基于PLC的变频调速系统设计课程设计

《电气控制与PLC》课程

设计说明书

基于PLC的变频调速系统设计

The variable frequency speed regulation system based on PLC design

学生姓名

学生学号

学院名称

专业名称电气工程及其自动化

指导教师

2013年12月1日

摘要

本文主要介绍了研究和设计的基于可编程控制器的变频调速系统的成果，在本次的设计中，我的设计系统主要由PLC、变频器、电动机等几部分组成。经过本次设计和研究，使我对所有器件有了新的认识，尤其对PLC有了更多的了解：PLC是能进行行逻辑运算，顺序运算，计时，计数，和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程的工业计算机。首先我们查阅各个器件的资料，先对其有个明确的认识，然后通过老师的指点明白了整个系统的大概工作原理框图后，通过学习资料与老师指点将硬件设备连接成功。本文综合应用电子学与机械学知识去解决基于可编程控制器的变频调速系统，本次设计选用三相异步交流电机，而 PLC和交流电机无论在工业还是生活中都是应用最广，因此本次设计具有相当的实用价值。

关键词 PLC；变频器；电动机；调速

目录

1 引言 (1)

1.1 概述 (1)

1.2设计内容 (1)

2 系统的功能设计分析和总体思路 (2)

2.1 系统功能设计分析 (2)

2.2 系统设计的总体思路 (2)

3 PLC和变频器的选择 (3)

3.1PLC的概述 (3)

3.1.1 PLC的基本结构 (3)

3.1.2 PLC的工作原理 (4)

3.1.3PLC的型号选择 (5)

3.2变频器的选择和参数设置 (6)

3.2.1 变频器的选择 (6)

3.2.2 变频调速原理 (7)

3.2.3 变频器的工作原理 (7)

3.2.4 变频器的快速设置 (8)

4 开环控制设计及PLC编程 (9)

4.1 硬件设计 (9)

4.2 PLC软件编程 (9)

4.2.1设计步骤 (9)

4.2.2系统流程框图 (10)

4.2.3 程序的主体 (11)

4.2.4 控制程序T形图 (11)

5 PLC系统的抗干扰设计 (17)

5.1 变频器的干扰源 (17)

5.2 干扰信号的传播方式 (17)

5.3 主要抗干扰措施 (17)

5.3.1 电源抗干扰措施 (17)

5.3.2 硬件滤波及软件抗干扰措施 (18)

5.3.3 接地抗干扰措施 (18)

结论与心得 (19)

参考文献 (20)

附录 (21)

1 引言

1.1 概述

调速系统快速性、稳定性、动态性能好是工业自动化生产中基本要求。在科学研究和生产实践的诸多领域中调速系统占有着极为重要的地位特别是在国防、汽车、冶金、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。调速控制系统的工艺过程复杂多变，具有不确定性，因此对系统要求更为先进的控制技术和控制理论。

可编程控制器（PLC）可编程控制器是一种工业控制计算机，是继续计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简朴，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域中被广泛地使用。

1.2设计内容

（1）利用西门子S7-200PLC、EM235、西门子MM420变频器等硬件设计一个变频系统，可以控制电动机的正反转和停止，另外能够平滑地调节电动机的转速；

(2)用MCGS上位机软件界面给出频率设定值。

2 系统的功能设计分析和总体思路

2.1 系统功能设计分析

随着电力电子技术以及控制技术的发展，交流变频调速在工业电机拖动领域得到了广泛应用；可编程控制器PLC 作为替代继电器的新型控制装置，简单可靠，操作方便、通用灵活、体积小、使用寿命长且功能强大、容易使用、可靠性高，常常被用于现场数据采集和设备的控制；组态软件技术作为用户可定制功能的软件开发平台工具，可实现显示电机转速，可实现远程调速控制，在PC 机上可开发友好人机界面，通过PLC 可以对自动化设备进行“智能”控制。在此，本次设计就是基于PLC 的变频器调速系统。将现在应用最广泛的PLC 和变频器综合起来主要功能实现了变压变频调速。电机的正反转，加减速以及快速制动等。因此，该系统必须具备以下三个主体部分：控制运算部分、执行和反馈部分。控制运算主要由PLC 和变频器来完成；执行元件为变频器和电机；反馈部分主要为速度反馈。

2.2 系统设计的总体思路

系统主要由三个部分构成，即可编程逻辑控制器件PLC 、变频器和电机。首先通过设置给定输入给PLC ，再通过PLC 控制变频器，再经由变频器来控制电机，随后将电机的转速反馈给PLC ，经比较后输出给变频器从而实现无静差调速。具体如下图所示：

图2-1速度闭环控制的机构控制图

电机

-

速度给定

速度反馈信号

+

PLC （PID ） 变频调速系统

3 PLC和变频器的选择

3.1PLC的概述

3.1.1 PLC的基本结构

可编程序控制器简称为PLC（Programmable Logic Controller）主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成。（如下图3-1所示）

图3-1 PLC控制系统示意图

可编程序控制器实际上是一种工业控制计算机，它的硬件结构与一般微机控制系统相似，甚至与之无异。可编程序控制器主要由CPU（中央处理单元）、存储器（RAM和EPROM）、输入/输出模块（简称I/O模块）、编程器和电源五大部分组成。

1） CPU模块

CPU模块又叫中央处理单元或控制器，它主要由微机处理器（CPU）和存储器组成。CPU 的作用类似于人类的大脑和心脏。它采用扫描方式工作，每一次扫描要完成以下工作：（1）输入处理：将现场的开关量输入信号和数据分别读入输入映像寄存器和数据寄存器。

（2）程序执行：逐条读入和解释用户程序，产生相应的控制信号去控制有关的电路，完成数据的存取、传送和处理工作，并根据运算结果更新各有关寄存器的内容。

（3）输出处理：将输出映像寄存器的内容送给输出模块，去控制外部负载。

2） I/O模块

I/O模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号。输入信号有两类：一类是从按钮、选择开关、数字开关、限位开关、接收开关、关电开关、压力继电器等来的开关量输入信号；另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的模拟量输入信号。

可编程序控制器通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等执行器，可编程序控制器控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报警装置等。

CPU模块的工作电压一般是5V，而可编程序控制器的输入/输出信号电压一般较高，如直流24V和交流220V。从外部引入的尖蜂电压和干扰噪声可能损坏CPU模块中的元器件，或使可编程序控制器不能正常工作，所以CPU模块不能直接与外部输入/输出装置相连。I/O模块除了传递信号外，还有电平转换与噪声隔离的作用。

3）编程器

编程器除了用来输入和编辑程序外，还可以用来监视可编程序控制器运行时梯形图中各种编程元件的工作状态。

编程器可以永久地连续在可编程序控制器上，将它取下来后可编程序控制器也可以运行。一般只在程序输入、调试阶段和检修时使用，一台编程器可供多台可编程序控制器公用。

4）开关量I/O模块

开关量模块的输入输出信号仅有接通和断开两种状态。电压等级有直流5V，12V，24V，48V和交流110V，220V等。输入输出电压的允许范围很宽，如某交流220V输入模块的允许低电压为0~70V，高电压为70~256V，频率为47~63HZ。

各I/O点的通/断状态用发光二极管或其它元件显示在面板上，外部I/O接线一般接在模块的接线端子上，某些模块使用可拆除的插座型端子板，在不拆去端子的外部连线的情况下，可以迅速地更换模。开关量I/O模块可能4，8，16，32，64点。

