在工业生产、产品加工制造业中，风机设备主要用于锅炉的燃烧系统、其他设备的烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失的形式消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。为此，需要采用多项措施实现对离心风机的自动控制，以使系统的各种性能达到合理的要求。
近年来，出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求，加之采用PLC 和变频器易操作、易维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点，采用基于PLC的变频器驱动方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。从而大大的降低生产成本，减少能量损耗和对环境的污染，为企业带来可观的经济效益和社会效益。
关键字：锅炉，压力，PLC，变频器
1. 绪论 (1)
2. 原理及结构设计 (2)
2.1 变频器工作原理 (2)
2.2 变频器的结构与功能 (3)
2.2.1 变频器的结构 (3)
2.2.2 变频器的控制方式 (4)
2.2.3 变频器的功能 (5)
2.3 输油泵变频调速节能原理 (6)
2.4 输油泵变频调速的主电路 (6)
3 变频器选择及参数设置 (10)
3.1 变频器的控制方式 (10)
3.2 控制方式的合理选用 (11)
3.3 选型原则 (12)
3.4 PLC 及压力传感器的选择 (14)
3.5 MM430变频器特性 (15)
3.6 电动机参数设置实例 (15)
4.PLC程序设计 (17)
结论 (20)
参考文献 (21)
1. 绪论
在进入21世纪的今天，电力电子器件的基片已从Si （硅）变换为SiC （碳化硅）, 使电力电子新元件具有耐高压、低功耗、耐高温的优点；并制造出体积小、容量大的驱动装置；永久磁铁电动机也正在开发研制之中。随着IT技术的迅速普及，以及人类思维理念的改变，变频器相关技术的发展迅速，未来主要朝以下几个方面发展：
1. 网络智能化
智能化的变频器买来就可以用，不必进行那么多的设定，而且可以进行故障自诊断、遥控诊断以及部件自动置换，从而保证变频器的长寿命。利用互联网可以实现多台变频器联动，甚至是以工厂为单位的变频器综合管理控制系统。
2. 专门化和一体化
变频器的制造专门化，可以使变频器在某一领域的性能更强，如风机、水泵用变频器、电梯专用变频器、起重机械专用变频器、张力控制专用变频器等。除此以外，变频器有与电动机一体化的趋势，使变频器成为电动机的一部分，可以使体积更小，控制更方便。
3. 环保无公害
保护环境，制造“绿色”产品是人类的新理念。21世纪的电力拖动装置应着重考虑：节能，变频器能量转换过程的低公害，使变频器在使用过程中的噪声、电源谐波对电网的污染等问题减少到最小程度。
4. 适应新能源
现在以太阳能和风力为能源的燃料电池以其低廉的价格崭露头角，有后来居上之势。这些发电设备的最大特点是容量小而分散，将来的变频器就要适应这样的新能源，既要高效，又要低耗。现在电力电子技术、微电子技术和现代控制技术以惊人的速度向前发展，变频调速传动技术也随之取得了日新月异的进步。这种进步集中体现在交流调速装置的大容量化，变频器的高性能化和多功能化，结构的小型化一些方面。
通常在工业生产、产品加工制造业中风机设备主要用于锅炉燃烧系统、烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。
这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。针对这一系列问题，本系统将PLC与变频器有机地结合起来，采用以锅炉气压压力为主控参数，实现对电动机工作过程和运转速度的有效控制，使离心鼓风机通风高效、安全，达到了明显的节能效果。PLC空制系统具有对驱动风机的电机过热保护、故障报警、机械故障报警等功能特点，为节能技术改造提供一条新途径。
2. 原理及结构设计
2.1 变频器工作原理
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GTF 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，由于采用微处理器编程的正弦脉宽调制(SPW M方法，使输出波形近似正弦波，用于驱动异步电机，实现无级调速。
2.2变频器的结构与功能
2.2.1变频器的结构
变频器实际上就是一个逆变器?它首先是将交流电变为直流电?然后用电子元件对直流电进行开关?变为交流电?一般功率较大的变频器用可控硅?并设一个可调频率的装置?使频率在一定范围内可调?用来控制电机的转数?使转数在一定的范围内可调?变频器广泛用于交流电机的调速中?变频调速技术是现代电力传动技术重要发展的方向，随着电力电子技术的发展，交流变频技术从理论到实际逐渐走向成熟。变频器不仅调速平滑，范围大，效率高，启动电流小，运行平稳，而且节能效果明显。因此，交流变频调速已逐渐取代了过去的传统滑差调速、变极调速、直流调速等调速系统，越来越广泛的应用于冶金、纺织、印染、烟机生产线及楼宇、供水等领域。一般分为整流电路、平波电路、控制电路、逆变电路等几大部分。
1. 整流电路
整流电路的功能是把交流电源转换成直流电源。整流电路一般都是单独的一块整流模块.
2. 平波电路
平波电路在整流器、整流后的直流电压中含有电源6倍频率脉动电压，此外逆变器产生的脉动电流也使直流电压变动，为了抑制电压波动采用电感和电容吸收脉动电压（电流），一般通用变频器电源的直流部分对主电路而言有余量，故省
去电感而采用简单电容滤波平波电路。
3. 控制电路
现在变频调速器基本系用16位、32位单片机或DS为控制核心，从而实现全数字化控制。
变频器是输出电压和频率可调的调速装置。提供控制信号的回路称为主控制电路，控制电路由以下电路构成:频率、电压的“运算电路” ，主电路的“电压、电流检测电路”，电动机的“速度检测电路” 。运算电路的控制信号送至“驱动电路”以及逆变器和电动机的“保护电路” 。变频器采取的控制方式，即速度控制、转拒控制、PID或其它方式
4. 逆变电路
逆变电路同整流电路相反，逆变电路是将直流电压变换为所要频率的交流电压，以所确定的时间使上桥、下桥的功率开关器件导通和关断。从而可以在输出端U V、V三相上得到相位互差120°电角度的三相交流电压。
2.2.2 变频器的控制方式
1. 转差频率控制
转差频率控制就是通过控制转差频率来控制转矩和电流。转差频率控制需要检出电动机的转速，构成速度闭环，速度调节器的输出为转差频率，然后以电动机速度与转差频率之和作为变频器的给定频率。与U/f 控制相比，其加减速特性和限制过电流的能力得到提高。另外，它有速度调节器，利用速度反馈构成闭环控制，速度的静态误差小。然而要达到自动控制系统稳态控制，还达不到良好的动态性能。
2. 矢量控制
矢量控制，也称磁场定向控制。它是70年代初由西德F.Blasschke 等人首先提出，以直流电机和交流电机比较的方法阐述了这一原理。由此开创了交流电动机和等效直流电动机的先河。矢量控制变频调速的做法是将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流Ia、Ib、lc。通过三相-二相变换，等效成两相静止坐标系下的交流电流Ia1 、
Ib1 ，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标系下的直流电流Im1、
It1(Im1 相当于直流电动机的励磁电流，It1 相当于直流电动机的电枢电流) ，然后模仿直流电动机的控制方法，求得直流电动机的控制量，经过相应的坐标反变换实现对异步电动机的控制。矢量控制方法的出现，使异步电动机变频调速在电动机的调速领域里全方位的处于优势地位。但是，矢量控制技术需要对电动机参数进行正确估算，如何提高参数的准确性是一直研究的话题。
