运动控制系统课程设计--矢量变频器的参数整定与运行测试.docx

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 目录一、课程设计目的和要求31.1 课程设计目的31.2 课程设计要求3二、课程设计的主要内容32.1 专业英语资料查阅32.2 对交流异步电机的调速特性和模型研究52.3 变频器的参数整定与运行测试7一、 课程设计目的和要求1.1课程设计目的：通过此次设计（实习），通过操作手册学会正确操作micromaster vector，首先要能够熟悉安全规则，之后要能够准确操作矢量变频器，能够熟悉基本的参数整定与运行测试。从而加强我们对运动控制系统专业方向的认知，虽然我们平时学习的知识较为广泛，但正因为如此，从而造成我们对专业方向更加模糊了，本次课程设计将有助于我们对专业方向有较为清晰和准确的认识，将有利于我们明确今后的努力方向。同时也通过本次课程设计很好的将我们书本上的知识运用于实践，从而提高我们对专业知识的深入理解。在操作实验设备过程中，对设备的小心使用以及正确使用的同时，也提高我们的专业意识与专业责任心。1.2课程设计要求：（1）通过此次设计（实习），要求我们够掌握运动控制系统专业术语，在很多地方我们将接触到的更多的是英文资料，所以专业术语显得尤为重要。（2）通过此次设计（实习），要求我们能够自行查阅资料相关资料，书本上的知识还远远不够，要想更好的理解和运用知识，我们就必须提供自己的自行查阅资料相关资料的能力。（3）通过此次设计（实习），最主要的还是要求我们加强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。二、课程设计的主要内容2.1 专业英语资料查阅l 英文资料如下：from: (modern power electronics and ac driveschapter 3 diodes and phase-controlled converters):introductiondiodes and phase-controlled converters constitute the largest segment of power electronics that interface to the electric utility system today. the history of there converters extends nearly one hundred years, and they are often defined as classical power electronics. before the advent of solid-state diodes and thermistors, which are invariably used presently, gas-filled glass-bulb devices such as mercury-arc rectifiers, phanotrons, thyratrons, and ignitrons were dominant in the early part of this century. then , during world war , saturable-core magnetic amplifiers were introduced. this class of converters mainly convers 50/60 hz ac to dc (rectification). but a select group can also function for dc to ac conversion (inversion). the efficiency of the converters is very high, typically in the vicinity of 98%, because device conduction loss is low and switching loss is practically negligible. however, the disadvantage is that they generate harmonics in the utility system creating a power quality problem for other consumers. besides, thyristor converters constitute a low lagging power factor load in the utility system. the application of these converters may include the following:1. electrochemical processes such as electroplating, anodizing, metal refining, chemical gas production (hydrogen, oxygen, chlorine, stc).2. adjustable-speed dc and ac motor drives.3. high-voltage dc (hvdc) systems.4. dc and ac general-purpose power supplies, including ups (uninterruptable power supply) systems.5. dc-to-ac power conversion from solar cells, fuel cells, etc, with interface to the utility system.l 翻译如下：简介二极管和相控变流器是构成电力电子接口的电力系统的最主要的。