图3-2 直流输入电路

3.1.2 PLC的工作原理

PLC通电后，需要对硬件和软件做一些初始化工作。为了使PLC的输出及时地响应各种输入信号，初始化后PLC要反复不停地分段处理各种不同的任务，这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。

1、初始化过程：与其它单片机运行一样，上电运行或复位时进行处理

（1）硬件初始化，复位输出输入模块，清零

（2）清除数据区

（3）输出输入地址分配 2、扫描过程

（1）扫描输入，将输入口状态读入至输入口映像区 （2）时钟处理，特殊寄存器更新 （3）执行用户程序

（4）输出，将输出口映像区输出至输出端口刷新 （5）自诊断检查 3、出错处理 检查PLC 内部电路

CPU 、电池电压、程序存储器、I/O 、通讯异常致命错误，CPU 强制STOP 方式，所有扫描停止。图3-1所示为一小型PLC 的典型工作过程

上 电

清I/O 和内部电器复位定时器

检查总线及I / O 边接情况

复位监视定时器

检查硬件和程序存储器复位监视定时器

输出刷新

执行用户程序

输入采样

复位监视定时器

执行来自外设(如编程器)的命令

正确？置错误标志和光显示

错误还是报警？

N

Y

错误

报警

图3-3 小型PLC 的典型工作过程

3.1.3PLC 的型号选择

在PLC 系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC 工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC 及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC 应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC 的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容

量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。

综合了输入输出（I/O）点数、存储器容量、各项控制功能和机型的考虑以及性价比等各方面的因素，在此我为该系统设计选择了S7-200 PLC一台。

图3-4 S7-200 PLC CPU的外形模型图

S7-200有5种CPU模块、6个有12种工作方式的高速计数器和两点高速计数器/和脉冲宽度调制器、直接读写的模拟量I/O模块、先进的程序结构、灵活方便的寻址方式以及程序化的PID编程控制。强大的通讯功能，它支持多种通信协议。价格是它在所有品牌在同一功能区内很有竞争力的。最重要的是它还提供了完善的的网上支持。这些都为实现本系统的设计提供很好的条件和方便。例如，高速计数器可以用来测速从而实现速度反馈。

3.2变频器的选择和参数设置

3.2.1 变频器的选择

正确选择通用型变频器对于传动系统能够正常运行时至关重要的，首先要明确使用通用变频器的目的，按照生产机械的类型、调速范围、速度响应和控制精度、启动转矩等要求，充分了解变频器所驱动负载特性，决定采用什么功能的通用变频器构成控制系统，然后决定选用哪种控制方式最合适。所选用的通用变频器应是既满足生产工艺要求，又要在技术经济指标上合理。若对通用变频器选型、系统设计及使用不当，往往会使通用变频器不能正常的运行、达不到预期目标，甚至引发设备故障，造成不必要的损失。另外，为了确保通用变频器长期可靠的运行，变频器的地线的连接也是非常重要的。

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。

在本系统中，选用了由西门子生产的通用变频器MM420。

MicroMaster420是全新一代模块化设计的多功能标准变频器。它有强大的通讯能力、精确的控制性能、模块化结构设计，具有更多的灵活性，操作方便。最新的IGBT技术，具有7个固定频率，4个跳转频率。灵活的斜坡函数发生器带有起始段和结束段的平滑特性，防止运行中不应有的跳闸，直流制动和复合制动方式提高制动性能。用BiCo技术，实现I/O 端口自由连接。MICROMASTER420是用于控制三相交流电动机速度的变频器系列，从单相电源电压额定功率120W到三相电源电压额定功率11KW可供选用，由微处理器控制，用具有现代先进技术水平的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)作为功率输出器件。因此，具有很高的运行可靠性和功能的多样性。其脉冲宽度调制的开关频率是可选的，因而降低了电动机运行的噪声，全面完善的保护功能为变频器和电动机提供了良好的保护。MICROMASTER420具有缺省的工厂设置参数，它是给数量众多的简单的电动机控制系统供电的理想变频驱动装置。由于MICROMASTER420具有全面而完善的控制功能，在设置相关参数以后，它也可用于更高级的电动机控制系统。

3.2.2 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 （式3.1）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。

3.2.3 变频器的工作原理

变频器的工作原理是把市电（380V 、50Hz）通过整流器变成平滑直流，然后利用半导体器件（GTO、GTR或IGBT）组成的三相逆变器，将直流电变成可变电压和可变频率的交流电。

3.2.4 变频器的快速设置

如果所用的变频器刚刚出厂的变频器，则需对它进行快速调试，试验中用到的变频器都已经完成了快速调试。

序号变频器参数出厂值设定值功能说明

1P0304230 380 电动机的额定电压( 380V )

2P0305 3.25 0.35 电动机的额定电流( 0.35A )

3P03070.75 0.06 电动机的额定功率( 60W )

4P031050.00 50.00 电动机的额定频率( 50Hz )

5P03110 1430 电动机的额定转速( 1430 r/min )

6P1000 2 1 用操作面板（BOP）控制频率的升降

7P10800 0 电动机的最小频率( 0Hz )

8P108250 50.00 电动机的最大频率( 50Hz )

9P112010 10 斜坡上升时间( 10S )

10P112110 10 斜坡下降时间( 10S )

11P0700 2 2 选择命令源（由端子排输入）

12P0701 1 10 正向点动

13P070212 11 反向点动

14P1058 5.00 30 正向点动频率（30Hz）

15P1059 5.00 20 反向点动频率（20Hz）

16P106010.00 10 点动斜坡上升时间（10S）

17P106110.00 5 点动斜坡下降时间（5S）

注:（1）设置参数前先将变频器参数复位为工厂的缺省设定值；（2）设定P0003=2 允许访问扩展参数；（3）设定电机参数时先设定P0010=1(快速调试),电机参数设置完成设定P0010=0(准备)