3. 直接转矩控制
转矩控制的优越性在于，转矩控制是控制定子磁链，在本质上并不需要转速信息，控制上对除定子电阻外的所有电机参数变化鲁棒性良好，所引入的定子磁链观测器能很容易估算出同步速度信息，因而能方便的实现无速度传感器，这种控制被称为无速度传感器直接转矩控制。
4. 恒转矩负载多数负载具有恒转矩特性，但在转速精度及动态性能等方面要求一般不高，例如挤压机，搅拌机，传送带，厂内运输电车，吊车的平移机构，吊车的提升机构和提升机等。选型时可选V/f 控制方式的变频器，但是最好采用具有恒转矩控制功能的变频器。要求控制系统具有良好的动态，静态性能
由于被控对象的千差万别，性能指标要求的各不相同，变频器的选择及配置远不如上述所列几种。要做到熟练应用还应在工程实践中认真探索。变频器的控制方式代表着变频器的性能和水平，在工程应用中根据不同的负载及不同控制要求，合理选择变频器以达到资源的最佳配置，具有重要的意义。
2.2.3 变频器的功能
1. 变频节能
变频器节能主要表现在风机、水泵的应用上。为了保证生产的可靠性，各种生产机械在设计配用动力驱动时，都留有一定的富余量。当电机不能在满负荷下运行时，除达到动力驱动要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成电能的浪费。风机、泵类等设备传统的调速方法是通过调节入口或出口的挡板、阀门开度来调节给风量和给水量，其输入功率大，且大量的能源消耗在挡板、阀门的截流过程中。当使用变频调速时，如果流量要求减小，通过降低泵或风机的转速即可满足要求。
2. 功率因数补偿节能
无功功率不但增加线损和设备的发热，更主要的是功率因数的降低导致电网有功功率的降低，大量的无功电能消耗在线路当中，设备使用效率低下，浪费严重，使用变频调速装置后，由于变频器内部滤波电容的作用，从而减少了无功损耗，增加了电网的有功功率。
3. 软启动节能
电机硬启动对电网造成严重的冲击，而且还会对电网容量要求过高，启动时产生的大电流和震动时对挡板和阀门的损害极大，对设备、管路的使用寿命极为不利。而使用变频节能装置后，利用变频器的软启动功能将使启动电流从零开始，最大值也不超过额定电流，减轻了对电网的冲击和对供电容量的要求，延长了设备和阀门的使用寿命。节省了设备的维护费用。
2.3 鼓风机变频调速节能原理
工业鼓风机的工作要求是指在特定的工作环境中，风机输出的风量要随着外界条件的变化，保持在设定的参数值上。这样，既可满足工作要求，又不使电动机空转，而造成电能的浪费。为实现上述目标，本系统采用闭环控制的方式。工业现场的压力由压力传感器检测，变换成模拟输入反馈信号，经A/D 转换后1 与PLC中给定值比较，再经D/A 转换变成模拟量输出信号，控制变频器调节风机转速，从而达到控制工厂车间温度的目的[2] 。系统组成简图如图1 所示。离心式鼓风机属典型的平方率负载，理想的平方率负载的阻转矩T与转速N的平方成正比。
2.4 鼓风机变频调速的主电路
1）本系统的硬件电路如图3 所示，它由1 台电动机，一套压力传感器、断相相序保护装置以及供电主回路等构成。该系统的核心是S7-200（CPU224和MICROMASTER 430MICROMASTER 43是泵和风机类专用变频器，扩展功能
强.CPU224集成了14点输入10点输出，共有24点数字量I/O，其模拟量扩展模块具有较大的适应性和灵活性，且安装方便，满足设计需要。
（1）系统主电路
图3系统主电路(2)系统控制电路
图4 系统控制电路
2.5 主电路器件的选择
1. 断路器
（1）主要作用
1）隔离作用当变频器需要检修时，或者因某种原因而长时间不用时，将使变频
器与电源隔离。
2）保护作用当变频器输入侧发生短路等故障时，进行保护。
（2）选择原则1）变频器在刚接电源的瞬间，对电容器的充电电流可达额定电流的倍；
2）变频器的进线电流是脉冲电流，其峰值常可能超过额定电流；
3）变频器允许的过载能力为150%，1min。
所以，为了避免误动作，断路器的额定电流I QN 应选：
I QN （1.3 ~ 1.4）I N
其中I N 为变频器的额定电流。
2. 接触器
（1）主要作用
1）可通过按钮开关方便地控制变频器的通电与断电；
2）变频器发生故障时，可自动切断电源。
（2）选择原则QF切断,
2-3)
由于接触器自身并无保护功能，不存在误动作的问题，故选择原则是主触点
的额定电流I KN I N
3?输出接触器
变频器的输出端一般不装接触器。如由于某种需要而接入时，则因为电流中含有较强的谐波成分，故主触点的额定电流I KN 1.1I MN。其中I MN为电动机的额定电流。
4. 主电路的线径
（1）电源和变频器之间的导线
一般说来，和同容量普通电动机的电线选择方法相同。考虑到其输入侧的功率因数往往较低，应本着宜大不宜小的原则来决定线径。
（2）变频器和电机之间的导线
因为频率下降时，电压也要下降，在电流相等的情况下，线路电压降U在输出电压中的比例将上升，而电动机得到电压的比例则下降。这有可能导致电动机带不动负载并发热。所以，在决定变频器和电动机之间导线的线径时，最关键的因素便是线路电压降U 的影响。一般要求：
U (2~3)%U N
U的计算公式是:
' 3I MN R。1
1000
式中：U N――额定相电压，V；
I MN——电动机额定电流，A ;
R o 单位长度（每米）导线的电阻，m Q /m ；
1 ――导线的长度，m。由上两式可直接求出R。的取值范围
F表给出了常用电动机引出线的单位长度电阻值。
准确计算制动电阻值十分麻烦，在实际工作中基本不用。许多变频器的使用说明书上给了一些计算方法，也有的直接提供了供用户选用的制动电阻的规格。但按说明书上选择电阻时须注意下面问题，变频器生产厂家为了减少制动电阻档次，常常对若干种不同容量的电动机提供相同阻值和容量的制动电阻。选用时，应注意根据生产机械的具体情况进行调整。对同一挡中电动机容量较小者，制动转矩与额定转矩的比值偏大。为了减小能量的消耗，应根据制动过程的缓急程度以及飞轮力矩的大小，考虑能否选择阻值较大的制动电阻。对同一挡中电动机容量较大者，制动转矩与额定转矩的比值偏小。在一些飞轮力矩较大，又要求快速制动的场合，或者如起重机械那样，需要释放位能的场合，上述制动电阻有可能满足不了要求，靠考虑选择阻值较小的一挡制动电阻。
3变频器选择及参数设置
3.1变频器的控制方式
低压通用变频器输出电压在38O H65OV输出功率在O. 75—400kW工作频率在O— 400Hz,它的主电路都采用交一直一交电路。其控制方式经历以下四代。
1、第一代以U/f = Con st，正弦脉宽调制（SPWM控制方式。其特点是：控制电路结构简单、成本较低，但系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。
2、第二代以电压空间矢量（磁通轨迹法），又称SVPW控制方式。它是以三相波形整体生成效果为前提，以逼近电机气隙的理想圆形旋转磁场轨迹为目的，一次生成三相调制波形。以内切多边形逼近圆的方式而进行控制的。经实践使用后又有所改进：引人频率补偿，能消除速度控制的误差；通过反馈估算磁链幅值，消除低速时定子电阻的影响；将输出电压、电流成闭环，以提高动态的精度和稳定度。但控制电路环节较多，且没有引人转矩的调节，所以系统性能没有得到根本改善
3、第三代以矢量控制（磁场定向法）又称VC控制。其实质是将交流电动机等效直流电动
机，分别对速度、磁场两个分量进行独立控制。通过控制转子磁链，以转子磁通定向，然后分解定子电流而获得转矩和磁场两个分量，经坐标变换，实现正交或解耦控制。然而转子磁链难以准确观测，以及矢量变换的复杂性，实际效果不如理想的好。
4、第四代以直接转矩控制，又称DTC控制。其实质不是间接的控制电流、磁链等量，而是把转矩直接作为被控制量来实现的。具体方法是：
