　　1.2設計要求………

3、……………………………………………3</p><p>　　二.設計過程及數(shù)據(jù) ……………………………………………3</p><p>　　2.1系統(tǒng)模型……………………………………………………3</p><p>　　2.2原理分析……………………………………………………3</p><p>　　2.3硬件接線圖………………………………………………

4、…4</p><p>　　2.4主要設備及元器件…………………………………………5</p><p>　　2.5系統(tǒng)接線……………………………………………………5</p><p>　　2.6 PLC 程序流程圖 …………………………………………6</p><p>　　2.7 PLC系統(tǒng)編程………………………………………………7</p&g

5、t;<p>　　2.8變頻器配置參數(shù)……………………………………………8</p><p>　　2.9系統(tǒng)調(diào)試……………………………………………………9</p><p>　　三.綜合設計結(jié)果與心得………………………………………10</p><p>　　3.1設計結(jié)果……………………………………………………10</p><p>　　

6、3.2設計心得 …………………………………………………10</p><p>　　四.參考資料……………………………………………………11</p><p>　　五.附件…………………………………………………………12</p><p><b>　　綜合設計目的與要求</b></p><p><b>　　1.1設計

7、目的</b></p><p>　　本設計是學生第一次進行的綜合性專業(yè)訓練，是電氣工程及其自動化專業(yè)的一個重要教學環(huán)節(jié)，其設計目的是進一步鞏固和加深對所學理論知識的理解，培養(yǎng)學生獨立分析和解決工程實際問題的能力，是學生對自控設計有較完整的概念。通過這次設計，培養(yǎng)學生樹立為社會主義建設服務的觀念。設計者應該有干預創(chuàng)新和勇于負責的精神，嚴肅對待自己的設計。</p><p><b

8、>　　1.2設計要求</b></p><p>　　系統(tǒng)由一臺三相異步電動機驅(qū)動，該電動機的速度以設定的變化曲線運行。 系統(tǒng)由PC用相關(guān)軟件進行PLC編程，通過控制變頻器相關(guān)端子，使電動機按照以下曲線運行。要求既可以系統(tǒng)自動每隔10秒按照變化頻率連續(xù)運行，也可以根據(jù)要求實現(xiàn)這六個頻率中的任意一段頻率實時運行，從而使電機按照要求的轉(zhuǎn)速運行。</p><p><b>

9、　　設計過程及數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　2.1系統(tǒng)模型</b></p><p><b>　　2.2原理分析</b></p><p>　　根據(jù)三相異步電動機的轉(zhuǎn)速公式：n=(1-s)60f/p可知，三相異步電動機的調(diào)速方法有改變電動機定子繞組的磁極對數(shù)p;改變電源頻率f;改變轉(zhuǎn)差率s三種。<

10、;/p><p>　　變頻器是利用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。就是通過改變改變電源頻率f，改變了三相異步電動機的轉(zhuǎn)動速度。</p><p><b>　　2.3硬件接線圖</b></p><p>　　2.4主要設備及元器件</p><p>　　1．PLC是電力網(wǎng)絡路由器，簡稱電力貓。是利用傳輸

11、電流的電力線作為通信載體，將一個電表回路下的任何一個電源插座轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡接口，即插即用，無須另外布線，就可以和以太網(wǎng)互聯(lián)，并接入英特網(wǎng)。</p><p>　　2．變頻器是利用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，能實現(xiàn)對交流異步電機的軟起動、變頻調(diào)速、提高運轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過流/過壓/過載保護等功能。</p><p>　　3.接觸器是指工業(yè)電中利用線圈流過電流

12、產(chǎn)生磁場，使觸頭閉合，以達到控制負載的電器。接觸器由電磁系統(tǒng)（鐵心，靜鐵心，電磁線圈）觸頭系統(tǒng)（常開觸頭和常閉觸頭）和滅弧裝置組成。</p><p>　　4.熱繼電器是由流入熱元件的電流產(chǎn)生熱量，使有不同膨脹系數(shù)的雙金屬片發(fā)生形變，當形變達到一定距離時，就推動連桿動作，使控制電路斷開。</p><p>　　5.三相異步電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速低于旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組因與磁場間存在著相對運動而感

13、生電動勢和電流，并與磁場相互作用產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，實現(xiàn)能量變換。 </p><p>　　6.低壓電器是一種能根據(jù)外界的信號和要求，手動或自動地接通、斷開電路，以實現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護、檢測、變換和調(diào)節(jié)的元件或設備。</p><p><b>　　2.5系統(tǒng)接線</b></p><p>　　其接線按照附件上面的電氣接線圖，其中開關(guān)設置為

14、：</p><p>　　x0與開關(guān)SB1相接，為電機正轉(zhuǎn)；</p><p>　　x1與開關(guān)SB2相接，為電機反轉(zhuǎn)；</p><p>　　x2與開關(guān)SB3相接，為電機停轉(zhuǎn)；</p><p>　　PLC上com端與開關(guān)上com端相接，構(gòu)成一個開關(guān)的回路。</p><p><b>　　輸出端：</b>&