改变参数数值的一个数字。为了快速修改参数的数值，可以单独修改显示出的每个数字，操作步骤如下：

1.按（功能键），最右边的一个数字闪烁。

2.按 / ，修改这位数字的数值。

3.再按（功能键），相邻的下一位数字闪烁。

4.执行2至4步，直到显示出所要求的数值。

5.按，退出参数数值的访问级。

4 开环控制设计及PLC编程

4.1 硬件设计

在没有反馈信息的比较，通过直接给定控制信息的控制调速系统称之为开环调速系统。其控制思想的结构框图如下图所示：

速度给定

PLC 变频调速系统

图4-1速度开环控制的结构控制

图

图4-2 硬件连接图

4.2 PLC软件编程

4.2.1设计步骤

(1) 使用PLC的各个输入点作为系统的各个控制信号；

(2) 使用PLC的一个模拟量输出点AQWO作为使电机转动的频率给定信号，接到MM440变频器的AIN1+，AIN1-端子上；

(3) 调节变频器使其输出频率受模拟量输入电压控制；

(4) 然后编制输出按时间函数循环的梯形图程序；

(5) 最后调试并运行。

4.2.2系统流程框图

启动和中间切换状态数据清除和初始化

有I0.3按下。读AIW0并将数据送给AQW0

I0.0按下。点亮Q0.0并把单环运行状态通行位标记并判断是否与其他按键

电压上升环，点亮Q0.3表状态，用定时器设定上升速度，

用加法器设定上升幅度并判断电压值是否到达设定值，并

置第一次电压平衡副状态位锁定并判断是否与其他按键 电压保持环节。点亮Q0.4熄灭Q0.3表状态，用定时器计算平衡时间，等待定时器动作，并置第一次电压下降副状态位

锁定。并判断是否与其他按键

电压下降环，点亮Q0.5熄灭Q0.4表状态，用定时器设

定下降速度，用减法器设定下降幅度并判断电压值是否

到达设定值，并置第二次电压平衡副状态位锁定解除第一次电压下降副状态锁定位并判断是否与其他按键

电压保持环节。点亮Q0.4熄灭Q0.3表状态，用

定时器计算平衡时间，等待定时器动作，并置第

二次电压下降副状态位锁定，解除第二次电压平

衡副状态锁定位并判断是否与其他按键

I0.1按下。点亮Q0.1并把循环运行状态通行位标记并判断是否与其他按键 电压下降环，点亮Q0.5熄灭Q0.4表状态，用定时器设定下降速度，用减法器设定下降幅度并判断电压值是否到达设定值，解除第二次电压下降副状态锁定位并判断是否与其他按键

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y

Y 根据不同的按键显示不同的状态并且锁定相应的程序通行位，并进行互锁状态和通行位

有I0.2按下。停止运行

（1）系统的软件设计是根据系统给定的时间函数运行的，所以软件的设计主要是以时间原则来设计。

4.2.3 程序的主体

（2）初始化变量及判断按键和锁定相应的状态位

（3）0-25秒上升子程序

（4）25-35秒平衡子程序

（5）35-40秒下降子程序

（6）40-60秒平衡子程序

（7）60-65秒下降子程序

（8）有循环位时启动下一次循环子程序

（9）外部电压给定子程序

4.2.4 控制程序T形图

结束并等待并判断是否与其他按键

Y

有循环状态锁定位

长安大学交流调速课程设计

长安大学交流调速课程设计

一．摘要 变频调速是一种新兴的技术，将变频调速技术用于供水控制系统中,具有高效节能、水压恒定等优点。随着社会经济的发展，绿色、节能、环保已成为社会建设的主题。对于一个城市的建设，供水系统的建设是其中重要的一部分，供水的可靠性、稳定性、经济性直接影响到居民的生活质量。近年来，随着自动化技术、控制技术的发展，以及这些技术在供水系统的应用，高性能、高节能的变频恒压控制的供水系统已成为现在城市供水管理的必然趋势。本次课程设计采用CPM1A PLC控制器结合富士变频器控制两台水泵的各种转换，实现变频恒压供水系统的功能，并且实现故障转换与报警等保护功能，使得系统控制可靠，操作方便。 二．设计要求 一楼宇供水系统，正常供水量为30m3/小时，最大供水量40m3/小时，扬程24米。采用变频调速技术组成一闭环调节系统，控制水泵的运行，保证用户水压恒定。当用水量增大或减小时，水泵电动机速度发生变化，改变流量，以保证水压恒定。 要求设计实现： ⑴设二台水泵。一台工作，一台备用。正常工作时，始终由一台水 泵供水。当工作泵出现故障时，备用泵自投。 ⑵二台泵可以互换。 ⑶给定压力可调。压力控制点设在水泵出口处。

⑷具有自动、手动工作方式，各种保护、报警装置。采用OMRON CPM1A PLC、富士变频器完成设计。 三．方案的论证分析 传统的小区供水方式有： ⑴恒速泵加压供水方式 该方式无法对供水管网的压力做出及时的反应，水泵的增减都依赖人工进行手工操作，自动化程度低，而且为保证供水，机组常处于满负荷运行，不但效率低、耗电量大，而且在用水量较少时，管网长期处于超压运行状态，爆损现象严重，电机硬起动易产生水锤效应，目前较少采用。 ⑵气压罐供水方式 气压罐供水具有体积小、技术简单、不受高度限制等特点，但此方式调节量小、水泵电机为硬起动且起动频繁，对电器设备要求较高、系统维护工作量大，而且为减少水泵起动次数，停泵压力往往比较高，致使水泵在低效段工作，也使浪费加大，从而限制了其发展。 ⑶水塔高位水箱供水方式 水塔高位水箱供水具有控制方式简单、运行经济合理、短时间维修或停电可不停水等优点，但存在基建投资大，占地面积大，维护不方便，水泵电机为硬起动，启动电流大等缺点，频繁起动易损坏联轴器，目前主要应用于高层建筑。 综上所述，传统的供水方式普遍不同程度的存在浪费水力、

课程设计 变频调速技术的应用现状和发展

洛阳理工学院 课程设计 课程名称： 设计课题： 系别： 班级： 学号： 姓名：

目录 摘要 (3) 前言 (3) 一、变频调速技术及其在空调系统中的应用 (3) 二、变频调速技术实验研究及其应用分析 (6) 三、交流变频调速技术的优势与应用 (11) 四、变频调速系统的发展现状与前景展望 (13) 五、课程设计心得体会 (16) 六、参考文献 (16)

变频调速技术的应用现状和发展 摘要：介绍了目前变频调速领域研究的热点问题，分析了最新技术发展对变频调速系统产业化所带来的影响，并对变频调速系统的发展前景进行了预测。简要介绍了变频调速技术，对变频调速器的用途和性能优点做了概括总结，比较详细地论述了变频调速器应用在空调系统中的节能的基本原理，并对其自动控制方法做了简单介绍.重点分析了与阀门调节相比，变频调速器的节能效果，从变频调速的基本原理开始，讨论了电动机调速与节能的关系，根据实验数据，结合生产实践中大量使用的风机、水泵进行分析，指出变频调速有利于节能及其它优势，并结合相关实例说明了使用变频技术带来的经济效益。 Abstract: This paper describes the current research in the field of frequency control hot issues, analyzing the latest technological developments on the frequency control system, the impact of industrialization, and Frequency Control System briefly introduced the development prospects of Frequency Control Technology,, a more detailed exposition of the frequency converter used in air-conditioning system in the basic principles of energy-saving, and its automatic control method made a brief introduction. focus on analysis, compared with the valve control, frequency conversion governor of energy-saving effect, from the basic principle of frequency conversion began to discuss the relationship between motor speed and energy saving, according to the experimental data, combined with production practice that is conducive to energy-saving frequency control, and other advantages, combined with the use of relevant examples of the benefits of inverter technology . 前言 当前全球经济发展过程中，有两条显著的相互交织的主线：能源和环境。能源的紧张不仅制约了相当多发展中国家的经济增长，也为许多发达国家带来了相当大的问题。能源集中的地方也往往成为全世界所关注的热点地区。而能源的开发与利用又对环境的保护有着重大影响。全球变暖、酸雨等一系列环境灾难都与能源的开发与利用有关。 能源工业作为国民经济的基础，对于社会、经济的发展和人民生活水平的提高都极为重要。在高速增长的经济环境下，中国能源工业面临经济增长与环境保护的双重压力。有资料表明，受资金、技术、能源价格的影响，中国能源利用效率比发达国家低很多。 对能源的有效利用在我国已经非常迫切。作为能源消耗大户之一的电机在节能方面是大有潜力可挖的。我国电机的总装机容量已达4亿千瓦，年耗电量达6000亿千瓦时，约占工业耗电量的80%。我国各类在用电机中，80%以上为0.55-220kW以下的中小型异步电动机。我国在用电机拖动系统的总体装备水平仅相当于发达国家50年代水平。因此，在国家十五计划中，电机系统节能方面的投入将高达500亿元左右，所以变频调速系统在我国将有非常巨大的市场需求。 一、变频调速技术及其在空调系统中的应用 90年代以来，随着大功率晶体管技术发展、大规模集成电路和计算机技术的突飞猛进，交流电机的变频调速技术已日趋完善，在各行各业得到了广泛的应用.尤其在暖通空调领域，这一新技术在我国也开始推广应用，实践证明节能效益显著.

