变频器的电位器控制任务书刘建君

1、目 录一、总体思路设计与主电路的确定.11.1概述.11.2总体思路设计.21.3三菱FR-D700变频器与外部电位器的接线.31.4三菱FR-D700变频器的参数设定.3 1.5实物接线图.4二、变频器的介绍.52.1变频器.5 2.1.1变频器的简介.5 2.1.2变频器的发展.52.2三菱变频器的基本构成与原理.62.3三菱FR-D700变频器的介绍.72.3.1三菱FR-D700变频器的结构与外形.72.3.2三菱FR-D700变频器的操作面板.8三、实验的仿真与调试.93.1变频器参数调试.103.2现场调试.113.3调试结果.12四、总结与体会.13附录：（FR-D700变频器总

2、电路图）.14参考文献.15湖南工程学院课程设计成绩评分表.16一、总体思路设计与主电路的确定1.1概述20世纪60年代以后,半导体功率器件从普通晶闸管(SCR)、门极可关断晶闸管(GTO)、双极型晶体管(BJT)、金属氧化硅场效应管(MOSFET)、静电感应晶体管(SIT)、静电感应晶闸管(SITH)、MOS控制晶体管(MGT)、MOS控制晶闸管(MCT)逐步发展到今天的绝缘栅双极型晶体管(IGBT)和耐高压绝缘栅双极型晶体管(HVIGBT)。器件的每一次更新都为调速技术的发展注入了新的活力。电动机的调速从直流发电机电动机组调速、静止晶闸管整流直流调压调速逐步发展到交流感应电动机变频调速,而

3、且随着控制技术和控制手段的不断提高,变频调速又由变压变频控制的变频调速发展到了矢量控制变频调速,通过控制交流电动机里相当于并励直流电动机励磁绕组的磁通变化,提高变频器的恒转矩输出范围和动静态特性,使得交流电动机变频调速系统的性能超过了直流电动机调压调速系统的性能。为了简化控制系统,减少设备故障率,在矢量控制变频调速的基础上又发展了无速度传感器的矢量控制变频调速。在一些对动静态特性要求不太高的应用中,无速度传感器的矢量控制变频调速已完全可以和有速度传感器的矢量控制变频调速相媲美。矢量控制对交流电机调速具有划时代的意义。交流电机采用变频调速技术是当代电机调速的潮流，它以体积小、重量轻、精度高、通用

4、性强、工艺先进、功能丰富、保护齐全、可靠性高、操作简便等优点超过以往的任何调速方式，深受钢铁、有色、石油、化工、纺织、机械、电力、建材、煤炭、医药、造纸、卷烟、航海、电力机车、自来水、养殖等行业的欢迎。随着电力电子技术、数字控制技术和运动控制理论的发展，交流电机变频系统的实际应用比重会逐步增高，直到最后取代直流调速和其他调速方式。201.2总体思路设计本实验是用三菱FR-D700变频器实现控制功能的。正确设置变频器参数，采用外部电位器控制变频器运行，再由变频器控制交流电动机，实现调速作用。1.3三菱FR-D700变频器与外部电位器的接线三菱FR-D700变频器的接线图如图1.1所示，其中输入端

5、子L和N间接单相220V交流电，端子10，2，5接电位器，通过旋转电位器来对变频器的输入频率进行改变，输出端子接U,V,W接三相异步电动机。变频器和电机都必须接地，为了防止人接触电气设备的外壳时因漏电流而将外壳接地，这就是接地的目的。图1.2为接线图的实物图。图1.1 变频器的外部端子连接图图1.2 FR-D700系列变频器与外部电路接线实物图1.4三菱FR-D700变频器的参数设定变频器参数设定表如下表所示。 序 号变频器参数出厂值设定值功能说明1P150 50上限频率（50Hz）2 P20 0下限频率（0Hz）3 P75 5加速时间（5S）4 P85 5减速时间（5S）5 P900.35电

6、子过电流保护（0.35A）6 P160 9999 0扩张功能显示选择7 P7904操作模式选择8 P73110-5V输入表1 变频器参数设定表注：在参数设置前应先将变频器参数复位为工厂设定值，将参数进行清零设置。1.5实物接线图2、 变频器的介绍2.1变频器 2.1.1变频器简介变频器（frequency transformer）一般是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。变频器的主电路大体上可分为两类：电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器，直流回路的滤波是电容；电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器，其直流回路滤波是电感。2.1.2变频器的发展变频器是运动

7、控制系统中的功率变换器。当今的运动控制系统包含多种学科的技术领域，总的发展趋势是：驱动的交流化，功率变换器的高频化，控制的数字化、智能化和网络化。因此，变频器作为系统的重要功率变换部件，提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。随着新型电力电子器件和高性能微处理器的应用以及控制技术的发展，变频器的性能价格比越来越高，体积越来越小，而厂家仍然在不断地提高可靠性实现变频器的进一步小型轻量化、高性能化和多功能化以及无公害化而做着新的努力。变频器性能的优劣，一要看其输出交流电压的谐波对电机的影响；二要看对电网的谐波污染和输入功率因数；三要看本身的能量损耗（即效率）如何。这里仅以量大面广的交直交