（1）控制定子磁链——引入定子磁链观测器，实现无速度传感器方式；
（2）自动识别（ID）--- 依靠精确的电机数学模型，对电机参数自动识别；
（3）算出实际值——对定子阻抗、互感、磁饱和因素、惯量等算出实际的转矩、定子磁链、转子速度进行实时控制；
（4）实现Banc—Band控制——按磁链和转矩的Band一Band控制产生PW信号，对逆变器开关状态进行控制；
（5）具有快速的转矩响应（v 2ms-，很高的速度精度（土2%无PG反馈），高转矩精度（v土3%;
（6）具有较高的起动转矩及高转矩精度，尤其在低速时（包括0 速度时），可输
出150%" 200%专矩。
3.2 控制方式的合理选用
控制方式是决定变频器使用性能的关键所在。目前市场上低压通用变频器品牌很多，包括欧、美、日及国产的共约50多种。选用变频器时不要认为档次越高越好，其实只要按负载的特性，满足使用要求就可，以便做到量才使用、经济实惠。
表3.1 控制方式的比较
0.01%。
平方降转矩负载随着转速的降低，转矩以平方的比例下降，所以低频时的负载电流很小，即使选用普通异步电动机也不会发生过热现象，因此一般的风机水力机械很适合由\/f控制的变频器进行驱动。
一般的V/f控制变频器都预先设置了平方降转矩负载用的V/f特性。
由于机械种类不同飞轮转矩有很大不同，如负载的GD2艮大，必须设定很长的加速时间。
当电动机以超过基频转速以上的速度运转时，负载所需功率随转速的提高而急剧增加，极易超出电机和变频器的容量，所以应避免这类负载超过工频运行。
3.3 选型原则
通用变频器的选择包括类型选择和容量选择两个方面。应按照机械设备的类型、负载转矩特性、调速范围、静态速度精度、启动转矩和使用环境的要求，决定选用何种控制方式和防护结构的变频器最合适。
首先要根据机械对转速（最高、最低）和转矩（起动、连续及过载）的要求，确定机械要求的最大输入功率（即电机的额定功率最小值）。
然后，选择电机的极数和额定功率。电机的极数决定了同步转速，要求电机的同步转速尽可能地覆盖整个调速范围。为了充分利用设备潜能，避免浪费，可允许电机短时超出同步转速，但必须小于电机允许的最大转速。转矩取设备在起动、连续运行、过载或最高转速等状态下的最大转矩。最后，根据变频器输出功率和额定电流稍大于电机的功率和额定电流的原则来确定变频器的参数与型号。
需要注意的是，变频器的额定容量及参数是针对一定的海拔高度和环境温度
而标出的，一般指海拔1000m以下，温度在40C或25C以下。若使用环境超出该规定，则在确定变频器参数、型号时要考虑到环境造成的降容因素。
经对各种变频调速系统技术经济性能论证，选用MM43（西门子的变频调速系统应用于风机上。该变频器为通用型变频器，其结构图如图所示：
3.4 PLC及压力传感器的选择
鼓风机M1可变频运行，也可工频运行，需要2个输出点，根据系统设计要求需要1个输入点，贝U选择西门子的S7-200系列PLC
压力传感器采用CY-YZ-1001型绝对传感器。该传感器采用硅压阻效应原理实现压力测量的力-电转换。传感器由敏感芯体和信号调理电路组成，当压力作用于传感器时，敏感芯体内硅片上的惠斯登电桥的输出电压发生变化，信号调理
电路将输出的电压信号作放大处理，同时进行温度补偿、非线性补偿，使传感器
的电性能满足技术指标的要求。传感器的量程为0?2.5MPa,工作温度为5C?
60C，输出电压为0?5V,作为本系统的反馈信号供给PLC
3.5 MM430变频器特性
MM430变频器为“通用型”变频器，主要应用于三相电动机的变速驱动，也可以用于泵类、风机等节能负载。是现行西门子“通用型”主流变频器。其功能为线性U/f控制，多点设定的U/f控制，磁通电流控制，内置PID控制器，矢量控制。功率范围为0.12?
250kW
面板操作如下图所示:
* 1 j *47 - 腆星a
图3.2面板操作图
3.6电动机参数设置实例
P0010=1 （快速调试）
P0100=0（功率单位为KV；f的缺省值为50Hz）
P0304=380（电动机的额定电压V）
P0305=200（电动机的额定电流A）
P0307=110 （电动机的额定功率KV）
P0310=50（电动机的额定频率Hz）
P031仁1470 （电动机的额定转速）
P0700=2（变频器命令源选择为模入端子/数字输入）
P1000=2（模拟设定值）
P1080=30（电动机最小频率）
P1082=50（电动机最大频率）
P1120=10 （电动机从静止停车加速到最大电动机频率所需时间）P112仁10 （电动机从最大频率减速到静止停车所需的时间）
P1300=2 （控制方式为抛物线V/f控制）
P3900=1（结束快速调试）
表3.2变频器的参数设置
4. PLC 程序设计
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在异步电动机调速系统中，调速性能最好、应用最广的系统是变压变频调速系统。在这种系统中，要调节电动机的转速，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地上下移动，并获得很高的运行效率。但是，这种系统需要一台专用的变压变频电源，增加了系统的成本。近来，由于交流调速日益普及，对变压变频器的需求量不断增长，加上市场竞争的因素，其售价逐渐走低，使得变压变频调速系统的应用与日俱增。下面首先叙述异步电动机的变压变频调速原理。 交流异步电动机变频调速原理： 变频器是利用电力半导体器件的通断作用把电压、频率固定不变的交流电变成电压、频率都可调的交流电源。 现在使用的变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。 变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（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的。 交-直部分 整流电路：由VD1-VD6六个整流二极管组成不可控全波整流桥。对于380V的额定电源，一般二极管反向耐压值应选1200V，二极管的正向电流为电机额定电流的1.414-2倍。（二）变频器元件作用 电容C1： 是吸收电容,整流电路输出是脉动的直流电压，必须加以滤波， 变压器是一种常见的电气设备，可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压，也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。 压敏电阻： 有三个作用,一过电压保护,二耐雷击要求,三安规测试需要. 热敏电阻：过热保护 霍尔: 安装在UVW的其中二相,用于检测输出电流值。选用时额定电流约为电机额定电流的2倍左右。 充电电阻： 作用是防止开机上电瞬间电容对地短路，烧坏储能电容开机前电容二端的电压为0V；所以在上电（开机）的瞬间电容对地为短路状态。如果不加充电电阻在整流桥与电解电容之间，则相当于380V电源直接对地短路，瞬间整流桥通过无穷大的电流导致整流桥炸掉。一般而言变频器的功率越大，充电电阻越小。充电电阻的选择范围一般为：10-300Ω。 储能电容： 又叫电解电容，在充电电路中主要作用为储能和滤波。PN端的电压电压工作范围一般在430VDC～700VDC 之间，而一般的高压电容都在400VDC左右，为了满足耐压需要就必须是二个400VDC的电容串起来作800VDC。容量选择≥60uf/A 均压电阻：防止由于储能电容电压的不均烧坏储能电容；因为二个电解电容不可能做成完全一致，这样每个电容上所承受的电压就可能不同，承受电压高的发热严重（电容里面有等效串联电阻）或超过耐压值而损坏。