基于PLC的变频调速系统设计课程设计论文

课程设计(论文) 基于PLC的变频调速系统设计 Design of variable frequency speed regulation system based on PLC 学生姓名王超 学院名称信电学院 学号20110501121 班级11电气 1 专业名称电气工程及其自动化 指导教师曹言敬 2014年12月15日

摘要 本文主要介绍了本人与本组同学研究和设计基于可编程控制器的变频调速系统的若干成果，在本次的设计中，我们的设计系统主要由PLC、变频器、电动机等几部分组成。经过本次设计和研究，使我对所有器件有了新的认识，尤其对PLC有了更多的了解：PLC 是能进行行逻辑运算，顺序运算，计时，计数，和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程的工业计算机。首先我们查阅各个器件的资料，先对其有个明确的认识，然后通过老师的指点明白了整个系统的大概工作原 理框图后，通过学习资料与老师指点将硬件设备连接成功。 本文综合应用电子学与机械学知识去解决基于可编程控制器的变频调速系统，本次设计选用三相异步交流电机，而PLC和交流电机无论在工业还是生活中都是应用最广，因此本次设计具有相当的实用价值。 关键词：PLC；变频器；三相异步电动机

目录 第一章绪论 (2) 第二章系统的功能设计分析和总体思路 2.1系统功能设计分析 (3) 2.2系统设计的总体思路 (3) 第三章PLC和变频器的型号选择 3.1 PLC的型号选择 (4) 3.2变频器的选择和参数设置 (4) 3.2.1变频器的选择 (4) 3.2.2变频调速原理 (5) 3.2.3变频器的工作原理 (5) 3.2.4变频器的快速设置 (5) 第四章硬件设计以及PLC编程 4.1开环控制设计以及PLC编程 (9) 4.1.1硬件设计 (9) 4.1.2PLC软件编程 (9) 4.1.3开环控制的PLC程序 (11) 第五章实验调试和数据分析 5.1PID参数整定 (15) 第六章总结和体会 (16) 致谢 (17) 参考文献 (18) 附录 (19)

三相异步电动机变频调速课程设计

目录 1三相异步电动机基本原理 (1) 1.1电动机的结构及原理 (1) 1.1.1 电动机的结构 (1) 1.1.2工作原理 (3) 2异步电动机的机械特性 (4) 2.1 固有机械特性 (4) 2.2 人为机械特性 (5) 2.2.1降低定子电压的人为特性 (5) 2.2.2增加转子电阻时的人为特性 (5) 2.2.3改变定子频率时的人为特性 (5) 3电动机的调速指标 (7) 4 异步电机的变频调速 (8) 5具体调速的设计 (10) 6结论 (11) 7设计体会 (12) 参考文献 (13)

摘要 原理是当定子三绕组通三相对称电流后，定转子产生旋转磁场，根据右手定则，转子绕组产生感应电动势，由于绕组是闭合的，所以产生感应电流，根据左手定则，转子绕组相当于空间绕组，进而产生电磁转距，合成磁转距大于阻转距时，电机起动 重点是三相异步电动机变频调速，一方面当f1＜fN时，为恒转矩调速，转矩不变，额定转速降低，增大起动转矩Tst，另一方面当f1＞fN时，为恒功率调速，调速前后功率不变，额定转速升高，减小启动转矩Tst。变频调速可以实现宽范围内的平滑调速，变频调速电机以简单的结构、优良的调速性能、较高的调速比，应用越来越广泛 关键字：恒转矩调速;恒功率调速;三相异步电动机。

1.三相异步电动机的基本原理 当定子三绕组通三相对称电流后，定转子产生旋转磁场，根据右手定则，转子绕组产生感应电动势，由于绕组是闭合的，所以产生感应电流，根据左手定则，转子绕组相当于空间绕组，进而产生电磁转距，合成磁转距大于阻转距时，电机起动。 1.1电动机的结构及原理 1.1.1结构 三相异步电动机的种类很多，可是三相异步电动机结构基本是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。此外，还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件 结构如下图： 图1-1-1-1 封闭式三相笼型异步电动机结构图 1—轴承；2—前端盖；3—转轴；4—接线盒；5—吊环；6—定子铁心； 7—转子；8—定子绕组；9—机座；10—后端盖；11—风罩；12—风扇 (1)、定子 定子铁芯:导磁和嵌放定子三相绕组:0.5mm硅钢片冲制涂漆叠压而成;内圆均匀开槽;槽形有半闭口、半开口和开口槽三种：适用于不同电机。 定子绕组：定子绕组是三相电动机的电路部分，三相电动机有三相绕组，通入三相

变频调速plc课程设计

目录 1.交流变频调速技术概述-------------------------------------------------------1 1.1变频调速技术的发展概况-----------------------------------------------1 1.2 常见变频器-----------------------------------------------------------------3 1.3 变频调速的特点、应用-------------------------------------------------3 2变频器的调速原理--------------------------------------------------------------4 3. 变频器调速设计----------------------------------------------------------------5 3.1三菱FR-500 技术参数--------------------------------------------------6 3.2开关控制变频器多段速度控制----------------------------------------6 3.3 PLC控制变频器多段速度运行-----------------------------------------8 3.4变频器内部程序控制-----------------------------------------------------12 4.设计小结---------------------------------------------------------------------------14 5.参考文献---------------------------------------------------------------------------15

基于PLC的变频调速系统设计课程设计

《电气控制与PLC》课程 设计说明书 基于PLC的变频调速系统设计 The variable frequency speed regulation system based on PLC design 学生姓名 学生学号 学院名称 专业名称电气工程及其自动化 指导教师 20111

3年2月日

摘要 本文主要介绍了研究和设计的基于可编程控制器的变频调速系统的成果，在本次的设计中，我的设计系统主要由PLC、变频器、电动机等几部分组成。经过本次设计和研究，使我对所有器件有了新的认识，尤其对PLC有了更多的了解：PLC是能进行行逻辑运算，顺序运算，计时，计数，和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程的工业计算机。首先我们查阅各个器件的资料，先对其有个明确的认识，然后通过老师的指点明白了整个系统的大概工作原理框图后，通过学习资料与老师指点将硬件设备连接成功。本文综合应用电子学与机械学知识去解决基于可编程控制器的变频调速系统，本次设计选用三相异步交流电机，而PLC和交流电机无论在工业还是生活中都是应用最广，因此本次设计具有相当的实用价值。 关键词PLC；变频器；电动机；调速

