变频调速技术课程设计.docx

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变频调速技术课程设计

课程设计说明书

名称变频调速技术课程设计　　　

2012年6月11日至2012年6月17日共1周

目录

第一章绪论1

第二章课程设计主要仪器的介绍2

1.THZDH-2C变频调速实训考核装置2

1.1MM420变频器介绍2

1.2测速显示反馈装置3

第三章设计原理和调试过程4

1.闭环变频调速控制系统组成和工作原理4

1.1电机调速系统的组成4

1.2变频调速的工作原理4

2.变频器参数的设置4

2.1快速调试4

2.2PID参数的设置5

3.连接与调试步骤5

3.1系统的连接5

3.2基于要求的调试6

第四章结论7

1.测试条件和结果7

2.理论分析7

3.课程设计总结8

参考文献:

9

第一章绪论

在过程控制中,PID控制器是应用最为广泛的一种自动控制器。

它具有原理简单、易于实现、适用面广、控制参数相互独立、参数的选定比较简单等优点,是一种最优控制。

PID调节规律是连续系统动态品质校正的一种有效方法,其参数整定方式简便,在调试过程中确定一组调节器参数,并将系统投入闭环运行,然后改变调节器的给定值,观察被调量或调节器输出的阶跃响应曲线。

根据各整定参数对控制过程的影响来改变调节器参数。

闭环、过程PID控制变频调速的分析变频器是三相异步电机的控制设备,能根据需要调整其转速。

在转轴上装上磁体,在靠近磁体的位置上装上霍尔开关电路,将它们和霍尔开关电路组合起来可以构成各种旋转传感器。

霍尔电路通电后,磁体每经过霍尔电路一次,便输出一个电压脉冲。

由此,可对电动机实施转数、转速的检测。

经过简单的信号转换,便可得到电压信号,利用霍尔电路,不仅可检测转速,还可辨别旋转方向,转化的电压信号为0~5V,反馈给变频器的VR2端。

变频器根据VR1端输入给定值和反馈的实际值,即根据转速稳定时对应的电压设定值与霍尔变换器获得的反馈电压信号,利用PID控制自动调节,改变频率输出值来调节所控制的三相电机转速。

第二章课程设计主要仪器的介绍

1.THZDH-2C变频调速实训考核装置

1.1MM420变频器介绍

MM420变频器：

图1-1MM420变频器的外观

将交流输入L和N引入交流220V，将电源开关打开，变频器就可工作了，可调电阻为1K，主要用于可调节电压，1和2为变频器本身提供的10V电压，1位正，2为负，3和4为电压输入端，控制变频器的输出频率,从而控制电机转速。

1.2测速显示反馈装置

转速表：

测量电动机的转速，通过计算转速，输出对应的电压（1500转对应5V），用于做闭环实验.将编码器的4根线（发电机和电动机实验台上已经注明线的定义，不要接错）接入转速信号处，电压输出用于做反馈实验

第三章设计原理和调试过程

1.闭环变频调速控制系统组成和工作原理

1.1电机调速系统的组成

本调速系统主要由MM420变频器，异步电动机，同步发电机，光电编码器，转速表，2倍放大器等组成。

1.2变频调速的工作原理

变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。

变频器的功用是将频率固定的（通常为50Hz的）交流电（三相或单相）变成频率联系可调（多数为0-400Hz）的三相交流电。

2.变频器参数的设置

2.1快速调试

首先设置变频器参数，设置如下：

P0700=1（控制命令源于端子）

P756=0（ADC类型）

P1000=1（频率给定源于BOP面板）

P2200=1（使能PID）

P2253=2250（PID目标给定源于面板）

P2264=755.0（PID反馈源于模拟通道1）

P2265=5（PID反馈滤波时间常数）

P2274=0（微分时间设置）

P2280=0.5（比例增益时间设置）

P2285=15（积分时间设置）

P0761=0

P0757=0

P0758=0

P0759=10

P0760=100

2.2PID参数的设置

P2253=2250

P2264=755.0

P2265=5

P2274=0

P2280=0.5

P2285=15

然后根据测试要求设定不同的P2274，P2280，P2285值。

记录测试的数据。

3.连接与调试步骤

3.1系统的连接

如图3-1-1所示连接变频调速系统的各个部分：

图3-1-1用MM420组成闭环变频调速控制系统测试原理图

3.2基于要求的调试

在调试过程中，应依据实验要求调试。

先设定好变频器的工作方式并设定好主要参数。

然后通过设定不同的P和I，再设定空载时的电机转速，后加负载测试其调节的效果，并记录分析对比。

对比出不同的PI值时，其调节的快慢。

第四章结论

1.测试条件和结果

表4-1电机参数

参数名称

闭环控制

开环控制

定子电阻P0350

8.698

3.3292

电缆电阻P0352

0.9856

0.2774

转子时间常数P0384

96

105

总定子电阻P0395

7.59

7.67

实际转子电阻P0396

4.98

4.00

开环控制系统下（P2200=0）得到实验结果如表5-1：

表5-1开环控制系统下空载、负载转速

空载转速（r/min）

600

700

800

900

频率（Hz）

21.40

25.00

28.40

32.10

负载转速（r/min）

578

673

768

845

闭环控制系统下（P2200=1P2280=0.5P2285=15）得到实验结果如表5-2：

表5-2闭环控制系统下空载、负载转速

空载转速（r/min）

600

700

800

900

频率（Hz）

21.40

24.95

28.40

32.40

负载转速（r/min）

595

696

796

897

加负载频率（Hz）

21.92

25.66

29.45

34.93

2.理论分析

在闭环控制系统中，系统可以有效地保持稳定，其中比例增益P2280可以控制系统加负载之后回到给定值时的稳定性。

当给定速度一定时，P值越大，加负载后，转速回到给定值的时间越少。

当P值一定时，给定的速度越大，加载后，速度恢复的时间越长，且不精确，低于给定值。

3.课程设计总结

本次课程设计比较容易，通过这次课程设计，更近一步了解了变频器的使用方法。

这次实验分为几批，我们组是第一批，很快就做出来了。

不过由于一开始接错了变频器，导致无法显示，后来经过；老师的指导解决了。

然后做开环实验就很简单了，很快就得出了数据，总之，这次实验收获颇多！

参考文献:

[1]黄慧敏.通用变频器应用中的问题及对策[J].矿山机械.2004（11）

[2].符锡理，“变频调速供水泵原理和实践”，《变频器世界》，[J],1999，N010。

[3].符锡理，“变频恒压给水设备变频泵固定运行方式与循环运行方式的对比分析”，《变频器世界》，[J],2000，N012。