转换器的历史延伸了近百年，他们往往被界定为最初的电力电子，在使用固态二极管和热敏电阻之前，即在本世纪初占主导地位的是充气玻壳设备如汞弧整流器，热阴极充气二极管，闸流管，和引燃管然后。在第二次世界大战期间，饱和磁放大器便逐渐被使用。这类转换器主要用来将50/ 60hz的交流电转换为直流电（即整流）。但是，其中选定的一组装置还可以用于直流到交流的转换（即逆变）。变换器的效率非常高，一般在98%附近，因为设备传导损耗低，开关损耗几乎可以忽略不计。但是，其缺点是在实用系统运行时，变换器将产生一些谐波，从而造成一个电源质量问题，将会影响到周围的其他设备。此外，在实用系统中可控硅转换器将会构成一个滞后的低功率因数负荷。这些转换器的应用程序可能包括以下内容：（1） 电化学处理，如电镀，阳极氧化，金属冶炼，化学气体生产（氢，氧，氯，stc）。（2） 调速的直流和交流电机驱动器。（3） 高压直流（hvdc）系统（4） dc和ac通用电源供应器，包括ups（电源供应）系统（5） 太阳能电池，燃料电池等，dc - ac电源转换的公用工程系统2.2 对交流异步电机的调速特性和模型研究交流调速系统是运动控制系统课程中的重点，也是各种运动控制系统应用面最广的调速方法。特别是鼠笼式异步电机制造成本低、结构简单、维修容易、可实现高压大功率及高速驱动，适合在恶劣的环境下工作，所以工业界和学术界一直致力于高性能调速系统的研究。交流异步电机的调速已有多种方法：（1）基频以下电压-频率协调控制调速方法a. 恒压频比控制（us /1 ）b. 恒eg /1 控制c. 恒er /1 控制以下为几种电压频率协调控制方式的特性比较（2）基频以上恒压变频调速（属于弱磁恒功率调速）如果电压源含有谐波，将使机械特性受到扭曲，并增加电机中的损耗。因此在设计变频装置时，应尽量减少输出电压中的谐波。（3）异步电机的变压变频调速，必须具备能够同时控制电压幅值和频率的交流电源，而电网提供的是恒压恒频的电源，因此应该配置变压变频器，又称vvvf装置。a. 交-直-交和交-交变压变频器b. 电压源型和电流源型逆变器c. 180导通型和120导通型逆变器为了实现电压-频率协调控制，可以采用转速开环恒压频比带低频电压补偿的控制方案，即通用变频器控制系统，如果对调速范围和起制动性能要求较高可采用转速闭环转差频率控制方案。a. 转速开环变压变频控制这种方法具有控制简单、容易实现、静态性能指标在多数场合满足等特点，目前市场上通用变频器大多采用此方法，它可以满足平滑调速，但动、静态性能都有限，而且不能真正的实现异步电机拖动动态过程中的转矩控制。b. 转速闭环转差控制这种方法只依据异步电机的稳态模型，因此只能按异步电机稳态运行规律进行控制，不能控制任意磁场的大小和相对位置。2.3 变频器的参数整定与运行测试l 参数整定：可以通过面板上的薄膜型按钮改变和设定参数，以调节出所需要的变频器特性，被选定的参数号和设定的参数值通过四位led显示屏显示出来。(1)首先开机后先将设备初始化，因为设备中可能还存储着之前一次的参数设定。方法为将参数调至p944并设定为1并按p键，此时出了p101外其它的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。(2)有的参数号为一位，有的为两位甚至三位，所以首先根据需要来选定需要改变的led的位数。将参数调至p009（参数保护设定），再从参数范围0到3内选择所需要的参数值参数说明/注解p0090 = 只有p001至 p009的参数可被读 /写。1 =参数 p001至 p009可被设定，所有其它参数只能读。2 = 所有参数可被读/写，担当电源断电时，p009自动复位到0。3 =所有参数可被读写。一般情况下对于我们初学者，都会将参数值设定为3，再按p键，3位都可以被改动，还有在复位出厂设置值时也许不能调节至p944，此时也需要先将调节参数保护设定。(3)之后就可以按照需要设定参数，如设定加速时间（秒）将参数调至p002（出厂设置位10.0秒），设定减速时间（秒）就将参数调至p003（出厂设置位10.0秒），设定数字量频率就将参数调至p005（出厂设置位5.0hz）。根据需要调节参数设置需要的参数再按下p按钮就设定成功。 注：如有其它需要设定的参数再根据说明书查找具体的参数号，再设定。l 运行测试：参数要求：加速时间=6s，减速时间=5s，频率=30hz运行结果要求：显示电流具体运行过程： p009设定为3，所有参数可被读写。 p944设定为1，复位出厂设置值。 p002设定为6，加速时间为6s。 p003设定为5，减速时间为5s。 p005设定为30，数字量频率为30hz。参数设定完，按下绿色启动按钮，电动机来时转动，为了显示电流，还需设定参数p001（显示选择），根据下表可知，将p001设定为2可以显示电流，p001设为2 按下p按钮，再调