创新设计实践课程报告变频器电机控制Word格式.docx
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(4)研究由ASR与ACR所组成的串级信号作为变频器的模拟量输入信号的调速特点。
(5)熟悉NMCL-18,NMCL-31,NMEL-03/4组件的结构及调试方法。
(6)熟悉松下变频器VF0的使用方法。
3选择的仪器和设备
(1)教学实验台主控制屏NMCL-11
(2)NMCL-18组件
(3)NMEL-03/4组件
(4)电机导轨及测速发电机
(5)绕线电动机M09
(6)万用表
4实验内容
(1)单开环纯比例直流调速系统控制特性的测试。
(2)单开环比例积分直流调速系统控制特性的测试。
(3)单闭环纯比例直流调速系统控制特性的测试。
(4)单闭环比例积分直流调速系统控制特性的测试。
(5)双环开环纯比例直流调速系统控制特性的测试。
(6)双环开环比例积分直流调速系统控制特性的测试。
5变频器简介
变频调速已被公认为是最理想、最有发展前景的调速方式之一,采用变频器构成变频调速传动系统的主要目的,一是为了满足提高劳动生产率、改善产品质量、提高设备自动化程度、提高生活质量及改善生活环境等要求;
二是为了节约能源、降低生产成本。
用户根据自己的实际工艺要求和运用场合选择不同类型的变频器。
5.1松下VF0型变频器简介
松下变频器的全称是“松下交流变频调速器”,是由日本松下集团研发、生产、销售的知名变频器品牌,主要用于控制和调节三相交流异步电机的速度。
主要由整流(交流变直流)、滤波、逆变(直流变交流)、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。
通过改变电源的频率来达到改变电源电压的目的,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,松下变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。
5.1.1松下变频器VFO系列特点
1、小巧:
为了满足各类机器小型化的需要,我们实现了同类产品中最小型化;
体积仅是我公司过去产品的40%?
56%;
松下变频器VF0系列。
2、操作简单:
采用了新设计的调频电位器,使调频操作简单轻松;
而且用操作盘就可容易地操作正转/反转。
3、可由PLC直接调节频率:
可直接接收PLC的PWM信号并可控制电动机频率;
同时可与我公司PLC(FP0等)配套使用,无需模拟I/O单元。
4、功能齐全的小型产品:
8段速控制制动功能;
再试功能;
根据外部SW调整频率增减和记忆功能;
再生制动功能的充实;
400V系列型:
内置制动电路;
200V系列型:
内置0.4-1.5kW电阻;
0.2kW电路没有制动电阻;
0.4kW是外部设置的同包装电阻。
5.1.2变频器在调速系统中的优点
1、控制电机的启动电流;
2、降低电力线路的电压波动;
3、启动时需要的功率更低;
4、可控的加速功能;
5、可调的运行速度;
6、可调的转矩极限;
7、受控的停止方式;
8、节能;
9、可逆运行控制;
10、减少机械传动部件。
5.1.3变频调速原理
变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。
n=60f(1-s)/p
对于成品电机,其磁极对数p已经确定,转差率s变化不大,故电机的转速n与电源的频率f成正比,因此改变输入电源的频率就可以改变电机的同步转速,进而达到异步电机的调试目的。
6本系统实现原理及要求
变频器的控制信号分为开关量和模拟量。
开关量是用来实现电动机有极调速的,而模拟量则是用来实现电动机的平滑调速。
本题用转速调节器ASR以及电流调节器ACR的输出信号作为变频器的模拟量输入信号。
有六种工作方式需要研究及实现:
只使用一个调节器ASR,工作方式有单开环及单闭环的纯比例、比例积分四种;
两个调节器串在一起使用(ASR与ACR串联),即第一个调节器ASR的输出信号给第二个调节器ACR的输入信号,调节器ACR的输出信号给变频器,作为模拟量输入信号,工作方式有双开环的纯比例、比例积分两种。
