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

苏州市职业大学

课程设计说明书

名称变频调速技术课程设计　　　

2012年6月4日至2012年6月10日共1周

院　系电子信息工程系

班级10电气自动化4

姓名徐小冬

系主任张红兵

教研室主任邓建平

指导教师冯惕

第一章绪论

电流双闭环调速系统（简称双闭环调速系统）是由单闭环调速系统发展而来的。

单闭环调速系统可以实现转速调节无静差，但单闭环调速系统中用一个调节器综合多种信号，各参数间相互影响，难于进行调节器动态参数的调整，而用两个调节器分别调节转速和电流，构成转速、电流双闭环调速系统，则可以获得近似理想的过渡过程。

双闭环直流调速系统的原理双闭环直流调速系统具有良好的稳态和动态性能，它已经成为应用非常广泛的一种调速系统。

其系统原理图如图所示。

了获得良好的静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用具有输入、输出限幅电路PJ调节器，且转速与电流都采用负反馈闭环。

由于调整系统的主要参量为转速，故将转速环作为主环放在外面，电流环作为副环放在里面，这样可以抑制电网电压扰动对转速的影响。

在双闭环直流调速系统中设置了两个调节器，转速调节器的输出当作电流调节器的输入，电流调节器的输出控制晶闸管整流器的触发装置。

电流调节器在里面称作内环，转速调节器在外面称作外环，这样就形成转速、电流双闭环调速系统。

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

THZDH-2C变频调速实训考核装置包括西门子MM420变频器、电源电压表、电源电流表、操作按钮、告警，复位、漏电断路器和直流开关电源、负载电阻、仪表（直流数字电压表、直流数字电压电流、转矩表、转速表、交流数字电压表、交流数字电流表）、触摸屏等。

1.1MM420变频器介绍

西门子MM420是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列。

该系列有多种型号，从单相电源电压，额定功率120W到三相电源电压，额定功率11KW可供用户选用。

MM420变频器电路方框图如图2-1所示。

进行主电路接线时，变频器模块面板上的L1、L2插孔接单相电源，接地插孔接保护地线；三个电动机插孔U、V、W连接到三相电动机（千万不能接错电源，否则会损坏变频器）。

MM420变频器模块面板上引出了MM420的数字输入点：

DIN1（端子⑤）；DIN2（端子⑥）；DIN3（端子⑦）；内部电源+24V（端子⑧）；内部电源0V（端子⑨）。

数字输入量端子可连接到PLC的输出点（端子⑧接一个输出公共端，例如2L）。

当变频器命令参数P0700=2（外部端子控制）时，可由PLC控制变频器的启动/停止以及变速运行等。

图2-1MM420变频器方框图

1.2测速显示反馈装置

1.2.1直流数字电压表

直流数字电压表0-1000V，将待测的直流流电压用导线接入

1.2.2直流数字电流表

直流数字电流表0-2000mA，将待测的直流流电流用导线接入

1.2.3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

如图3-1所示：

图3-1MM420组成闭环变频调速控制系统

1.2变频调速的工作原理

1.2.1PID控制原理简单说明

MM4变频器的闭环控制，是应用PID控制，使控制系统的被控量迅速而准确地接近目标值的一种控制手段。

时时地将传感器反馈回来的信号与被控量的目标信号相比较，如果有偏差，则通过PID的控制作用，使偏差为0，适用于压力控制，温度控制，流量控制等。

1.2.2MM440变频器PID控制原理图

MM440变频器PID控制原理图如图3-2所示:

图3-2MM440变频器PID控制原理图

2.变频器参数的设置

2.1快速调试

快速调试如图3-3所示:

2.2模拟输入的设置

模拟输入的设置如图3-4所示:

图3-4模拟输入的设置

2.3PID参数的设置

P0700=1P0761=0死区

P0756=0P0757=0最低V

P1000=1P0758=0%最低f

P2200=1（闭环）,0（开环）P0759=10最大U

P2253=2250P0760=100%最高f

P2264=755.0

P2265=5

P2280=0.5

P2285=15

P2274=0

3.连接与调试步骤

3.1系统的连接

按图3-5所示连接电机，接线等设备。

图3-5闭环变频调速控制系统

3.2基于要求的调试

按图连接好电动机等设备，设置模拟输入，设置PID参数，设置P2200=1闭环控制，未加负载和加负载做一次，观察并记录数据；设置P2200=0开环控制，未加负载和加负载做一次，观察并记录数据。

改变P和I的值，观察数据的变化。

第四章结论

1.测试条件和结果

P=1，I=10时，闭环空载和负载电机的转速:

空载

508

601

701

负载

502

601

700

2.理论分析

根据测试结果反馈的数据观察到，电机负载空载的速度基本差不多，满足P=1闭环控制系统的要求，验证了实验是闭环控制系统调速。

3.课程设计总结

从开始学交流变频到后来的实验课，再到现在的课程设计，对闭环变频调速控制系统有了更深的了解，能够熟练的运用变频器来调节控制电机的调速。

但中途由于忽视了一些细节，导致实验做得时间有点稍长，忘了停下电机就调节变频器的数值，导致实验失败。

通过反复的检查还是把这个问题成功解决了，给我以后做实验增加了点经验。

参考文献：

micromaster440简明调试指南

MICROMASTER440使用大全

MICROMASTER420使用大全