15、lt;/p><p>　　PLC：y4接LI3；y5接LI4；y6接LI5；con端接S3；LI1接S2；+24V接“10”；</p><p><b>　　為了構(gòu)成一個回路。</b></p><p>　　2.6 PLC 程序流程圖</p><p>　　2.7 PLC系統(tǒng)編程</p><p>　　2.8變

16、頻器配置參數(shù)</p><p>　　變頻器按照變頻器頻率組合進行參數(shù)設置：</p><p><b>　　頻率組合</b></p><p>　?。?）drc--菜單中FCS參數(shù)為“INI”—變頻器復位；</p><p>　?。?）I—O菜單中TCC參數(shù)為“2C”—兩線控制方式；</p><p>　

17、?。?）I—O菜單中RRS參數(shù)為“LI2”—LI2為反向啟動；</p><p>　?。?）FUN菜單中PSS下PS2參數(shù)為“LI3”</p><p>　?。?）FUN菜單中PSS下PS4參數(shù)為“LI4”</p><p>　　（6）FUN菜單中PSS下PS8參數(shù)為“LI5”</p><p>　?。?）SET菜單中SP2參數(shù)為“5”—第

18、2段速度為5HZ；</p><p>　?。?）SET菜單中SP3參數(shù)為“10”—第3段速度為10HZ；</p><p>　?。?）SET菜單中SP4參數(shù)為“15”—第4段速度為15HZ；</p><p>　?。?0）SET菜單中SP5參數(shù)為“20”—第5段速度為20HZ；</p><p>　　（11）SET菜單中SP6參數(shù)為“30”—

19、第6段速度為30HZ；</p><p>　　（12）SET菜單中SP7參數(shù)為“40”—第7段速度為40HZ；</p><p>　?。?3）DRC菜單中UFP參數(shù)為“P”—電壓/頻率額定值類型為可變轉(zhuǎn)矩；</p><p>　　（14）FLT菜單中OPL參數(shù)為“NO”—電機缺相不檢測；</p><p>　?。?5）SUP參數(shù)為“rFr”—

20、顯示為電動機的頻率；</p><p><b>　　2.9系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p><b>　　系統(tǒng)控制要求：</b></p><p>　　系統(tǒng)由一臺三相異步電動機驅(qū)動，該電動機的速度以設定的變化曲線運行。 </p><p>　　1、系統(tǒng)配置：PC（自帶）、PLC、變頻器、人機界面（可選）、低

21、壓電器、交流電源、三相異步電動機等。 </p><p>　　2、系統(tǒng)連接：從工作臺的電源板用安全插線引出電源到電源端子排，變頻器用于電機的調(diào)速。</p><p>　　3、系統(tǒng)由PC用相關(guān)軟件進行PLC編程，通過控制變頻器相關(guān)端子，使電動機按照以下曲線運行。既可以系統(tǒng)自動每隔10秒按照變化頻率連續(xù)運行，也可以根據(jù)要求實現(xiàn)這六個頻率中的任意一段頻率實時運行，從而使電機按照要求的轉(zhuǎn)速運行。<

22、;/p><p><b>　　綜合設計結(jié)果與心得</b></p><p><b>　　3.1設計結(jié)果</b></p><p>　　檢查線路連接，確認安全無誤后，接上電源，觀察電機。</p><p>　　按下開關(guān)SB1，電機正轉(zhuǎn)，</p><p>　　按下開關(guān)SB3，電機停止轉(zhuǎn)動。&

23、lt;/p><p>　　按下開關(guān)SB2，電機反轉(zhuǎn)，</p><p>　　按下開關(guān)SB3，電機停止轉(zhuǎn)動。</p><p>　　電機轉(zhuǎn)動按照設定的頻率以及間隔時間運轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　3.2 設計心得</b></p><p>　　通過此次課程設計，我們更加扎實的掌握了電子線路方面的知識，在

24、設計過程中雖然遇到了一些問題，但經(jīng)過一次又一次的思考，一遍又一遍的檢查終于找出了原因所在，也暴露出了前期我們在這方面的知識欠缺和經(jīng)驗不足。實踐出真知，通過親自動手制作，使我們掌握的知識不再是紙上談兵。</p><p>　　我認為我們的工作是一個團隊的工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發(fā)揚團結(jié)協(xié)作的精神。某個人的離群都可能導致整項工作的失敗。實習中只有一個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個

25、人的錯誤，就有可能導致整個工作失敗。團結(jié)協(xié)作是我們實習成功的一項非常重要的保證。而這次實習也正好鍛煉我們這一點，這也是非常寶貴的。 </p><p><b>　　參考資料</b></p><p>　　[1] 郁漢琪主編.電氣控制與可編程序控制器應用技術(shù).南京：東南大學出版社，2009</p><p>　　[2] 王衛(wèi)星，等編.可編程序控制器原理