目录 1 引言 (1) 1.1 概述 (1) 1.2设计内容 (1) 2 系统的功能设计分析和总体思路 (2) 2.1 系统功能设计分析 (2) 2.2 系统设计的总体思路 (2) 3 PLC和变频器的选择 (3) 3.1PLC的概述 (3) 3.1.1 PLC的基本结构 (3) 3.1.2 PLC的工作原理 (4) 3.1.3PLC的型号选择 (5) 3.2变频器的选择和参数设置 (6) 3.2.1 变频器的选择 (6) 3.2.2 变频调速原理 (7) 3.2.3 变频器的工作原理 (7) 3.2.4 变频器的快速设置 (7) 4 开环控制设计及PLC编程 (8) 4.1 硬件设计 (8) 4.2 PLC软件编程 (9) 4.2.1设计步骤 (9) 4.2.2系统流程框图 (9) 4.2.3 程序的主体 (10) 4.2.4 控制程序T形图 (11) 5 PLC系统的抗干扰设计 (16) 5.1 变频器的干扰源 (16) 5.2 干扰信号的传播方式 (17) 5.3 主要抗干扰措施 (17) 5.3.1 电源抗干扰措施 (17) 5.3.2 硬件滤波及软件抗干扰措施 (17) 5.3.3 接地抗干扰措施 (18) 结论与心得 (18) 参考文献 (19) 附录 (20)

课程设计-异步电动机变频调速控制系统设计与实践

自动控制系统 综合课程设计报告 题目：异步电动机变频调速控制系统设计与实践院（系）：机电与自动化学院 专业班级：自动化1 05 学生姓名： 学号： 指导教师： 2014年12月 29日至2015年 1 月 9日 xxxx大学制

《自动控制系统综合课程设计》任务书

目录 1 绪论 (1) 2 方案设计 (2) 2.1 变频器的主电路方案 (2) 2.2 系统的原理框图 (2) 3 硬件电路设计 (4) 3.1 主电路的设计 (4) 3.2 整流电路设计 (4) 3.3 滤波电路设计 (4) 3.4 逆变电路设计 (5) 3.5 驱动电路设计 (5) 3.5.1 SPWM调制技术 (6) 3.5.2 SA4828的工作原理 (7) 4 系统的软件设计 (8) 4.1 单片机程序设计 (8) 4.2 程序代码 (8) 5 实验结论 (13) 总结 (15) 参考文献 (16)

1 绪论 近年来，电动机作为主要的动力设备被广泛的应用于工农业生产、国防科技、日常生活等各个方面，其负荷约占总发电量的60%-70%，成为用电量最多的电气设备，根据采用的控制方式不同，电动机分为直流电动机和交流电动机两大类。其中交流电动机形式多样，用途各异，拥有数量最多。交流电动机又分为同步电动机和异步电动机两大类，根据统计，交流电动机用电量占电机总用电量的85%左右，可见交流电动机应用的广泛性及其在国民生产中的重要地位。 异步电机可以采用调压调速、改变极对数调速、串电阻调速、变频调速等。在交流调速诸多方式中，变频调速是最有发展前途的一种交流调速方式，也是交流调速的基础和主干内容，变频装置有交—直—交系统和交—交系统两大类。交—直—交系统在传统电压型和电流型变频器的基础上正向着脉宽调制PWM型变频器和多重化技术方向发展，而交—交变频器应用于低速大容量可逆系统上升趋势现代电力电子、微电子技术和计算机技术的飞速发展，以及控制理论的完善、各种工具的日渐成熟，尤其是专用集成电路、DSP和FPGA近来令人瞩目的发展，促进了交流调速的不断发展。目前异步电机变频调速控制已经成为一门集电机、电力电子、自动化、计算机控制和数字仿真为一体的新兴学科。 交流调速技术的发展过程表明，现代工业生产及社会发展的需要推动了交流调速的飞速发展；现代控制理论、电力电子技术的发展和应用，微机控制技术及大规模集成电路的发展和应用为交流调速的飞速发展创造了技术和物质条件。实践证明，交流调速系统的应用为工农业生产及节省电能方面带来了巨大的经济和社会效益。现在，交流调速系统正在逐步的代替直流调速系统，交流调速系统在电气传动领域占据统治地位已是不争的事实。 总之，交流电机调速技术的发展，特别是变频器传动本身固有的优势，必将使之应用于社会生产的各个领域，以体现出不同的功能，达到不同的目的，收到相应的效益。因此，本论文通过对变频器的研究，对于交流变频调速系统理论的应用，有着实际的意义和一定的应用价值。

基于PLC的变频调速系统设计课程设计

?电气控制与PLC〉课程 设计说明 基于PLC的变频调速系统设计 The variable freque ncy speed regulati on system based on PLC desig n 学生姓名 学生学号 学院名称 专业名称电气工程及其自动化 指导教师

2013年12月 摘要 本文主要介绍了研究和设计的基于可编程控制器的变频调速系统的成果，在本次的设计中，我的设计系统主要由PLG变频器、电动机等几部分组成。经过本次设计和研究，使我对所有器件有了新的认识，尤其对PLC有了更多的了解：PLC是能进行行逻辑运算，顺序运算，计时，计数，和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程的工业计算机。首先我们查阅各个器件的资料，先对其有个明确的认识，然后通过老师的指点明白了整个系统的大概工作原理框图后，通过学习资料与老师指点将硬件设备连接成功。本文综合应用电子学与机械学知识去解决基于可编程控制器的变频调速系统，本次设计选用三相异步交流电机，而PLC和交流电机无论在工 业还是生活中都是应用最广，因此本次设计具有相当的实用价值。 关键词PLC；变频器；电动机；调速

1 引言 .......................... 1.1 概述 ...................... 1.2 设计内容 .................. 2 系统的功能设计分析和总体思路 2.1 系统功能设计分析 .......... 2.2 系统设计的总体思路 ........ 3 PLC 和变频器的选择 ............ 3.1PLC 的概述 ................. 3.1.1 PLC 的基本结构 ........ 3.1.2 PLC 的工作原理 ........ . 1. .2 ... .2... 2... 3... 错 误!未定义书签。 .4.. 3.2.1 变频器的选择 ..... 3.2.2 变频调速原理 ..... 3.2.3 变频器的工作原理 3.2.4 变频器的快速设置 4开环控制设计及PLC 编程. 3.2 变频器的选择和参数设置 4... . 5... 5... 5... 6... 4.1 硬件设计 ..... 4.2 PLC 软件编程 6 4.2.3 程序的主体 ................ 424控制程序T 形图 ............... 5 PLC 系统的抗干扰设计 ............. 5.1 变频器的干扰源 ............ 5.2 干扰信号的传播方式 ......... 主要抗干扰措施 ............ 电源抗干扰措施 ........... 硬件滤波及软件抗干扰措施 接地抗干扰措施 ........... 错 误!未定义书签。 错 误!未定义书签。 (7) . .8... .8... .8... 8... 5.3 8... 5.3.1 5.3.2 5.3.3 结论与心得 参考文献 .. 附录 ..... .8... .9.. 9.. ..9 1..0.. 1..0..