本次实践课程的要求是测量每一种工作方式的输入信号与输出信号的变化过程及控制特点。
变频器接到信号后拖动电动机运动的速度变化特点。
7各工作方式实现方法及测试结果
7.1ASR开环比例模式的变频调速系统特性的测试。
1、接入ASR构成转速负反馈时,为了防止振荡,可预先把ASR&
gRP3电位器逆时针旋到底。
使调节器放大倍数最小,同时,ASR的”5”、“6”短路。
2、测取静特性时,须注意主电路电流不许超过电机的额定值(IA)
3、三相主电源连线时需注意,不可换锗相序。
4、系统开环连接时,不允许突加给定信号ug起动电机。
5、改变接线时,必须先按下主控制屏总电源开关的“断开”红色按钮,同时使系统的给定为零
6、双踪示波器的两个探头地线通过示波器外壳短接,故在使用时,必须使两探头的地线同电位(只用一根地线即可),以免造成短路事故。
8、断开ASR的“3’”至uct,,的连接线,G(给定)直接加至凹,t,&
Ug调至零,直流电机励磁电源开关闭合。
9、MEL,002t三相交流电源”合上主电源,即按下主控制屏绿色“闭合”开关按钮。
首先词节NMEL-18/2使励磁输出为220V。
然后调节侧面电压调节旋钮,使主控制屏U、V、w端有电压输出220v。
10、调节给定电压U士,使被测电动机空载转速no=1500转/分,然后调整转速变换51FBS中的R电位器使FBS输出为5v。
7.1.1系统原理图如图1所示
图1ASR开环比例模式的变频调速系统原理图
7.1.2外部接线电路图如图2所示
图2ASR开环比例模式的变频调速系统外部接线图
7.1.3测试结果分析
测试过程中,当给定值Ug为1V时,用万用表测得调节器ASR输出端9端的输出电压为4.6V,保证电动机的转速为额定转速1420r/min,电动机的转速随给定值Ug的变化而变化。
纯比例调节器的输出只取决于输入信号的现状。
纯比例调节的特点:
比例控制是一种有差调节;
比例控制的稳态误差随比例带的增大而增大,若要减小余差,就需减小比例带,即增大比例增益Kc;
对于定值控制系统,采用比例控制可以实现被控量对给定值的有差跟踪。
7.2ASR开环比例积分模式的变频调速系统特性的测试。
使调节器放大倍数最小,同时,ASR的”5”、“6”端接入可调电容(预置7uF)
7.2.1系统原理图如图3所示
图3ASR开环比例积分模式的变频调速系统原理图
7.2.2外部接线电路图如图4所示
图4ASR开环比例积分模式的变频调速系统外部接线图
7.2.3测试结果分析
测试过程中,当稍加给定值Ug时,用万用表测得调节器ASR输出端9端的输出电压若大于4.6V时,则调节调节器ASR上的R2、R3、R4,使调节器ASR的9输出端的输出电压降至4.6V,保证转速为1420r/min,电动机的转速不随给定值Ug的变化而变化。
积分调节器的输出则包含了输入信号的全部历史。
积分控制的特点:
积分控制是一种无差调节,它可以提高系统的无差度,即提高系统的稳态控制精度;
与比例控制相比,积分控制的过渡过程比较缓慢,系统的稳定性变差。
7.3ASR闭环比例模式的变频调速系统特性的测试。
使调节器放大倍数最小,同时,ASR的”5”、“6”端短接。
7、断开G(给定)和U。
,的连接线,ASR的输出接至U,a,#gASR的t+5”、“6”点短接
8、合上主控制屏的绿色按钮开关。
即按下主控制屏绿色“闭合”开关按钮,首先调节NMFL-18/2使励磁输出为220v。
然后调节侧面电压调节旋钮,使主控制屏U、V、W端有电压输出220V。
7.3.1系统原理图如图5所示
图5ASR闭环比例模式的变频调速系统原理图
7.3.2外部接线电路图如6所示
图6ASR闭环比例模式的变频调速系统外部接线图
7.3.3测试结果分析
测试过程中,当给定值Ug为2.5V时,用万用表测得调节器ASR输出端9端的输出电压为4.6V,保证转速为额定转速1420r/min,电动机的转速随给定值Ug的变化而变化。
7.4ASR闭环比例积分模式的变频调速系统特性的测试。
7.4.1系统原理图如图7所示