目录 1 绪论 (1) 1.1课题的背景 (1) 1.1.1 电机的起源和发展............................. 错误！未定义书签。 1.1.2 变频调速技术的发展和应用..................... 错误！未定义书签。 1.2本文设计的主要内容............................... 错误！未定义书签。 2 变频调速系统的方案确定 (4) 2.1变频调速系统 (4) 2.1.1 三相交流异步电动机的结构和工作原理 (4) 2.1.2 变频调速原理 (4) 2.1.3 变频调速的基本控制方式 (5) 2.2系统的控制要求 (6) 2.3方案的确定 (6) 2.3.1 电动机的选择 (6) 2.3.2 开环控制的选择 (7) 2.3.3 变频器的选择 (7) 4 变频调速系统的硬件设计 (8) 4.1S7-200PLC (8) 4.2M ICRO M ASTER420变频器 (8) 4.3外部电路设计 (9) 4.3.1 变频开环调速 (9) 4.3.2 数字量方式多段速控制 (11) 4.3.3 PLC、触摸屏及变频器通信控制 (12) 5 变频调速系统的软件设计 (14) 5.1编程软件的介绍 (14)
5.2变频调速系统程序设计 (15) 6 触摸屏的设计 (23) 6.1触摸屏的介绍 (23) 6.2MT500系列触摸屏 (25) 6.3触摸屏的设计过程 (26) 6.3.1 计算机和触摸屏的通信 (26) 6.3.2 窗口界面的设计 (27) 6.3.3 触摸屏工程的下载 (31) 7 PLC系统的抗干扰设计 (33) 7.1 变频器的干扰源 (33) 7.2干扰信号的传播方式 (33) 7.3 主要抗干扰措施 (34) 7.3.1 电源抗干扰措施 (34) 7.3.2 硬件滤波及软件抗干扰措施 (34) 7.3.3 接地抗干扰措施 (34) 结论 (36) 致谢 ................................................ 错误！未定义书签。参考文献 .. (37)
变频器综合实验箱操作简介 三菱变频器D700型 参数设置基本步骤
变频器综合实验箱基本功能介绍 PLC 触摸屏模块变频器模块及变频器控制对象 特殊功能模块操作面板以及功能模块
变频器模块控制开关排列及操作方法简介 实验箱 总电源开关变频器调速及正反转控制开关。 注意：此开关是三位开关，在中间位是停止，向上是手动控制，向下可由PLC自动控制。 变频器操作面板
单位显示：LED 显示该单位时灯亮，两灯都不亮时显示的是电压值 变频器设置的基本步骤 LED 显示：显示频率，参数编号等 RUN ：有运行信号时亮灯 或闪烁 MON ：监视模式时亮灯PRM ：参数设定模式时 亮灯 PU ：PU 模式时灯亮EXT ：外部运行模式 时灯亮 NET ：网络运行模式 时灯亮 M 旋钮：用于变更频率的设定值、参数的设定值 MODE ：用于切换各种设定模式，与【SET 】配合可设定变频器参数 RUN ：在PU 模式下可启动变频器 SET ：运行时可在Hz 、A 、V 间顺序切换 PU/EXT ：用于切换PU 与外部运行模式。PU ：面板运行模式。EXT ：外部运行模式 注：以上均为简单说明，详细请看说明书 STOP/RESET:停止运行指令 变频器操作面板介绍
开机检查步骤： 首先检查控制开关，让其均处于中间位。 然后打开电源。此时操作面板的这些灯会亮。若ＰＵ灯不亮，请按【ＰＵ／ＥＸＴ】 若仍是不亮就要进入参数设置使Ｐｒ.79=1 详细方法， 见后续设 置步骤
参数设置方法： 开始参数设置前先检查PU 灯是否亮，若亮可以进行如下操作。若PU 灯不亮而前述方法无效，则就需要将“参数Pr.79”设为 1 具体操作步骤如下。 以“参数全部清除ALLC=1”为例再次演示参数设置的步骤。 全部参数设置完毕后按【MODE 】退出，详见如下步骤。接通电源后，面板应有如下显示进入参数设置模式后，先旋转旋钮，选择P .79，按【SET 】一次出现2，再转动旋钮，选择1，按【SET 】一次，1和P .79闪烁，3秒内再次按【SET 】确定。然后再次按【SET 】进入参数选择，液晶显示P .125。 重复上述步骤，先旋转旋钮， 选择ALLC ，按【SET 】一次出现0，再转动旋钮，选择1，按【SET 】一次， 1 和ALLC 闪烁， 3 秒内再次按【SET 】确定。然后再次按【SET 】进入参数选择，液晶显示ER.CL 。 1.按【MODE 】，出现P .0或其它参数 2.旋转旋钮，参数出现变化当设置完所有给出的参数后，要退出参数设置，进入监控状态。按【MODE 】一次，显示屏显示E －－－表示参数设置正确；然后再按一次【MODE 】退出参数设置，一般显示0.00Hz 。设置完成，变频器可以运行。如出现别的字符可能是变频器报错，需消除报错原因后才能运行。
变频器在风机风量调节中的应用 环保设备网整理 工厂生产中运送粉状物料主要有三种方法：传送带、提升机、气力吸运系统。由于气力吸运系统运送物料速度快、流量大，所以一般工厂都采用此方法。高压风机是气力吸运系统必需的动力设备。根据工艺要求，风机风量控制应随物料流量的变化而相应变化，以保证物料不堵不掉，维持生产的正常运转。目前工厂中普遍采用恒速控制风量，即高压风机的速度不变，改变风门调节风量。该方法能耗大。如果采用变频器，改为调速控制，调节高压风机的速度以改变风量，将减少能耗，可提高经济效益。 1、变频器调速工作原理 变频器是可以改变频率和电压的电源。变频器采用交2直2交变换原理，将电网三相交流电经过三相桥式整流成脉动直流；再通过电解电容和电感滤波成平滑直流；最后通过逆变器，逆变成电压和频率可调的三相交流电。 电机转速随频率变化而变化，因此改变电源频率就能改变电动机转速。在变频器、电动机、风机构成的传动系统中，通过改变电源频率来改变电动机的转速，进而调节风量，实现风机的变频调速控制。 2、调速控制风量的节能原理 与风门控制风量方式相比，采用调速控制风量有着明显的节能效果。通过图1的风机特性曲线可以说明其节能原理。图中，曲线1为风机在恒速n1下的风压2风量(H-Q)特性；曲线2为管网风阻特性(风门开度全开)。设工作点为A，输出风量Q1为100%，此时风机轴功率N1同Q1与H1的乘积即面积AH1OQ1成正比。根据工艺要求，风量从Q1降至Q2有两种控制方法。 (1)风门控制。风机转速不变，调节风门(开度减小)，即增加管网阻力，使管网阻力特性变到曲线3，系统工作点由A移到B。由图1可见，此时风压反而增加，轴功率N2与面积BH2OQ2成正比，大小与N1差不多。 (2)调速控制。风机转速由n1降到n2，根据风机参数的比例定律，画出转速n2下的风压2风量(H2Q)特性，如曲线4；工作点由原来的A点移到C点。可见在相同风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，面积CH3OQ2也显著减少；节省的功率损耗△N同Q2与△H的乘积面积成正比，因而节能效果十分明显。 3、由流体力学可知：风量与转速的一次方成正比；风压与转速的平方成正比；轴功率与转速的三次方成正比。当风量减少，风机转速下降时，其功率降低很多。例如，风量下降到80%，转速也下降到80%，轴功率将下降到额定功率的51%；如果风量下降到50%，功率将下降到额定功率的12.5%。考虑到附加控制装置效率的影响，这个节电数是很可观的。 3、变频调速控制的优点 (1)精确的速度控制。变频器输出频率的精确度和分辨率都达到0.01Hz。也就是说，1对磁极的电动机，转速可以以每分钟不到1转的速率调节。因此，在工厂中可以根据物料流量的变化，精确地控制风机风量，既保证物料不堵不掉，又保证可靠的运行在最低转速，达到尽可能大的节能效果。 (2)软起动。变频器输出频率可以连续地从0到50Hz之间变化，变化速率可以根据工艺要求设定，因此高压风机可以实现软起动。通常高压风机容量都较大(45kW以上)，直接起动时冲击电流很大(5～7倍额定电流值)，造成对电网的干扰，同时对电网容量的要求也相应增加；即使安装附加的起动装置，冲击电流仍然相当大。而软起动是平稳的，没有冲击电流，从根本上解决了大容量电动机的起动问题。 (3)完善的保护功能。变频器的保护功能很强，在运行过程中能随时监测到各种故障，显示