8、变频器为例，阐述它的发展趋势： 主电路功率开关元件的自关断化、模块化、集成化、智能化；开关频率不断提高，开关损耗进一步降低。2.2三菱变频器的基本构成与原理 变频器分为交-交变频器和交-直-交变频器两种，目前通用型变频器是交-直-交频器，交-直-交变频器主要由三部分组成，交-直部分又称整流部分，先把工频交流通过整流器变成直流。 中间部分，由三段组成。第一段由两电容组成，作用是把整流的电流进行滤波变成直流电，第二段由电阻和显示灯组成，电源关闭时，电动机通过通过晶闸管回电到主电路，此时变频器还有电，显示灯会亮，起到了检测是否有电的作用。第三段由电阻和IGBT组成，起到能耗电路作用。 直-交部分，又

9、称逆变部分，通过逆变器把直流电变成交流电。逆变器是由6个晶体管代替6个开关构成逆变器电路，该电路连接三相电动机，晶体管的交替通断电使电动机运转，通过改变晶体管接通顺序，就可以电动机的旋转方向。图1.1 交直交变频器主电路由于本次课程设计采用的是三菱FR-D700变频器，所以其交直部分电源输入端为单相交流输入。输出端为三相交流输出。2.3三菱FR-D700变频器的介绍2.3.1三菱FR-D700变频器的结构与外形 FR-D700系列变频器如图所示： 图1.2 FR-D700系列变频器外形2.3.2三菱FR-D700变频器的操作面板 三菱FR-D700变频器的操作面板如图1.3所示：图1.3 三菱

10、FR-D700变频器的操作面板三菱FR-D700变频器的面板指示功能及面板按键功能的具体介绍如表1、表2所示。 表2 操作面板按键按 键说 明Run键电机运转指令Mode键可用于选择操作模式或设定模式Set键用于确定频率和参数的设定转盘用于连续增加或者降低运行频率通过旋转转盘改变频率，在设定模式中旋转此转盘可连续设定参数Stop/Reset键用于停止运行用于保护功能动作输出停止时复位PU/EXT 键用于进入PU运行模式表3 操作面板表示表 示说 明HZ表示频率时灯亮A表示电流时灯亮RUN变频器运行时灯亮MON表示显示模式式灯亮PUPU操作模式时灯亮EXT外部操作模式时灯亮表 示说 明HZ表示频

11、率时灯亮A表示电流时灯亮三、实验的仿真与调试3.1 变频器参数调试1.按“PU/EXT”模式选择按钮，将变频器运行模式切换至“PU”模式；2.按“MODE”键，进入参数设定模式，此时显示“P 0”；3.旋转频率设定旋钮，调至p9参数； 4.按“SET”键，显示p9参数的当前值；5.继续旋转频率设定旋钮，把p9参数值调至0.35，设完后断电保存参数（从第三步重复操作依次 改p160=0,p79=4,p73=1)；设完后断电保存参数。 6.闭合K1，调节电位器旋钮，观察电机转速的变化情况。3.2 现场调试图3.1现场调试3.3 调试结果调试结果显示电压（v)频率（Hz）转速（r/min）实际电压（

12、v)0.54.783550.51.09.672780.981.514.514191.472.019.405631.962.524.197052.483.029.088492.973.534.1610003.484.039.0511453.984.544.0312934.485.048.9714404.98 四、总结与体会通过这次课程设计，我不仅巩固了以前学过的知识，而且学到了很多书本上没有没到的知识，掌握了一种系统的研究方法，通过这次课程设计我们明白理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识还不够，理论实践相结合才能提高实际动手能力和独立思考的能力。同样，在学习中也发现了自己的不足之处，例如对以

13、前所学过的知识理解不够深刻，掌握不够牢固。回顾起此次课程设计，我仍感慨颇多。从选题到定稿，从理论到实践，在接近两个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，难免会遇到过各种各样的问题，通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。通过这次设计，我还发现课本上的理论知识和实践还是有一定的差别，理论知识要应用到实践中要经过仔细地思考和多次尝试，只有这要才能达到理论联系实践的效果。如果不是通过课程设计，我们的知识面可能一直停留在理论的层面。最后我要感谢李祥来老师在这次课程设计中给予我的帮助，以及各位组员同学一起努力讨论，有了他们的帮助我才可以顺利完成此次课程设计。附录：（FR-D700变频器总电路图）参考文献1王兆安电力电子技术（第5版）机械工业出版社，20082孙培德现代运动控制技术及其应用电子工业出版社，20123陈伯时电力拖动自动控制系统（第4版）机械工业出版社，20124刘定建，朱丹霞实用晶闸管电路大全机械工业出版社，19965刘星平电力电子技术及电力拖动自动控制系统校内，1999湖南工程学院课程设计成绩评分表项 目评 价优良中及格差设计方案合理性与创造性（10%）主