课程设计运控

课程设计报告题目：运动控制系统综合设计---矢量变频器的参数整定与运行测试物联网工程学院电气工程及其自动化专业班级电气0801学号0701080116设计时间2011.7.4-7.8地点D315学生姓名指导教师二〇一一年七月一、课程设计目的和要求目的：通过实验课程设计，加强学生对专业方向的认知，提高学生的专业意识与专业责任心，让学生掌握运动控制系统设置的基本方法，增强学生的动手能力，培养学生的钻研精神，激发学生学习本专业的兴趣，将理论与实践相结合，让学生对课本上的知识点进行验证，深化学生学习的深度。要求：通过进行本设计（实习），要求学生能够掌握运动控制系统专业术语，并可以通过查阅资料对整段专业内容进行翻译，提高学生自行查阅资料的能力，同时加强学生对交流异步电机调速的基本原理、基本特点以及矢量型变频调速器的工程应用方法，熟悉变频器的基本操作以及变频器的基本工作原理。本设计要求学生通过认真学习SIEMENSMICROMASTERVectorMIDIMASTERVector操作手册，熟悉本设备的基本运作流程，并可以按照老师的要求进行实际的操作。通过改变加减速的参数和频率，观察各种情形下的运行过程，加深对交流异步电动机调速系统的认知，将实际模型与课本上的理论原理相结合验证，更好的掌握运动控制中各种调速方式的异同和特性。二、课程设计的主要内容1．专业英语资料查阅(ModernPowerElectronicsAndACDrivesChapter7InductionMotorSlip-PowerRecoveryDrivesIntroduction):Inductionmotordriveswithfull-powercontrolonthestatorside,asdiscussedinChapter4.5and6,arewidelyusedwithinindustrialapplications.Althougheitheracage-typeorwound-rotormachinecanbeusedinthedrive,theformerisalwayspreferredbecauseawound-rotormachineisheavier,moreexpensive,hashigherrotorinertia,ahigherspeedlimitation,andmaintenanceandreliabilityproblemsduetobrushesandsliprings.However,itisinterestingtonotethatawound-rotormachinewithamechanicallyvaryingrotorcircuitrheostatispossiblythesimplestandoldestmethodofacmotorspeedcontrol.Onefeatureofthismachineisthattheslippowerbecomeseasilyavailablefromthesliprings,whichcanbeelectronicallycontrolledtocontrolspeedofthemotor.Forlimited-rangespeedcontrolapplications,wheretheslippowerisonlyafractionofthetotalpowerratingofthemachine,theconvertercostreductioncanbesubstantial.Thisadvantageoffsetsthedemeritsofthewound-rotormachinetosomeextent.Slip-powerrecoverydriveshavebeenusedinthefollowingapplications:Large-capacitypumpsandfandrivesVariable-speedwindenergysystemsShipboardVSCF(variable-speed/constant-frequency)systemsVariable-speedhydropumps/generatorsUtilitysystemflywheelenergystoragesystemsInthischarter,wewillstudytheprinciplesofslip-powercontrol,particularlythepopularstaticKramerandstaticScherbiusdrives.Itshouldbenotedthatthenomenclatureintheseclassesofdrivesisnotconsistent.翻译如下：感应电机通过定子端实现全功率控制，在4.5和4.6章中已讨论过，广泛使用在工业控制领域。虽然不管笼型机或是绕线机都可用于驱动，但前者始终是首选，因为绕线机更重，更昂贵，还具有较高的转动惯量，和高速度的限制，以及由于电刷和滑环的损耗而产生的维护和可靠性问题。然而，值得注意的是，拥有不同转子变阻器的绕线机机械控制方式可能是最简单也是最古老的用于交流电机的速度控制的方式。这种机械的一个特点是滑权力变得容易从滑环处产生，这是一种可用于对电机的速度进行控制的电子控制方式。对于受限条件下的速度控制中的应用，如滑功率只占一小部分总功率的机器，转换器降低的成本可能是巨大的。这一优势在一定程度上弥补了绕线机得缺点。滑差异步电机恢复驱动器已被用于下列用途：大容量泵和风扇驱动器可变速风力发电系统船用变速恒频（变速/恒频）系统变速液压泵/发电机实用系统中的飞轮储能系统在本章，我们将学滑差异步电机控制的原则，特别是受欢迎的静态克莱默和静态牵引电机驱动器。应该指出的是，对这些类别的驱动器的命名是不一致的。2．对交流异步电机的调速特性和模型研究电动机的调速性质分:调速的升降.、调速的平滑性、最大调速范围、调节特性上最大容许负载。电动机的调速方式不同则对应机械特性也不同.电动机的机械特性要适应负载的特性(类型)。故选择电动机的调速方式时要根据负载的特性来选择。交流异步电机的主要调速方式是变压变频调速，在异步电机的调速系统中，调速性能最好，应用最广泛的系统是变压变频调速系统。在这种系统中，要调节电动机得转速，须同时调节定子供电电源的电压和频率，可以使机械特性平滑的上下移动，并获得很高的运行效率。三相交流异步电机的机械特性图在生产机械中广泛使用不改变同步转速的调速方法有绕线式电动机的转子串电阻调速、斩波调速、串级调速以及应用电磁转差离合器、液力偶合器、油膜离合器等调速。改变同步转速的有改变定子极对数的多速电动机，改变定子电压、频率的变频调速有能无换向电动机调速等。从调速时的能耗观点来看，有高效调速方法与低效调速方法两种：高效调速指时转差率不变，因此无转差损耗，如多速电动机、变频调速以及能将转差损耗回收的调速方法（如串级调速等）。有转差损耗的调速方法属低效调速，如转子串电阻调速方法，能量就损耗在转E子回路中；电磁离合器的调速方法，能量损耗在离合器线圈中；液力偶合器调速，能量损耗在液力偶合器的油中。一般来说转差损耗随调速范围扩大而增加，如果调速范围不大，能量损耗是很小的。变频调速的设计方案：（1）基频以下调速：要保持每级气隙磁通不变，当频率f1从额定值f1N向下调节时，必须同时降低Eg，使Eg/f1=常值，即采用电动势频率比为恒值的控制方式。然而。绕组中的感应电动势是难以直接控制的，当电动势值较高时，可以忽略定子绕组的漏磁阻抗压降，而认为定子相电压Us≈Eg，则得Us/f1=常值，这是恒压频比的控制方式。（2）基频以上调速：频率应该从f1N向上升高，但定子电压Us却不可能超过额定电压UsN，最多只能保持Us=UsN,这将迫使磁通与频率成反比的降低，相当于直流电动机弱磁升速的情况。3、变频器的参数整定与运行测试了解Siemens公司MMV矢量变频器的结构，掌握变频器的基本操作方式，采用MMV变频器完成系统的参数整定与运行测试实验，操作面板控制模式与外部端子控制模式。具体操做步骤：（1）接电源，进行参数整定，调节P009，将其设定为3。（P009为参数保护设定，设定为3表示所有参数可被读写）（2）将参数调至P944设定为1，此时,除P101外所有参数都将复位为出厂设置值，以前设定的参数将被覆盖。（3）调至P002设定加速时间为6S。（此时间为电机从静止加速到P013中所设最大频率的时间）（4）调至P003设定减速时间为5S。（此时间为电机从最大频率减速到静止所需要的时间）（5）P004不变，调至P005设定频率为35HZ。（该频率为变频器在数字方式下的运行频率）（6）运行，进行点动，长动加速，减速演示。设定参数P001（显示选择）为2可以显示电流，再调到P000（显示P001中选择的输出量）显示结果。显示结果=0.4（A）