在工业生产、产品加工制造业中，风机设备主要用于锅炉的燃烧系统、其他设备的烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失的形式消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。为此，需要采用多项措施实现对离心风机的自动控制，以使系统的各种性能达到合理的要求。 近年来，出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求，加之采用PLC 和变频器易操作、易维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点，采用基于PLC的变频器驱动方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。从而大大的降低生产成本，减少能量损耗和对环境的污染，为企业带来可观的经济效益和社会效益。 关键字：锅炉，压力，PLC，变频器
1. 绪论 (1) 2. 原理及结构设计 (2) 2.1 变频器工作原理 (2) 2.2 变频器的结构与功能 (3) 2.2.1 变频器的结构 (3) 2.2.2 变频器的控制方式 (4) 2.2.3 变频器的功能 (5) 2.3 输油泵变频调速节能原理 (6) 2.4 输油泵变频调速的主电路 (6) 3 变频器选择及参数设置 (10) 3.1 变频器的控制方式 (10) 3.2 控制方式的合理选用 (11) 3.3 选型原则 (12) 3.4 PLC 及压力传感器的选择 (14) 3.5 MM430变频器特性 (15) 3.6 电动机参数设置实例 (15) 4.PLC程序设计 (17) 结论 (20) 参考文献 (21)
第一节 交流异步电动机变频调速原理 根据电机学原理，交流异步电动机的转速可表示为： )1(**60s p f n -= （2-1-1） 式中： n 一 电动机转速/分钟，单位：r/min ； p 一 电动机磁极对数； f 一 电源频率，单位：Hz ； s 一 转差率，10<
I 一 定子绕组的相电流； r 一 定子绕组电阻与转子绕组电阻折算到定子侧的电阻之和。 交流异步电动机的定子绕组的感应电动势是定于绕组切割旋转磁场磁力线的结果， 其 有效值计算如下： E = K * f * Φ （2-1-3） 式中：Ｋ 一 与电动机结构有关的常数； ｆ 一 电源频率； Φ 一 磁通量 。 由式（2-1-2）知，加在电机绕组端的电源电压Ｕ，一部分产生感应电动势Ｅ，另一部 分消耗在电阻 r （ 定子绕组电阻与转子绕组电阻折算到定子侧的电阻之和 ）上 。其中定 子绕组的相电流 I 由两部分构成： 21I I I += （2-1-4） 电机的定子电流有一小部分1I 用于建立磁场的主磁通，其余大部分2I 用于产生拖动负 载的电磁力。 由式 （2-1-1）知，调整电源频率f 时，可以调节速度n 。 当电源频率f 下降时，由 式 （2-1-3）知，感应电动势随之比例减小；在相电压U 保持不变的情况下，由式（2-1-2） 知，定子绕组的相电流I 相应增大。在很多情况下，电机的负载是基本恒定的，因此用于产 生电磁力的电流2I 是基本不变的，于是1I 将增大；1I 的增大将直接导致主磁通的增大。由 式 （2-1-3），主磁通的增大，将引起感应电动势Ｅ比例增大；由式（2-1-2），感应电动势 Ｅ的增大将使定子电流I 减小。不难理解，通过这样的负反馈，电机将最终稳定在一个新的 工作点。 这样的控制方法看起来似乎没有问题。但实际情况是主磁通容量上限与电机的铁芯有 关。电机的铁芯受制于重量、体积、成本等因素的考虑，不可能做的很大。对于电机设计来 说，设计目标之一就是：当电机处于额定工作状态下时，主磁通接近容量上限。上述的变频 调速方法工作在额定频率以下时，将会导致铁心磁饱和，引起电流波形畸变，有效力矩下降； 严重时，将导致电机发热过快，振动和噪音加大；工作在额定频率以上时，铁心处于弱磁状 态，电磁力矩不足，电机的机械特性变软（转差率s 变大），带载能力下降。 结论：通过只调节电源频率来调节速度的方法不可取。
中南大学 《工程训练》 ——设计报告 设计题目：异步电机变频调速 指引教师：黎群辉 设计人：冯露 学号： 专业班级：自动化0906班 设计日期：9月
交流异步电动机变频调速系统设计 摘要 近年来,交流电机变频调速及其有关技术研究己成为当代电气传动领域一种重要课题,并且随着新电力电子器件和微解决器推出以及交流电机控制理论发展，交流变频调速技术还将会获得巨大进步。 本文对变频调速理论，逆变技术，SPWM产生原理进行了研究，在此基本上设计了一种新型数字化三相SPWM变频调速系统，以8051控制专用集成芯片 SA4828为控制核心，采用IGBT作为主功率器件，同步采用EXB840构成IGBT驱动电路，整流电路采用二极管，可使功率因数接近1，并且只用一级可控功率环节，电路构造比较简朴。 V控制，同步，软件程序使得参数输入和变频器运营方式变本文在控制上采用恒 f 化极为以便，新型集成元件采用也使得它开发周期短。 此外，本文对SA4828三相SPWM波发生器使用和编程进行了详细简介，完毕了整个系统控制某些软硬件设计。 V控制，SA4828波形发生器 核心字:变频调速，正弦脉宽调制， f
目录 摘要................................................ 错误!未定义书签。 1.1 研究目与意义 (1) 1.2本次设计方案简介 (2) 1.2.1 变频器主电路方案选定 (2) 1.2.2 系统原理框图及各某些简介 (3) 1.2.3 选用电动机原始参数 (4) 2交流异步电动机变频调速原理及办法 (5) 2.1 异步电机变频调速原理 (5) 2.2 变频调速控制方式及选定 (6) V比恒定控制 (6) 2.2.1 f 2.2.2 其他控制方式................................ 错误!未定义书签。3变频器主电路设计. (13) 3.1 主电路工作原理 (13) 3.2 主电路各某些设计 (13) 3.3. 采用EXB840IGBT驱动电路 (15) 4控制回路设计 (16) 4.1 驱动电路设计 (16) 4.2 保护电路......................................... 错误!未定义书签。 4.2.1 过、欠压保护电路设计........................ 错误!未定义书签。 4.2.2 过流保护设计................................ 错误!未定义书签。 4.3 控制系统实现 (19) 5变频器软件设计....................................... 错误!未定义书签。 5.1 流程图 (22)
通用变频器调试步骤和参数设置快速调试 当选择P0010=1（快速调试）时，P0003（用户访问级）用来选择要访问的参数。这一参数也可以用来选择由用户定义的进行快速调试的参数表。在快速调试的所有步骤都已完成以后，应设定P3900=1，以便进行必要的电动机数据的计算，并将其它所有的参数（不包括P0010=1）恢复到它们的缺省设置值。
一、快速调试步骤和参数设置
二、功能调试 1、开关量输入功能 2、开关量输出功能 可以将变频器当前的状态以开关量的形式用继电器输出，通过输出继电器的状态来监控变频器的内部状 的每一位更改。 3、模拟量输入功能
1电压信号2～10V作为频率给定，需要设置: 以模拟量通道2电流信号4~20mA作为频率给定，需要设置： 注意：对于电流输入，必须将相应通道的拨码开关拨至ON的位置。 4、模拟量输出功能 MM440变频器有两路模拟量输出，相关参数以in000和in001区分，出厂值为0～20mA输出，可以标定为4～20mA输出（P0778＝4），如果需要电压信号可以在相应端子并联一支500Ω电阻。需要输出的物理量可以 5、加减速时间 加速、减速时间也称作斜坡时间，分别指电机从静止状态加速到最高频率所需要的时间，和从最高频率