变频器课程设计

河南机电高等专科学校课程设计报告书 课程名称：《交流调速系统与变频器应用》 课题名称：起重机大、小车行走驱动系统设计系部名称：自动控制系 专业班级：自控104班 姓名：高建鹏 学号：101415439 2012年6月22日

1、设计思路和方案选择 1.1设计思路 起重机的电机驱动主要有起升机构，大车，小车行走机构电机主要采用绕线式异步电动机及鼠笼式异步电机。尤其是行走机构一般采用鼠笼式异步电机，起动时冲击电流大，设备冲击严重，影响设备使用寿命及定位精度。 近年来随着变频器技术的发展，其可靠性大大提高，生产成本降低，以及优越的启动制动控制特性，在各种行业得到了广泛的应用。在起重机的升起机构中采用变频器驱动后，就可以用鼠笼式异步电动机取代绕线式异步电动机。鼠笼式异步电动机结构简单，防护等级高，维护动作量小，可控性高适合在较恶劣环境下工作。 由于变频器在驱动时，频率和电压都是按一定比例一定频率逐步上升或下降，因此使电机起动冲击电流小，速度变化非常平稳，操作人员操作非常舒适。起升，行走定位也较准确，提高了生产效率。 1.2方案选择 根据起重机驱动的特性和技术要求，采用带测速反馈接口的MM440系列变频器作为起升机构的电机驱动，MM440系列变频器作为大，小车行走机构的电机驱动，MM440系列是一种通用性矢量控制变频器，功能强，价格低，完全满足行走机构的要求，因此强烈推荐用户选用该系列变频器。

起重机大车运行方向有前后，小车方向有左右要求，根据运行速度要求又分为1—3挡，加减速时间为3—6秒，通常小车采用一台电机，而大车行走机构采用2台电机，大小车本身惯性也比较大，为防止电机被倒拖处于发电状态产生过电压，因此大小车变频器都配备了制动单元和制动电阻来释放能量。起重机整个电气系统由S7—200系列PLC进行控制，变频器通过开关量端子接受PLC控制信号。 2、硬件电路设计 2.1系统原理图 详细图件见附录 3、参数设置及I/O地址分配 3.1变频器主要参数及设置 首先将所有电机铭牌数据输入P0304—P0311，大车变频器应输入几个电机的总电流及总功率，并且大车变频器带有几个电机时应运行于线性频率/电压特性，1—3档速度变化采用固定频率设定，1挡==30Hz,2档==30Hz，3档==50Hz,根据档位的不同输出频率是各个固定频率的迭加，同时利用变频器的制动器接通，断开功能由RL2输出继电器触点控制机械制动器，使行走机构在停止时不会由于外力而随意移动。主要参数机器设置如下：

基于PLC的变频调速系统设计课程设计之令狐文艳创作

《电气控制与PLC》课程设计说明书 令狐文艳 基于PLC的变频调速系统设计 The variable frequency speed regulation system based on PLC design 学生姓名 学生学号 学院名称 专业名称电气工程及其自动化 指导教师 2013年12月1日

摘要 本文主要介绍了研究和设计的基于可编程控制器的变频调速系统的成果，在本次的设计中，我的设计系统主要由PLC、变频器、电动机等几部分组成。经过本次设计和研究，使我对所有器件有了新的认识，尤其对PLC有了更多的了解：PLC是能进行行逻辑运算，顺序运算，计时，计数，和算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程的工业计算机。首先我们查阅各个器件的资料，先对其有个明确的认识，然后通过老师的指点明白了整个系统的大概工作原理框图后，通过学习资料与老师指点将硬件设备连接成功。本文综合应用电子学与机械学知识去解决基于可编程控制器的变频调速系统，本次设计选用三相异步交流电机，而 PLC和交流电机无论在工业还是生活中都是应用最广，因此本次设计具有相当的实用价值。 关键词PLC；变频器；电动机；调速

目录 1 引言1 1.1 概述1 1.2设计内容1 2 系统的功能设计分析和总体思路2 2.1 系统功能设计分析2 2.2 系统设计的总体思路2 3 PLC和变频器的选择3 3.1PLC的概述3 3.1.1 PLC的基本结构3 3.1.2 PLC的工作原理5 3.1.3PLC的型号选择6 3.2变频器的选择和参数设置6 3.2.1 变频器的选择6 3.2.2 变频调速原理7 3.2.3 变频器的工作原理8 3.2.4 变频器的快速设置8 4 开环控制设计及PLC编程9 4.1 硬件设计9 4.2 PLC软件编程10 4.2.1设计步骤10 4.2.2系统流程框图10 4.2.3 程序的主体11 4.2.4 控制程序T形图11 5 PLC系统的抗干扰设计17 5.1 变频器的干扰源17 5.2 干扰信号的传播方式17 5.3 主要抗干扰措施18 5.3.1 电源抗干扰措施18 5.3.2 硬件滤波及软件抗干扰措施18 5.3.3 接地抗干扰措施18 结论与心得19 参考文献20 附录21

电力电子课程设计交直交变频器的设计

电力电子技术课程设计 - 1 - 综述 交-直-交变频器由主要由AC-DC、DC-AC两类基本电路组成，先通过AC-DC整流电路将交流电转换为直流电，经过滤波等处理后，再通过DC-AC逆变电路，将直流电转换为交流电。整流电路采用三相全控桥整流，输出的整流电压脉动小、易于滤波；经过滤波处理后的直流电进入逆变电路，逆变电路采用PWM控制电压式逆变电路，通过PWM技术控制逆变电路中IGBT的通断时间，实现对输出交流电的控制，以更好的满足电机对供电电源的要求。 主电路的驱动与控制，主要是对各部分开关器件的控制，即对晶闸管和IGBT的驱动与控制。晶闸管是半控型器件，门极收到脉冲触发才能够导通，IGBT是全控型器件，门极电压触发导通，由芯片控制生成的PWM信号给IGBT触发信号，控制IGBT的通断，从而实现对主电路的精确控制。 交-直-交变频器的设计 - 2 - 1 主回路单元电路分析与设计 1.1 变频器概述 交-直-交变频器是由AC-DC、DC-AC两种基本变流电路组成，先将交流电整流为直流电，再将直流电逆变为交流电，因此，此类电路又称为间接交流变流电路。 交-直-交变频器与普通交-交变频器相比，最主要的优点是输出频率不再受输入电源频率的制约。国内应用的低压变频器几乎全是电压源型，中间直流是用电容平波，整流后面可加电容滤波，再经过逆变输出理想交流电压，可以做交流电机的电压源。 1.2 整流部分 整流电路AD-DC的作用是将交流电变为直流电。按组成器件可以分为不可控、半控、全控三种；按电路结构可以分为桥式电路和零式电路；按交流输入相数可以分为单相电路和三相电路。三相整流电路输出直流电压脉动较小，易于滤波处理，故采用三相整流电路。常用的三相整流电路有三相半波可控整流电路与三相桥式全控整流电路。 1.2.1 三相半波可控整流电路

课程设计交流电动机变频调速系统设计解析

交流异步电动机变频调速系统设计 目录 摘要 (i) 1绪论 (1) 1.1 变频调速技术简介 (1) 1.2 变频器的发展现状和趋势 (2) 1.2.1 变频器的发展现状 (2) 1.2.2 变频器技术的发展趋势 (2) 1.3 研究的目的与意义 (3) 1.4本次设计方案简介 (4) 1.4.1 变频器主电路方案的选定 (4) 1.4.2 系统原理框图及各部分简介 (5) 1.4.3 选用电动机原始参数 (6) 2交流异步电动机变频调速原理及方法 (8) 2.1 三相异步电机工作的基本原理 (8) 2.1.1 异步电机的等效电路 (8) 2.1.2 异步电动机的转矩 (9) 2.1.3 异步电动机的机械特性 (10) 2.1.4 异步电机变频调速原理 (12) 2.2 变频调速的控制方式及选定 (13) V比恒定控制 (13) 2.2.1 f 2.2.2 其它控制方式 (18) 3变频器主电路设计 (20) 3.1 主电路的工作原理 (20) 3.1.1 主电路各部分的设计 (20) 3.1.2 变频器主电路设计的基本工作原理 (21) 3.2 主电路参数计算 (24) 3.3 IGBT及驱动模块介绍 (25) 3.3.1 IGBT简介及驱动要求 (25) 3.3.2 EXB840的内部结构 (27) 3.3.2 采用EXB840的IGBT驱动电路 (28) 4控制回路设计 (30)

