实验五三相异步电机变频调速精.docx

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实验五三相异步电机变频调速精

实验五三相异步电机变频调速

一、实验目的

1．了解变频器外部控制端子的功能。

2．了解变频器端子的接线方法。

3．掌握变频器面板操作和常用参数的访问与设置。

4．了解三相异步电机变频调速在不同运行模式下的参数配置及操作方法。

二、实验原理

1．ATV31变频器的选型

2）．转子

1200～240V单相，0.18～2.2kW；2200～240V三相，0.18～15kW；3380～500V三相，0.37～15kW；4525～600V三相，0.75～15kW。

ATV31变频器具有丰富的端子和通信接口：

鼠笼式电动机由于构造简单，价格低廉，工作可靠，使用方便，成为了生产上应用

可以根据使用电动机的功率、额定电压来选择合适的变频器，一般变频器选型要大一个型号。

例如：

使用三相线电压380V，功率是0.37kW，可以选0.55kW对应的变频器ATV31HU55N4，这样可以保证电动机更有效的运行。

2．变频器I/O端子的连接

ATV31变频器端子的接线方式如图4-1所示。

1）．基本原理

为了说明三相异步电动机的工作原理，我们做如下演示实验，如图5-2所示。

图5-2三相异步电动机工作原理

L1

L2

L3

（1．演示实验：

在装有手柄的蹄形磁铁的两极间放置一个闭合导体，当转动手柄带动蹄形磁铁旋转时，将发现导体也跟着旋；若改变磁铁的转向，则导体的转向也跟着改变。

（2．现象解释：

当磁铁旋转时，磁铁与闭合的导体发生相对运动，鼠笼式导体切割磁力线而在其内部产生感应电动势和感应电流。

感应电流又使导体受到一个电磁力的作用，于是导体就沿磁铁的旋转方向转动起来，这就是异步电动机的基本原理。

转子转动的方向和磁极旋转的方向相同。

（3．结论：

欲使异步电动机旋转，必须有旋转的磁场和闭合的转子绕组。

2）．旋转磁场

（1）．产生

TB1动力端子分别接380V交流电和三相交流异步电动机，并且可以接入外置制动电阻和直流电抗器，用于紧急制动停车和滤波，见表4-2。

表4-2ATV31变频器的动力端子

TB2为控制端，各端子说明见表4-3。

22个控制端子可分为三组：

第一组为模拟量输入端；第二组为变频器输出的常开/常闭继电器接点端子；第三组为报警端子部分。

另外还提供一个RJ45接口用于通信。

表4-3ATV31变频器的控制端子

B

当ωt=00时，iA=0，AX绕组中无电流；iB为负，BY绕组中的电流从Y流入B1流

出；iC为正，CZ绕组中的电流从C流入Z流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图5-4（a）所示。

当ωt=1200时，iB=0，BY绕组中无电流；iA为正，AX绕组中的电流从A流入X流出；iC为负，CZ绕组中的电流从Z流入C流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图5-4（b）所示。