设置过小可能导致变频器过电流。P1121设置过小可能导致变频器过电压。 6、频率限制 多段速功能，也称作固定频率，就是设置参数P1000=3的条件下，用开关量端子选择固定频率的组合，实现电机多段速度运行。可通过如下三种方法实现： 1）直接选择（P0701～ P0706 = 15） 在这种操作方式下，数字量输入既选择固定频率（见上表），又具备起动功能。 3）二进制编码选择+ON命令（P0701～P0704 = 17）
一、概述： 目前在我国各行各业的各类机械与电气设备中与风机配套的电机约占全国电机装机量的60%，耗用电能约占全国发电总量的三分之一。特别值得一提的是，大多数风机、水泵在使用过程中都存在大马拉小车 的现象，加之因生产、工艺等方面的变化，需要经常调节气体和液体的流量、压力、温度等；目前，许多 单位仍然采用落后的调节档风板或阀门开启度的方式来调节气体或液体的流量、压力、温度等。这实际上 是通过人为增加阻力的方式，并以浪费电能和金钱为代价来满足工艺和工况对气体、液体流量调节的要求。这种落后的调节方式，不仅浪费了宝贵的能源，而且调节精度差，很难满足现代化工业生产及服务等方面 的要求，负面效应十分严重。 变频调速器的出现为交流调速方式带来了一场革命。随着近十几年变频技术的不断完善、发展。变频 调速性能日趋完美，已被广泛应用于不同领域的交流调速。为企业带来了可观的经济效益，推动了工业生 产的自动化进程。 变频调速用于交流异步电机调速，其性能远远超过以往任何交、直流调速方式。而且结构简单，调速范围 宽、调速精度高、安装调试使用方便、保护功能完善、运行稳定可靠、节能效果显著，已经成为交流电机 调速的最新潮流。 二、变频节能原理： 1. 风机运行曲线 采用变频器对风机进行控制，属于减少空气动力的节电方法，它和一般常用的调节风门控制风量的方 法比较，具有明显的节电效果。 由图可以说明其节电原理： 图中，曲线（1）为风机在恒定转速n1下的风压一风量（H―Q）特性，曲线（2）为管网风阻特性（风门全开）。曲线（4）为变频运行特性（风门全开） 假设风机工作在A点效率最高，此时风压为H2，风量为Q1，轴功率N1与Q1、H2的乘积成正比，在图中可用面积AH2OQ1表示。如果生产工艺要求，风量需要从Q1减至Q2，这时用调节风门的方法相当于增加 管网阻力，使管网阻力特性变到曲线（3），系统由原来的工况点A变到新的工况点B运行。从图中看出，风压反而增加，轴功率与面积BH1OQ2成正比。显然，轴功率下降不大。如果采用变频器调速控制方式，风 机转速由n1降到n2，根据风机参数的比例定律，画出在转速n2风量（Q―H）特性，如曲线（4）所示。可见在满足同样风量Q2的情况下，风压H3大幅度降低，功率N3随着显著减少，用面积CH3OQ2表示。节省的功率△N=（H1-H3）×Q2，用面积BH1H3C表示。显然，节能的经济效果是十分明显的。 2.风机在不同频率下的节能率
高压变频器在锅炉引风机上的应用 【摘要】本文介绍了基于变频器锅炉引风机节能控制系统。讨论了控制系统的节能原理及控制工艺，进行了节能分析，实际使用证明，该控制系统控制效果良好，节能效果十分明显。 【关键词】引风机变频器节能 1 原系统运行情况 热力车间4#锅炉为75t/h锅炉，锅炉引风机电机是10kV高压电机，锅炉是燃烧工业煤气（高炉煤气、焦炉煤气和转炉煤气）产生蒸汽送至汽轮机作功，由汽轮机带风机及发电机分别用于高炉供风和发电。 为了保证电机的安全稳定运行，选用的风机电机的备用容量较大。机组满负荷运行时，吸风机入口挡板开度约60%。在变频改造之前，4#锅炉引风机工频运行，出口风量的调节只能通过调整出口挡板来实现，在低于额定负荷40%时，引风机出口挡板振动加剧，锅炉出现过挡板被振断裂的情况，影响锅炉的安全运行。其次风量控制采用档风板控制，挡板阻力将消耗一部分无用功率，造成厂用电率高，影响机组的经济运行。 为了节约能源，降低厂用电率，保护环境，简化运行方式，减少转动设备的磨损等，我公司决定对风机采用高压变频器控制系统。我公司采用高压变频器是HARSVERT V A10/30。 2 HARSVERT V A10/30型高压变频器原理及特点 Harsvert-V A系列高压变频器采用单元串联多电平PWM拓扑结构（简称CSML）。由若干个低压PWM变频功率单元串联的方式实现直接高压输出，高压主回路与控制器之间为光纤连接，安全可靠；精确的故障报警保护；具有电力电子保护和工业电气保护功能，保证变频器和电机在正常运行和故障时的安全可靠。 采用功率单元串联，而不是功率器件串联，器件承受的最高电压为单元内直流母线的电压，器件不必串联，不存在器件串联引起的均压问题。直接使用低压IG BT功率模块，器件工作在低压状态，不易发生故障；变频器可以承受30%的电源电压下降而继续运行，变频器的10KV主电源完全失电时，变频器可以在3秒内不停机，能够全面满足变频器动力母线切换时不停机的需要。另外10KV 主电源欠压时可不停机，自动降额，电压正常后再恢复到原来速度。采用二极管不可控整流电路结构，变频器对浪涌电压的承受能力较强，雷击或开关操作引起的浪涌电压可以经过变压器（变压器的阻抗一般为8%左右）产生浪涌电流，经过功率单元的整流二极管，给滤波电容充电，滤波电容足以吸收进入到单元内的浪涌能量，另外变压器一次侧安装了压敏电阻浪涌吸收装置，起到进一步保护作
一、三相异步电动机变频调速原理 由于电机转速n 与旋转磁场转速1n 接近，磁场转速1n 改变后，电机转速n 也就随之变化，由公式1 160f n p =可知，改变电源频率1f ，可以调节磁场旋转，从而改变电机转速，这种方法称为变频 调速。 根据三相异步电动机的转速公式为 ()()1 16011f n s n s p = -=- 式中1f 为异步电动机的定子电压供电频率；p 为异步电动机的极对数；s 为异步电动机的转差率。 所以调节三相异步电动机的转速有三种方案。异步电动机的变压变频调速系统一般简称变频调速系统，由于调速时转差功率不变，在各种异步电动机调速系统中效率最高，同时性能最好，是交流调速系统的主要研究和发展方向。 改变异步电动机定子绕组供电电源的频率1f ，可以改变同步转速n ，从而改变转速。如果频率1f 连续可调，则可平滑的调节转速，此为变频调速原理。 三相异步电动机运行时，忽略定子阻抗压降时，定子每相电压为 1111m 4.44m U E f N k φ≈= 式中1E 为气隙磁通在定子每相中的感应电动势；1f 为定子电源频率；1N 为定子每相绕组匝数； m k 为基波绕组系数，m φ为每极气隙磁通量。 如果改变频率1f ，且保持定子电源电压1U 不变，则气隙每极磁通m φ将增大，会引起电动机铁芯磁路饱和，从而导致过大的励磁电流，严重时会因绕组过热而损坏电机，这是不允许的。因此，降低电源频率1f 时，必须同时降低电源电压，已达到控制磁通m φ的目的。 .1、基频以下变频调速 为了防止磁路的饱和，当降低定子电源频率1f 时，保持 1 1 U f 为常数，使气每极磁通m φ为常数，应使电压和频率按比例的配合调节。这时，电动机的电磁转 矩为 ()()2 22 2 11 1 111 2 12222111211222p r r m pU f m U s s T f r r f r x x r x x s s ππ?? ?? ?? ??? ??? ?? ??? ''??= = ?''????'+++'+++ ? ? ? [1][8]
