实验五三相异步电机变频调速(精)

1、实验五三相异步电机变频调速 、实验目的 1了解变频器外部控制端子的功能。 2了解变频器端子的接线方法。 3 掌握变频器面板操作和常用参数的访问与设置。 4了解三相异步电机变频调速在不同运行模式下的参数配置及操作方法。 二、实验原理 1. ATV31 变频器的选型 2).转子 1 200240V 单相，0.182.2kW ; 2 200240V 三相，0.1815kW ; 3 380500V 三相，0.3715kW ; 4 525600V 三相，0.7515kW。ATV31 变频 器具有丰富的端子和通信接口： _L 鼠笼式电动机由于构造简单，价格低廉，工作可靠，使用方便，成为了生产上 应用 AT

2、V31 HU 75 N4 X 变频器系列 功率范围 功率ffi/kW 电用额立值 是否内国EMC A.TV21 ATV31 ATV61 ATV71 HU： PXO. 01 HU： PXO. 1 HU： PX1 37: 0. 37kW 55: 0.55kW 75: 0. 75kW I3:200-210V N 1:380-500V S6:525-600V 有)G 无A|gEMC 遞波器 AX有内SEMC 谑波器 可以根据使用电动机的功率、额定电压来选择合适的变频器，一般变频器选型 要大一个型号。例如：使用三相线电压 380V，功率是 0.37kW，可以选 0.55kW 对应的变频器ATV31HU5

3、5N4，这样可以保证电动机更有效的运行。 2 .变频器 I/O 端子的连接 ATV31 变频器端子的接线方式如图 4-1 所示。 1).基本原理 为了说明三相异步电动机的工作原理，我们做如下演示实验，如图 5-2 所示。 图 5-2 三相异步电动机工作原理 L 3 (1 演示实验：在装有手柄的蹄形磁铁的两极间放置一个闭合导体，当转动手 柄带动蹄形磁铁旋转时，将发现导体也跟着旋；若改变磁铁的转向，则导体的转向 也跟着改变。 (2现象解释：当磁铁旋转时，磁铁与闭合的导体发生相对运动，鼠笼式导体 切割磁力线而在其内部产生感应电动势和感应电流。感应电流又使导体受到一个电 磁力的作用，于是导体就沿磁铁的

4、旋转方向转动起来，这就是异步电动机的基本原 理。 转子转动的方向和磁极旋转的方向相同j r-Q-0-0-C ci az co ；_J 冒 。啞富 a T O 1 C-O -0-0-0 L CM on * & &尹壬 eo s CXJ T CM 二匕匕 丁 c I三匸遂 加 注山上或”鸟 HH CC d d d ? -OO-O-O-O- CM a ?- _=J g 8 : -=c v o -o -: -1_ o L OJ 也爪电位器 （3.结论：欲使异步电动机旋转，必须有旋转的磁场和闭合的转子绕组。 2）.旋转磁场（1）.产生 TB1 动力端子分别接 380V 交流电和三相交流异

5、步电动机，并且可以接入外置 制动电阻和直流电抗器，用于紧急制动停车和滤波，见表 4-2。 接地端1- R/11 抑LL源输人瑞 TB2 为控制端，各端子说明见表 4-3。22 个控制端子可分为三组：第一组为模 拟量输入端；第二组为变频器输出的常开/常闭继电器接点端子；第三组为报警端 子部分。另外还提供一个 RJ45 接口用于通信。 表 4-3 ATV31 变频器的控制端子SZL2 表 4-2 ATV31 变频器的动力端子 端子 功能 RIA RIB R1C R2A 1 J- 功能 RIA 常片绵电器 RIB 常闭细电器 R1C 继电醤公用程 R2A 呵编电曙曲的N/0触点 R2C COM 模拟

6、请】旳舍共第1 All 模拟尿吨儿输入0-10V Al 2 模拟凰电儿输九nor KL3 输入* 4-2(hA 10V 设逹点电僦骼的电源I-lOkfi AOV AOC 楼拟电用輸li；AOV*模拟电说输出A0C或逻轿贬爪输出M)G AOV 或ADC珂进打定义M:何一个均町.怛不艇问时定义) 24V 逻卿输入电湖端 Lil -LI6 | ! 出入 町进行方向打L i理咬山捋心； 当3 t=00 时，i A =0 , AX 绕组中无电流；i B 为负，BY绕组中的电流从 Y流 入 B 1流 出；i C 为正，CZ 绕组中的电流从 C 流入 Z 流出；由右手螺旋定则可得合成 磁场的方向如图 5-4

7、(a )所示。 当3 t=1200 寸，i B =0 , BY 绕组中无电流；i A 为正，AX 绕组中的电流从 A 流入 X流出；i C 为负，CZ 绕组中的电流从 Z 流入 C 流出；由右手螺旋定则可得 合成磁场的方向如图 5-4 (b )所示。 当3t=24O0 寸，i C =0, CZ 绕组中无电流；iA 为负，AX 绕组中的电流从 X 流入 A 流出；i B 为正，BY绕组中的电流从 B 流入丫流出；由右手螺旋定则可得合 成磁场的方向如图 5-4（c ）所示。 可见，当定子绕组中的电流变化一个周期时，合成磁场也按电流的相序方向在 空间旋转一周。随着定子绕组中的三相电流不断地作周期性变