当ωt=2400时，iC=0，CZ绕组中无电流；iA为负，AX绕组中的电流从X流入A

流出；iB为正，BY绕组中的电流从B流入Y流出；由右手螺旋定则可得合成磁场的方向如图5-4（c）所示。

可见，当定子绕组中的电流变化一个周期时，合成磁场也按电流的相序方向在空间旋转一周。

随着定子绕组中的三相电流不断地作周期性变化，产生的合成磁场也不断地

通过2线制和3线制方式起动电动机，比较两种方式的区别，并改变加/减速斜坡时间。

（2实验说明

旋，因此称为旋转磁场。

XXX

（aωt=0°（bωt=120°（cωt=240°

图5-4旋转磁场的形成

（2）．旋转磁场的方向

旋转磁场的方向是由三相绕组中电流相序决定的，若想改变旋转磁场的方向，只要改变通入定子绕组的电流相序，即将三根电源线中的任意两根对调即可。

这时，转子的旋转方向也跟着改变。

→nCr输入铭牌给出的电动机额定电流，比铭牌给出的值稍大一些；→nSP输入铭牌给出的电动机额定转速；→COS输入铭牌给出的功率因数。

c.将变频器设置为2线制起动：

进入I/O-菜单→选择tCC→选择2C。

d.设置LI1为正转，LI2为反转。

LI1默认为正转，设置LI2为反转：

进入I/O-菜单→选择rrS→选择LI2。

e.设置加速斜坡和减速斜坡时间：

进入Set-菜单→选择ACC，设置加速斜坡时间：

0.1～999.9s，出厂设置为3s。

进入Set-菜单→选择DEC，设置减速斜坡时间：

0.1～999.9s，出厂设置为3s。

f.设置功能访问等级，进入CTL-菜单→选择LAC→选择L3，设置为最高访问等级。

g.设置控制方式

进入CTL-菜单→选择Cdl→选择tEr，将控制通道（数字量输入通道设置为端子控制方式。

进入CTL-菜单→选择Frl→选择AI1，将给定通道（模拟量输入通道设置为模拟量输入端子

θ=120p

AI1。

23线制控制

“正向”或“反向”脉冲控制起动，“停止”脉冲控制停车。

按图4-3所示接线，LI1：

停车，LI2：

正向，LIx：

反向。

图4-33线制起动接线图

2线制控制与3线制控制在变频器设置和端子接线上有略微的差别：

a.将变频器设置为3线制起动，进入I/O-菜单→选择tCC→选择3C；b.设置反转输入端，进入I/O-菜单→选择rrS→选择LI3。

3．预置及切换电动机的运行速度（1实验内容

通过对变频器的参数配置，外接多个按钮“0～1”信号的不同组合，可以为电动机设置2种、4种、8种、16种的预置速度，实现速度的切换，见表4-5。

本实验预置4种速度，需要两个按钮，进行4种状态组合，完成4种速率的切换。

111111011101SP14SP15SP16（3实验步骤按图4-4所示接线，动力电源与电位器接线与前一个实验相同，LI1：

正向；LI2：

反向。

在电动机最初运行时，速度是按照给定的频率运行，可通过接在LI3、LI4的两个按钮来切换速度。

图4-4电动机速率切换接线1电动机铭牌参数输入到变频器中。

2将变频器设置为2线制起动：

进入I/O-菜单→选择tCC→选择2C。

3LI1和LI2分别定义为正转和反转。

LI1默认为正转，设置LI2为反转：

进入I/O-菜单→选择rrS→选择LI2。

4LI3和LI4作为两个速度切换端子，进入FUn-功能菜单→选择PSS→选择PS2→选择LI3；再选择PS4→选择LI4。

5设置4个预置速度的频率值：

a.进入SET-菜单→选择SP2，设置第2个预置速度的频率值；b.进入SET-菜单→选择SP3，设置第3个预置速度的频率值；c.进入SET-菜单→选择SP4，设置第4个预置速度的频率值。

四、思考题1、电动机正、反转运行的工作原理是什么？

2、为什么三相异步电机可以变频调速？

五、预习要求1．了解变频器的工作原理与使用方法。

2．熟悉电机变频调速原理。

3．了解变频器I/O端子的连接及接线方式。

六、实验仪器设备1.三相交流异步电动机2.变频器1台1只

3.电位器4.隔离开关5.熔断器6.按钮1只1只3只若干七、注意事项1．必须检查电路连接完好后再送电，不允许在带电情况下实施接、配线。

2．变频器在运行时不允许切离电动机，否则会引起变频器过流跳闸，甚至变频器主电流烧坏。

3．变频器在接通电源后，即使在停止状态，其端子上仍带电，不能接触，否则会发生触电事故。

4．变频器关闭电源后，在充电指示灯熄灭前其端子上仍带电，不能接触，否则会发生触电事故。

5．不能采用接通和断开主电路电源的方法来控制变频器的运行和停止，否则可能引起事故。