4.1 驱动电路设计 (30) 4.1.1 SPWM调制技术简介 (30) 4.1.2 SPWM波生成芯片特点和引脚功能 (32) 4.1.3 SA4828内部结构及工作原理 (33) 4.2 保护电路 (36) 4.2.1 过、欠压保护电路设计 (36) 4.2.2 过流保护设计 (38) 4.3 控制系统的实现 (39) 5变频器软件设计 (42) 5.1 流程图 (42) 5.2 SA4828的编程 (42) 5.2.1 初始化寄存器编程 (42) 5.2.2 控制寄存器编程 (45) 5.3 程序设计 (46) 总结 (56) 参考文献 (57) 致谢 (58)

三相异步电动机变频调速系统设计及仿真

天津职业技术师范大学 课程设计说明书题目：三相异步电动机变频调速系统设计及仿真 指导老师： 班级：机检1112班 组员

天津工程师范学院 课程设计任务书 机械工程学院机检1112 班学生 课程设计课题： 三相异步电动机变频调速系统设计及仿真 一、课程设计工作日自 2015 年 1 月 12 日至 2015 年 1 月 23 日 二、同组学生： 三、课程设计任务要求（包括课题来源、类型、目的和意义、基本要求、完成时 间、主要参考资料等）： 1、目的和意义 交流调速是一门重要的专业必修课，它具有很强的实践性。为了加深对所学课程（模拟电子技术、数字电子技术、电机与拖动、电力电子变流技术等）的理解以及灵活应用所学知识去解决实际问题，培养学生设计实际系统的能力，特开设为期一周的课程设计。 2、具体内容 写出设计说明书，内容包括： （1）各主要环节的工作原理； （2）整个系统的工作原理（包括启动、制动以及逻辑切换过程）； （3）调节器参数的计算过程。 2．画出一张详细的电气原理图； 3．采用Matlab中的Simulink软件对整个调速系统进行仿真研究，对计算得到的调节 器参数进行校正，验证设计结果的正确性。将Simulink仿真模型，以及启动过程中的电流、转速波形图附在设计说明书中。 4、考核方式 1．周五采用口试方式进行考核（以小组为单位），成绩按百分制评定。其中小组分数占60%，个人成绩占40%（包括口试情况和上交材料内容）； 2．每天上午8:30--11:30在综合楼226房间答疑。 五、参考文献 1、陈伯时．电力拖动自动控制系统----运动控制系统（第3版）．机械工业出版社，2003 指导教师签字：教研室主任签字：

三相异步电动机变频调速的课程设计

课程报告 课程名称：三相异步电动机变频调速的实现学生姓名：刘佐威王一哲王宇洋赵馨雨专业班级： 12级电气一班 2016 年 1月 4日

摘要 变频调速是一种典型的交流电动机调速方法,交流电动机采用变频调速技术不仅能够实现无级调速,而且可以根据负载的不同,通过适当调节电压和频率的关系,使电机始终在高效率区运行,并且保证良好的动态性能,因而被广泛使用。 目前,世界上有60%左右的发电量是通过电动机消耗的。据统计,我国各类电动机的装机容量已超过4亿kW,其中异步电动机约占90%,拖动风机、水泵及压缩机类机械的电动机约1.3亿kW。在目前4亿kW的电动机负载中,约有50%的负载是变动的,其中的30%可以使用电动机调速。虽然,有专门为变频调速系统而设计的变频调速电机,但是由于变频调速电机价格较贵,所以在大多数有调速要求的系统中都是变频器和普通交流异步电机组成的调速系统[4]。但是,在实际生产中,还只是凭借经验确定交流异步电机运行的频率范围,而对普通交流异步电机在频率改变时,电机的各项性能指标的大小和变化情况还没有定量研究。在本文中,我们以Y100L1-4普通三相交流异步电机和松下VF-8X变频器组成的变频调速系统为测试对象,测试普通交流异步电机在频率改变时的各项性能指标,以这些实验数据为依据,进而分析确定普通交流异步电机变频调速的最佳调速范围。在测试中所有的实验均按照国标中三相异步电机型式实验的相关规定进行。 课程目的 笼式三相异步电动机结构简单、运行可靠、重量轻、价格便宜，得到了广泛的应用，其主要缺点是调速困难。正由于此，通过此课程设计，实现三相异步电动机的变频调速控制与应用。 课程意义 这次课程设计可以使我们在学校学的理论知识用到实践中，使我们在学习中起到主导地位，是我们在实践中掌握相关知识，能够培养我们的职业技能，课程设计是以任务引领，以工作过程为导向，以活动为载体，给我们提供了一个真实的过程，通过设计和运行，反复调试、训练、便于我们掌握规范系统的电机方面的知识，同时也提高了我们的动手能力。 课程内容 在这次课程设计中，我们的主要工作在于 1. 电机的结构与工作原理 2. 变频器的结构与原理 3. 变频器的调速方法及工作过程

三相异步电动机变频调速课程设计

烟台南山学院 电机拖动课程设计 题目三相异步电动机变频调速设计 姓名： XXX 所在学院：计算机与电气自动化学院 所学专业：自动化 班级：自动化XXXX 学号： XXXXXXXXXXXX 指导教师： XXX 完成时间： 2013-12-20

设计任务 一电机与拖动课程设计的目的与任务 电机与拖动是自动化专业的一门重要专业基础课。它主要是研究电机与电力拖动的基本原理，以及它与科学实验、生产实际之间的联系。通过学习使学生掌握常用交、直流电机、变压器及控制电机的基本结构和工作原理；掌握电力拖动系统的运行性能、分析计算，电动机选择及实验方法等。 电机与拖动课程设计是理论教学之后的一个实践环节，通过完成一定的工程设计任务，学会运用本课程所学的基本理论解决工程技术问题，为学习后续有关课程打好必要的基础。 二课程设计的基本要求 1．使学生具有自主设计电路原理读图、查阅参考书籍和手册及资料文献的的能力。 2．设计、计算、文件选取、画出设计电路图 3．撰写严谨的、有理论根据的、实事求是的、文理通顺的字迹端正的实验报告电机与拖动课程设计报告。 三电机与拖动课程设计时间 1．设计电路原理读图、查阅参考书籍和手册及资料文献（1.5天）。 2．设计、计算、文件选取、画出设计电路图（1.5天）。 3．验收及校验（1.5天） 4．完成课程设计报告（0.5天） 四课程设计报告要求 课程设计报告要求字迹工整、文字通顺；其撰写内容包括： 1．目录 2．课程设计的意义、任务。 3．课程设计所用的基本知识 4．参数计算、电路设计等。 五总结 六参考文献