8、化，产生的合成磁场 也不断地 通过 2 线制和 3 线制方式起动电动机，比较两种方式的区别，并改变加 /减速 斜坡时间。 （2 实验说明 旋，因此称为旋转磁场 :ATV31 jl 9 V : 24V LB Llx All COM X X X (a 3 t = 0 (b 3 t = 120 (c 3 t = 240 图 5-4 旋转磁场的形成 -5V +5V (2).旋转磁场的方向 旋转磁场的方向是由三相绕组中电流相序决定的，若想改变旋转磁场的方向， 只要改变通入定子绕组的电流相序，即将三根电源线中的任意两根对调即可。这 时，转子的旋转方向也跟着改变。 -nCr 输入铭牌给出的电动机额定电流，比

9、铭牌给出的值稍大一些； -nSP 输入铭牌给出的电动机额定转速； -COS 输入铭牌给出的功率因数。 c. 将变频器设置为 2 线制起动：进入 I/O-菜单-选择 tCC -选择 2C。 d. 设置 LI1 为正转，LI2 为反转。LI1 默认为正转，设置 LI2 为反转：进入 I/O- 菜单选择 rrS -选择 LI2。 e. 设置加速斜坡和减速斜坡时间： 进入 Set-菜单-选择 ACC，设置加速斜坡时间：0. 1999.9s，出厂设置为 3s。进入 Set-菜单-选择 DEC，设置减速斜坡时间：0. 1999.9s，出厂设置为 3s。f.设置功能访问等级，进入 CTL-菜单-选择 LAC

10、 -选择 L3，设置为最高访 问等级。g.设置控制方式 进入 CTL-菜单-选择 Cdl -选择 tEr，将控制通道(数字量输入通道 设置为端 子控制方式。进入 CTL-菜单-选择 Frl 4 选择 AI1，将给定通道(模拟量输入通道 设置为模拟量输入端子 9 =120p AI1。2 3 线制控制 正向”或 反向”脉冲控制起动， 停止”脉冲控制停车。按图 4-3 所示接线， LI1 :停车，LI2 :正向，LIx :反向 2 线制控制与 3 线制控制在变频器设置和端子接线上有略微的差别： a.将变频 器设置为 3 线制起动， 进入 I/O-菜单一选择 tCC -选择 3C ; b.设置反转输入

11、 端， 进入 I/O-菜单选择 rrS T 选择 LI3。 3 预置及切换电动机的运行速度（1 实验内容 通过对变频器的参数配置，外接多个按钮 “LT信号的不同组合，可以为电动 机设置 2 种、4 种、8 种、16 种的预置速度，实现速度的切换，见表 4-5。本实验 预置 4 种速度，需要两个按钮，进行 4 种状态组合，完成 4 种速率的切换。-5V +5V ATV31 图 4-3 3 线制起动接线图 All COM 陽动端 I 电位器; I ATV31 I 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 SP14 SP15 SP16 (实验步骤按图 4-4 所示接线，动力电 源与电位器接线与前一

12、个实验相同，LI1:正向；LI2 :反向。在 电动机最初运行 时，速度是按照给定的频率运行，可通过接在 LI3、LI4 的两个按钮来切换速度。 图 4-4 电动机速率切换接线 1 电动机铭牌参数输入到变频器中。 2 将变频器设置为 2 线制起动：进入 I/O-菜单一选择 tCC P选择 2C。3 LI1 和 LI2 分别定义为正转和 反转。LI1 默认为正转，设置 LI2 为反转：进入 I/O-菜单一选择 rrS -选择 LI2。4 LI3 和 LI4 作为两个速度切换端子，进入 FUn-功能菜单一选择 PS4 选择 PSM 选 择 LI3 ;再选择 PS4 一选择 LI4。5 设置 4 个预

13、置速度的频率值：a.进入 SET-菜 单一选择 SP2,设置第 2 个预置速度的频率值； b.进入 SET-菜单一选择 SP3,设 置第 3 个预置速度的频率值； c.进入 SET-菜单一选择 SP4,设置第 4 个预置速度 的频率值。四、思考题 1、电动机正、反转运行的工作原理是什么？ 2、为什么三 相异步电机可以变频调速？ 五、预习要求 1了解变频器的工作原理与使用方法。 2熟悉电机变频调速原理。3了解变频器 I/O 端子的连接及接线方式。 六、实 验仪器设备 1.三相交流异步电动机 2.变频器 1 台 1 只 Llx 5 V +5V AH COM 种 i fSLI(PS16) 8fri JLIiPS8) 1 种速JSLI (PS 1 2种速度LI(PS2) ) 速度给电疽 0 0 0 0 0 0 0 1 SP2 0 0 1 0 SP3 0 0 1 1 SPI 0 1 0 0 sre 0 : 0 1 SP6 0 ; I . 1 0 SP7 - a 3.电位器 4.隔离开关 5.熔断器 6.按钮 1 只 1 只 3 只若干七、注意事项 1