机电传动与控制课程综合训练三 一、综合训练项目任务书 综合训练项目：交流电机变频调速系统 目的和要求：加强对交流变频调速系统及变频器的理解；应用交流变频调速系统及变频器解决交流电机变频调速问题。提高分析和解决实际工程问题的能力。促成“富于探索精神，具有较强的自学能力、开拓创新意识和敏锐的观察事物以及分析处理事物的能力”的目标实现。 成果形式：交流电机变频调速系统设计说明书。 相关参数：参看《机电传动控制》（第五版），冯清秀等编著，华中科技大学出版社，P291~316。 一、综合训练项目设计内容 1.变频调速系统 1.1 三相交流异步电动机的结构和工作原理 三相交流异步电动机是把电能转换成机械能的设备。一般电动机主要由两部分组成：固定部分称为定子，旋转部分称为转子。三相交流异步电动机的工作原理是建立在电磁感应定律、全电流定律、电路定律和电磁力定律等基础上的。当磁极沿顺时针方向旋转，磁极的磁力线切割转子导条，导条中就感应出电动势。电动势的方向由右手定则来确定。因为运动是相对的，假如磁极不动，转子导条沿逆时针方向旋转，则导条中同样也能感应出电动势来。在电动势的作用下，闭合的导条中就产生电流。该电流与旋转磁极的磁场相互作用，而使转子导条受到电磁力，电磁力的方向可用左手定则确定。由电磁力进而产生电磁转矩，转子就转动起来。 1.2 变频调速原理 变频器可以分为四个部分，如图1.1所示。 通用变频器由主电路和控制回路组成。给异步电动机提供调压调频电源的电力变换部分，称为主电路。主电路包括整流器、中间直流环节（又称平波回路）、逆变器。
图1.1 变频器简化结构图 ⑴整流器。它的作用是把工频电源变换成直流电源。 ⑵平波回路（中间直流环节）。由于逆变器的负载为异步电动机，属于感性负载。无论电动机处于电动状态还是发电状态，起始功率因数总不会等于1。因此，在中间直流环节和电动机之间总会有无功功率的交换，这种无功能量要靠中间直流环节的储能元件—电容器或电感器来缓冲，所以中间直流环节实际上是中间储能环节。 ⑶逆变器。与整流器的作用相反，逆变器是将直流功率变换为所要求频率的交流功率。逆变器的结构形式是利用6个半导体开关器件组成的三相桥式逆变器电路。通过有规律的控制逆变器中主开关的导通和断开，可以得到任意频率的三相交流输出波形。 ⑷控制回路。控制回路常由运算电路，检测电路，控制信号的输入、输出电路，驱动电路和制动电路等构成。其主要任务是完成对逆变器的开关控制，对整流器的电压控制，以及完成各种保护功能。控制方式有模拟控制或数字控制。 2.系统的控制模型 本系统的结构如图1.2所示。
西威变频器调试资料 一.变频器线路说明 1.同步变频器选型方法 2.与常见微机板匹配注意事项(蓝光、新时达、中秀、奔克、里霸) 3.与常用曳引机匹配注意事项（蓝光、欣达、孚信、阿尔法、蒙特纳利、威特） 4.端子与接线说明 二.外部部件说明与选配 1.制动电阻选型 2.滤波器选型 3.编码器与分频卡 海德汉 hipeface 内密控 4.旋转变压器与RES卡 三.操作说明 1.面板操作说明 2.参数修改步骤 3.参数保存方法 4.参数初始化方法 四.参数设置表及简要说明 五.变频器自学习调试 1.电流自学习 2.无齿定位自学习 六.速度曲线与时序的说明 七.舒适感调试说明 1.PI调节
2.预转矩调试 八.常见显示错误与处理方法 1.报警清除方法 2.软件报错的说明 3.硬件故障处理方法 九.与新增、改变内容对照表 十.附录1 版本说明 十一.反馈表 一.变频器线路说明 1.同步变频器选型方法 当永磁同步无齿曳引机选配变频器型号时，除了要符合曳引机的铭牌参数外，一般还需要满足I b>,的电流公式。I b:变频器的额定电流。I j：曳引机的额定电流。 2.与常见微机板匹配注意事项(蓝光、新时达、中秀、奔克、里霸)（未完善） 因西威变频器软件系统比较强大，启动时比一般变频器要慢。在电梯系统上电后，变频器正常信号给的比较慢，新时达微机板等会不断的断合变频器电源，从而无法正常
运行运行。具体处理方法：将变频4060号参数置1（反），微机板中Drive OK输入端设为常闭有效。 3.与常用曳引机匹配注意事项（蓝光、欣达、孚信、阿尔法、蒙特纳利、威特） （未完善） 进口曳引机参数不详,，具体参数要向曳引机销售方咨询。 4.端子与接线说明(详细参见说明书P50) a、主线路注意事项 制动电阻应接在BR1和C之间，不能接在C和D或者D和BR1之间，如 果接错会损坏变频器 主线路端子在接线时要拧紧，不然会影响变频器和电机性能，容易产生故 障 b、控制线路注意事项 采用变频器内部24V时，需要将变频器18、19端子接入回路。 在使用41、42端子时，需要与46形成回路详细参见说明P43页电位说明 当曳引机在安装与设计相反时，如果要调换方向需要将13，14调换的同时， 微机板上A+与A-、B+与B-也要调换。 c、接线端子定义可以参考下面几个图
风机设备主要用于锅炉的燃烧系统、其他设备的烘干系统、冷却系统、通风系统等场合，根据生产需要对炉膛压力、风速、风量、温度等指标进行控制和调节以适应工艺要求和运行工况。而最常用的控制手段则是调节风门、挡板开度的大小来调整受控对象。这样，不论生产的需求大小，风机都要全速运转，而运行工况的变化则使得能量以风门、挡板的节流损失的形式消耗掉了。在生产过程中，不仅控制精度受到限制，而且还造成大量的能源浪费和设备损耗。从而导致生产成本增加，设备使用寿命缩短，设备维护、维修费用高居不下。为此，需要采用多项措施实现对离心风机的自动控制，以使系统的各种性能达到合理的要求。? 近年来，出于节能的迫切需要和对产品质量不断提高的要求，加之采用PLC 和变频器易操作、易维护、控制精度高，并可以实现高功能化等特点，采用基于PLC的变频器驱动方案开始逐步取代风门、挡板、阀门的控制方案。从而大大的降低生产成本，减少能量损耗和对环境的污染，为企业带来可观的经济效益和社会效益。? 关键字：锅炉；PLC变频器
目录 1绪论............................. 2原理及结构设计......................... 变频器工作原理.............................. 变频器的结构与功能............................ 变频器的结构............................. 变频器的控制方式............................ 变频器的功能............................. 使用变频调速的目的............................ 鼓风机变频调速节能原理........................... 鼓风机变频调速的主电路........................... 主电路器件的选择.............................. 3变频器选择及参数设置...................... 变频器的控制方式.............................. 控制方式的合理选用........................... 选型原贝U ............................ PLC及压力传感器的选择........................... MM430变频器特性 ............................. 电动机参数设置实例............................ 4 PLC程序设计......................... 结论.............................. 参考文献...........................
摘要 现在流行的异步电动机的调速方法可分为两种：变频调速和变压调速，其中异步电动机的变频调速应用较多，它的调速方法可分为两种：变频变压调速和矢量控制法，前者的控制方法相对简单，有二十多年的发展经验。因此应用的比较多，目前市场上出售的变频器多数都是采用这种控制方法。本设计采用恒压变频调速并在MTALAB运行环境下进行仿真设计并运行仿真模型得出结论。 关键词:交流调速系统, 异步电动机, PWM技术MATLAB.....