原理是当定子三绕组通三相对称电流后，定转子产生旋转磁场，根据右手定则，转子绕组产生感应电动势，由于绕组是闭合的，所以产生感应电流，根据左手定则，转子绕组相当于空间绕组，进而产生电磁转距，合成磁转距大于阻转距时，电机起动 重点是三相异步电动机变频调速，一方面当f1＜f N时，为恒转矩调速，转矩不变，额定 转速降低，增大起动转矩Tst，另一方面当f1＞f N时，为恒功率调速，调速前后功率不 变，额定转速升高，减小启动转矩Tst。变频调速可以实现宽范围内的平滑调速，变频调速电机以简单的结构、优良的调速性能、较高的调速比，应用越来越广泛 关键字：恒转矩调速;恒功率调速;三相异步电动机。

变频器课程设计

目录 一、变频器的概述 (1) 1.1变频器的发展前景 (1) 1.2变频器的组成与分类 (1) 1.3变频器的基本原理 (2) 二、变频器的设计要求 (3) 三、变频器的主要参数的选取和设计 (3) 3.1交流侧阻容吸收环节R、C的选择 (3) 3.2整流二极管的选择 (4) 3.3平滑滤波电容C’的选择 (5) 3.4IGBT的选择 (6) 四、变频器主电路的设计 (7) 4.1整流电路和上电缓冲电路 (7) 4.2逆变电路 (8) 4.3驱动电路 (9) 4.4开关电源电路 (11) 五、变频器控制电路的设计 (12) 5.1保护采样电路 (12) 5.2微机处理芯片电路 (14) 5.3变频器的控制方式选择 (15) 六、个人小结 (16) 七、参考文献............................................................................................................................ (17)

一、变频器的概述 1.1变频器的发展前景 变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（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。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，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，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。 变频调速以其优异的调速和起制动性能，高效率、高功率因数和节电效果，广泛的适用范围及其它许多优点而被国内外公认为最有发展前途的调速方式。变频器是由整流电路、滤波电路、逆变电路组成。其中整流电路和逆变电路中均使用了半导体开关元件，在控制上则采用的是PWM控制方式，这就决定了变频器的输入、输出电压和电流除了基波之外，还含有许多的高次谐波成分。这些高次谐波成分将会引起电网电压波形的畸变，产生无线电干扰电波，它们对周边的设备、包括变频器的驱动对象--电动机带来不良的影响。 1.2变频器的组成与分类 电压型变频器主电路包括：整流电路、中间滤波电路、限流电路、

变频调速恒压供水(单泵).

摘要 自从通用变频器问世以来，变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速技术在各个领域得到了广泛的应用。变频调速恒压供水设备以其节能、安全、高品质的供水质量等优点，使我国供水行业的技术装备水平从90年代初开始经历了一次飞跃。恒压供水调速系统实现水泵电机无级调速，依据用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量的变化自动调节系统的运行参数，在用水量发生变化时保持水压恒定以满足用水要求，是当今最先进、合理的节能型供水系统。在实际应用中得到了很大的发展。 对城镇住宅电力驱动恒压供水的原理及几种实用化方案进行了深入的讨论，以变频器为主体的恒压供水系统对供水水泵实现全方位的宝护。该系统不但能最大限度地节约水资源，而且能够节约电能，延长供水水泵的使用寿命，并在紧急情况下（消防，减灾）能够做到重点供水。最后，对几种实用化供水方案进行了详细的讨论。 关键词：变频器；恒压供水；变频调速；供水系统

目录 1. 变频调速恒压供水系统的现状和应用 (1) 1.1. 变频调速恒压供水的目的和意义 (1) 1.2变频调速恒压供水的应用 (1) 2.变频调速恒压供水系统 (2) 2.1供水系统的基本特性 (2) 2.2变频恒压供水系统的构成及工作原理 (2) 2.2.1系统的构成 (2) 2.2.2变频调速恒压供水系统原理 (3) 2.2.3变频恒压控制理论模型 (4) 3.变频恒压供水系统设计 (6) 3.1控制方案 (6) 3.2变频恒压控制系统构成 (6) 3.3系统的硬件设计 (8) 3.4系统的软件设计 (9) 3.4.1 PLC的定义及特点 (9) 3.4.2 PLC的工作原理 (9) 3.4.3.I/O接线图 (10) 4.器件的选型 (11) 4.1变频器选型 (11) 4.1.1.变频器的控制方式 (11) 4.1.2.变频器容量的选择 (11) 4.1.3.系统主电路外围设备选择 (12) 5.变频器参数的设置 (16) 5.1参数复位 (16) 5.2电机参数设置 (16) 总结 (17) 参考文献 (18)

异步电动机调速(变频)课程设计

1.选题背景 异步电机具有结构简单可靠，维护少，成本低，容量大的优点，所以在其出现后不久的时间内，几乎取代了所有的不变速直流电机成为最主要的拖动装置。然而在相当长的一段时期内，异步电动机无法撼动直流电机在可控制可调速拖动领域的地位。异步电机的调速一直是电机学研究的课题，实现异步电机像直流电机一样具有宽广平滑的调速性能，最终发挥其优势，取代结构复杂的直流电机是研究异步电机调速课题的目标。随着电力电子技术的迅速发展，变频调速被视为交流电机最有前途的调速方式。本课程设计就是在这样的背景下，试图从一个很细微的方面来研究和了解异步电动机的变频调速原理并对设计结果进行分析,希望对今后的学习和工作有一定的启发和帮助。 2.三相异步电动机的原理 2.1电动机的结构及原理 2.1.1结构 三相异步电动机的种类很多，可是三相异步电动机结构基本是相同的，它们都由定子和转子这两大基本部分组成，在定子和转子之间具有一定的气隙。此外，还有端盖、轴承、接线盒、吊环等其他附件。 结构如下图： 图2-1 封闭式三相笼型异步电动机结构图

1—轴承；2—前端盖；3—转轴；4—接线盒；5—吊环；6—定子铁心； 7—转子；8—定子绕组；9—机座；10—后端盖；11—风罩；12—风扇 (1)定子 定子铁芯:导磁和嵌放定子三相绕组:0.5mm硅钢片冲制涂漆叠压而成;内圆均匀开槽;槽形有半闭口、半开口和开口槽三种：适用于不同电机。 定子绕组：定子绕组是三相电动机的电路部分，三相电动机有三相绕组，通入三相对称电流时，就会产生旋转磁场。三相绕组由三个彼此独立的绕组组成，且每个绕组又由若干线圈连接而成。每个绕组即为一相，每个绕组在空间相差120°电角度。线圈由绝缘铜导线或绝缘铝导线绕制。中、小型三相电动机多采用圆漆包线，大、中型三相电动机的定子线圈则用较大截面的绝缘扁铜线或扁铝线绕制后，再按一定规律嵌入定子铁心槽内。定子三相绕组的六个出线端都引至接线盒上，首端分别标为U1, V1, W1 ，末端分别标为U2, V2, W2 。这六个出线端在接线盒里的排列如图4.3所示，可以接成星形或三角形。 （a）星形连接（b）三角形连接 图2-2 定子绕组的联结 机座：支撑和固定作用;铸铁或钢板焊接。 (2)转子 ①转子铁心 转子铁心是用0.5mm厚的硅钢片叠压而成，套在转轴上，作用和定子铁心相同，一方面作为电动机磁路的一部分，一方面用来安放转子绕组。