图7ASR闭环比例积分模式的变频调速系统原理图
7.4.2外部接线电路图如图8所示
图8ASR闭环比例积分模式的变频调速系统外部接线图
7.4.3测试结果分析
测试过程中,当稍加给定值Ug时,用万用表测得调节器ASR输出端9端的输出电压若大于4.6V时,则调节调节器ASR上的R2、R3、R4,使调节器ASR的9输出端的输出电压降至4.6V,保证转速为额定转速1420r/min,电动机的转速不随给定值Ug的变化而变化。
7.5双环开环比例模式的变频调速系统特性的测试。
1用示波器观察双脉冲观察孔,应有间隔均匀。
,幅度相同的双脉冲
2检查相序,用示波器观察”1“2”脉冲观察孔,1”脉冲超前2”脉冲60°
,则相序正确,否则,应调整输入电源。
3将控制一组桥触发脉冲通断的六个直键开关弹出,用示波器观察每只晶闸管的控制极,阴极,应有幅度为1V一2V的脉冲。
7.5.1系统原理图如图9所示
图9双开环比例模式的变频调速系统原理图
7.5.2外部接线电路图如图10所示
图10双开环比例模式的变频调速系统外部接线图
7.5.3测试结果分析
测试过程中,当给定值Ug为1V时,用万用表测得调节器ASR输出端3端的输出电压为4.4V时,调节器ACR输出端7端的输出电压为4.6V时,保证转速为额定转速1065r/min,电动机的转速随给定值Ug的变化而变化。
7.6双环开环比例积分模式的变频调速系统特性的测试。
7.6.1系统原理图如图11所示
图11双开环比例积分模式的变频调速系统原理图
7.6.2外部接线电路图如图12所示
图12双开环比例积分模式的变频调速系统外部接线图
7.6.3测试结果分析
测试过程中,当稍加给定值Ug时,用万用表测得调节器ASR输出端3端的输出电压为4.4V时,调节器ACR输出端7端的输出电压若大于4.6V时,则调节调节器ACR上的R2、R3、R4,使调节器ACR的7输出端的输出电压降至4.6V,保证转速为额定转速1065r/min,电动机的转速不随给定值Ug的变化而变化。
8注意事项
1、接入ASR构成转速负反馈时,为了防止振荡,可预先把ASR的RP3电位器逆时针旋到底,使调节器放大倍数最小。
2、改变接线时,必须先按下主控制屏总电源开关的“红色”按钮,同时使系统的给定为零。
3、进行闭环调试时,若电机转速达最高转速且不可调,注意转速反馈的极性是否接错。
4、变频器参数的设定为:
P08为2,P09为4。
5、变频器的3端和5端短接,若系统运行后,变频器上显示OP或OL时,则先断开3端和5端的连线,待显示为000时,再将3端和5端短接,系统运行正常。
9组内分工
10结束语
此次课程设计的任务是基于调节器输出给定的变频器模拟量输入信号的研究,通过这次的课程设计,让我们受益匪浅。
在课程设计期间通过与同学们之间的交流和老师的指导,使自己学到了不少知识。
熟悉了刚刚在运动控制课程中学习过的由速度调节器(ASR)组成的单环控制系统,测量与观察各点的波形,输入与输出信号之间的对应关系,开环、闭环、比例、比例积分各自的特点和由速度调节器(ASR)和电流调节器(ACR)组成的双环控制系统,测量与观察各点的波形7,输入与输出信号之间的对应关系,开环、闭环、比例、比例积分各自的特点。
在这次的课程设计中,我学到了很多很多。
这些都是我在普通课堂中学不到的,虽然课程设计已经结束,但它对我的影响却是永远的。
它会影响着我以后的学习与工作,为我的前进提供无尽的动力。
使我明白了在实际工作中应该如何学习并掌握新的知识与技能。
也让我增长了工作经验,提高自己的认知领域。
不断丰富、完善自己。
让自己能够尽快适应社会、融入社会。
无论是什么样的人什么专业什么样的学历什么样的工作,都可以好好的努力,展现自己的能力,把握住属于自己的机会。
没有事情是可以轻轻松松简简单单就成功的,每一件事情都让我们长大,每一段经历都记载着自己的艰辛和快乐,这是我们成长上的路。
同时,实训也让我认识到专业知识的重要性,是开展工作的前提。
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- 创新 设计 实践 课程 报告 变频器 电机 控制