目录 摘要................................ 错误！未定义书签。第一章前言.......................... 错误！未定义书签。 1.1 设计的目的和意义................. 错误！未定义书签。 1.2变频器调速运行的节能原理......... 错误！未定义书签。第二章交流异步电动机............... 错误！未定义书签。 2.1交流异步电动机变频调速基本原理 ... 错误！未定义书签。 2.2变频变压（VVVF）调速时电动机的机械特性 (6) 2.3变压变频运行时机械特性分折 (7) 第三章变频技术简介和控制方法 (11) 3.1 变频调速技术简介 (11) 3.2变频器工作原理及分类 (12) 3.3 交流调速的基本控制方法 (18) 3.4脉冲宽度调制（PWM）技术 (21) 第四章异步电动机变频调速系统设计的仿真和实现 (24) 4.1 MATLAB的编程环境 (24) 4.2仿真结果 (29) 结论 (30) 致谢.............................. 错误！未定义书签。参考文献............................ 错误！未定义书签。
变频器参数基本设置 变频器应用领域涉及到钢铁行业，化工行业，汽车行业，机床行业，电机机械行业，食品行业，造纸行业，水泥行业，矿业行业，石油行业，工厂建筑等，它促进企业实现了自动化，节约了能源，提高了产品质量和合格率以及生产率，延长了设备使用寿命。通过变频器的功能参数的设置调试，就可以实现相应的功能，一般都有数十甚至上百个参数供用户选择，在实际应用中，没必要对每一参数都进行设置和调试，多数只要采用出厂设定值即可。但有些参数由于和实际使用情况有很大关系，且有的还相互关联，因此要根据实际进行参数的设定和调试。变频器调试的好坏决定了变频器运行的稳定性、应用效果以及使用寿命等，最终关系到企业经济效益的大小，调好了可能大大节约费用，调不好可能损失惨重。以下是作者在普传变频器使用中的经验总结，希望能供其他用户参考，使变频器能更好地推广使用，为企业带来更大的经济效益。 1 变频器调试的步骤 变频器能否成功地应用到各种负载中，且长期稳定地运行，现场调试很关键，必须按照下述相应的步骤进行。 1.1 变频器的空载通电检验 1）将变频器的电源输入端子经过漏电保护开关接到电源上。 2）将变频器的接地端子接地。 3）确认变频器铭牌上的电压、频率等级与电网的是否相吻合，无误后送电。 4）主接触器吸合，风扇运转，用万用表AC 挡测试输入电源电压是否在标准规范内。5）熟悉变频器的操作键盘键, 以普传科技变频器为例： FWD为正向运行键，令驱动器正向运行； REV为反向运行键,令驱动器反向运行； ESC/DISPL为退出/显示键，退出功能项的数据更改，故障状态退出，退出子菜单或由
功能项菜单进入状态显示菜单； STOP/RESET 为停止复位键，令驱动器停止运行，异常复位，故障确认； PRG为参数设定/移位键； SET 为参数设定键，数值修改完毕保存，监视状态下改变监视对象； ▲▼为参数变更/加减键，设定值及参数变更使用，监视状态下改变给定频率； JOG为寸动运行键，按下寸动运行，松开停止运行，不同变频器操作键的定义基本相同。6）变频器运行到50 Hz，测试变频器U V W三相输出电压是否平衡。 7）断电完全没显示后，接上电机线。 1.2 变频器带电机空载运行 1）设置电机的基本额定参数，要综合考虑变频器的工作电流。 2）设定变频器的最大输出频率、基频、设置转矩特性。v/f类型的选择包括最高频率、基本频率和转矩类型等项目。最高频率是变频器—电动机系统可以运行的最高频率，由于变频器自身的最高频率可能较高，当电动机容许的最高频率低于变频器的最高频率时，应按电动机及其负载的要求进行设定。基本频率是变频器对电动机进行恒功率控制和恒转矩控制的分界线，应按电动机的额定电压进行设定。转矩类型指负载是恒转矩负载还是变转矩负载。用户根据变频器使用说明书中的v/f类型图和负载特点，选择其中的一种类型。通用变频器均备有多条v/f曲线供用户选择，用户在使用时应根据负载的性质选择合适的v/f 曲线。为了改善变频器启动时的低速性能，使电机输出的转矩能满足生产负载启动的要求，要调整启动转矩。在异步电机变频调速系统中，转矩的控制较复杂。在低频段，由于电阻、漏电抗的影响不容忽略，若仍保持v/f为常数，则磁通将减小，进而减小了电机的输出转矩。为此，在低频段要对电压进行适当补偿以提升转矩。一般变频器均由用户进行人工设定补偿。普传变频器则为用户提供两种选择，即42种v/f提升方式，自动转矩提升。
. 15吨锅炉控制系统 方案及报价 一概术 考虑到系统均全天运行，为使系统可靠、节能，操作、维护方便，控制系统结构如图所示，引风机、鼓风机、供水水泵均采用单回路控制，风机均采用恒压变流量控制方式，水泵采用恒液位控制方式。风机的控制回路均由压力传感器、压力控制器及变频器组成，水泵控制回路由液位传感器、水位控制器及变频器组成。水位、压力均采用数字方式显示和控制。 压力控制器 锅炉风机、水泵改造系统原理图 1. 变频调速的节能意义 风机水泵类负载多是根据满负荷工作需用量来选型，实际应用中大部分时
. 间并非工作于满负荷状态，由于交流电机调速很困难。常用挡风板、回流阀或开/停机时间，来调节风量或流量，同时大电机在工频状态下频繁开/停比较困难，电力冲击较大，势必造成电能损耗和开/停机时的电流冲击。采用变频器直机接控制风、泵类负载是一种最科学的控制方法，当电机在额定转速的80%运行时，理论上其消耗的功率为额定功率的（80%）3，即51.2%，去除机械损耗电机铜、铁损等影响。节能效率也接近40%，同时也可以实现闭环恒压控制，节能效率将进一步提高。由于变频器可实现大的电动机的软停、软起，避免了启动时的电压冲击，减少电动机故障率，延长使用寿命，同时也降低了对电网的容量要求和无功损耗。为达到节能目的推广使用变频器已成为各地节能工作部门以及各单位节能工作的重点。 2. 阀门特性及变频调速节能原理 阀门的开启角度与管网压力，流量的关系示意图如图 当电机以额定转速n0运行，阀门角度以a0（全开），a，a1变化时管道压力与流量只能是沿A，B，C，点变化。即若想减小管道流量到Q1，则必须减小阀门开度到a1， 这使得阀前压力由原来的P0提高到Pq，实现调速控制后，阀后压力由原来的P0降到Ph。阀前阀后存在一个较大 的压差△P=Pq-Ph。 如果让阀门全开（开度为a0），采用变频调速，使风机转速至n1，且流量等于Q1，压力等于Ph，那么在工艺上则与阀门调节一样，达到燃烧控制的要求。而在电机的功耗上则大不一样。风机水泵的轴功率与流量和扬程或压力的成绩成正比。在流量为Q1，用阀门节流时，令电动机的功率为Nf=KPhQ1。用变频调速比阀门节流节省的电能为： Nj-Nf=K（Pq-Ph）Q1=Q1△P。 由图可见，流量越低，阀门前后以来差越大，也就是说用变频调速在流量小，转速低时，节能效果更好。 目前绝大多数锅炉燃烧控制系统中的风量调节都是通过调节风门挡板实现的，这种风量调节方式不但使风机的效率降低，也使很多能量白白消耗在挡板上。为了节约电能，提高锅炉燃烧控制水平，增加经济效益，采用变频调速