实验3变频器使用

北京信息科技大学自动化学院实验报告课程名称运动控制系统实验名称变频器的使用实验仪器ACS140变频器单元板等专业自动化班级/学号信息与控制系统学生姓名实验日期实验地点成绩指导教师

实验33变频器使用实验一、实验目的1．学习变频器的使用，了解变频器的功能。2．学习变频器的参数设置。二、使用设备ACSl40变频器单元板1块控制器单元板1块三相异步电动机1台三、变频器运行方式及参数调整变频器的运行需要预先设置控制参数，才能使变频器控制的电动机的运转性能满足生产实际的要求。ACS140型变频器有多种控制参数集(称为应用宏)，每一种控制参数集的选择，将使变频器控制端子具有不同的作用。为满足不同的控制要求，在使用变频器时可以选择不同的控制参数集(本实验使用标准宏)。变频器的运行控制方式有控制盘控制方式(内部控制方式)、外部端子控制方式和通信控制方式(变频器的运行由可编程序控制器或单片机控制)。1．控制端子及控制盘变频器的外接控制端子用于从外部电路输入频率给定信号、起动信号、正反转信号等。ACSl40型变频器选择标准控制参数集时，控制端子的功能如图3-1所示。图中未用端子是其他控制参数集所用端子。变频器控制盘及控制盘上各按钮的作用如图3-2所示，控制盘用于控制模式切换、内部控制(外部控制方式失效)、设置控制参数集及显示电动机运行参数(频率、转速、电流等)。2．变频器控制方式的调整ACSl40型变频器的内部控制方式和外部控制方式的转换步骤如下：1)同时按住控制盘上“MENU”和“ENTER”键，控制盘显示REW，变频器处于外部控制方式。2)同时按住控制盘上“MENU”和“ENTER”键，控制盘显示LOC或LCR，变频器处于控制盘控制方式(内部控制方式)。3)同时按住控制盘上“MENU”和“ENTER”键，控制盘显示rE，变频器回到外部控制方式。3．基本参数的设置1)按“MENU”键，控制盘显示屏出现“-99-”字样。2)按“ENTER”键，控制盘显示屏出现“-9902-”字样。再按“ENTER”键，显示屏显示SET、LWD闪烁，同时显示控制参数控9902的数值，反复按“UP／DOWN”键(上／下)，找到需要的控制参数的数值，同时显示屏SET闪烁。再按“ENTER”键，参数设置完毕。再按两次“MENU”键，控制盘显示输出电压的频率。3)在控制盘出现参数“9902”后，反复按“UP／DOWN”键，从控制参数集找到需要设置的参数，(参数从0102~9908，每个参数表示的意义参看用户手册)按照前面介绍的方法设置每个参数数值。

图3-1变频器外部控制端子4．完整参数的设置完整参数提供变频器特殊功能的参数，用以实现变频器特殊控制要求。设置的方法如下：1)按控制盘“MENU”键，控制盘显示屏出现“-99-”字样。2)反复按“UP”或“DOWN”键，直到显示屏出现“-LG-”字样。3)按住“ENTER”键，直到显示屏出现“=LC=”字样。4)按“DOWN”’键，显示屏出现“=99=”字样。5)按“UP”或“DONW”键，找出需要设置的参数。5．变频器参数设置1)参数9902表示选择控制参数，该参数设定ACSl40应用不同的控制参数。选择不同的控制参数，变频器控制端子具有不同的作用。参数9902数值从0~7。标准型选择9902的值为1，此时变频器控制端子的作用参看图3-1。2)参数9905设定ACSl40输出到电动机的最大电压值。当变频器的输出频率等于参数9907设定的额定频率时，输出电压同时达到额定电压值。ACSl40输出到电动机的电压无法大于电源电压。3)参数9906设定ACSl40输出给电动机的电流，其值为使用的电动机铭牌上的额定电流值。4)参数9907调整变频器输出电压的频率为电动机铭牌所标示的频率，此频率值应和参数1105和2008调整的频率值相等。5)参数1003表示方向控制参数，选1电动机正转，选2电动机反转，选3电动机正向转动或反向转动。6)参数0102表示电动机的转速。7)参数0104表示电动机的电流值。8)参数0105表示电动机轴的输出转矩，以额定转矩的百分数表示。9)参数1201表示恒速参数，其数值从0-9，当选择7时，变频器外控电路接控制端子D13，D14的开关状态，决定电动机能以三种恒速转动，而且不受频率调整电位器BP的控制。10)参数1105表示外部给定的最大限幅值，设置时以频率的大小表示。11)参数2008表示变频器输出频率的最大值。12)参数2202表示加速时间参数，设置电动机由0Hz上升到最高频率所需要的时间。13)参数2203表示减速时间参数，设置电动机由最高频率降到0Hz所需要的时间。图3-2变频器控制盘14)参数2603表示转矩补偿参数，设置变频器低频时输出电压补偿值。15)参数2604表示转矩补偿参数，设置变频器补偿范围，以频率形式给出。6．变频器的运行控制(1)内部控制方式1)按照控制方式的调整方法，将变频器设置为内部控制方式。2)按控制盘起动／停止按钮，变频器按照内部设置好的参数控制电动机的运转。3)按控制盘正反向转动按钮，电动机改变转动方向。4)按控制盘起动／停止按钮，电动机停止转动。(2)外部控制方式1)按照图3-3接好变频器控制端子的外部控制电路。2)应用控制参数设置的方法，设置变频器内部控制参数。3)接通外部控制电路中的起动／停止开关，变频器按照设置好的参数控制电动机转动。4)接通正反向转动开关，电动机从正向转动变为反向转动。图3-3变频器外部控制电路5)将两个恒速控制开关分别处于“ON”和“OFF”、“OFF和ON”、“ON和ON”状态，使电动机得到三种恒速转动速度。此时调整频率给定电位器BP，电动机转速不变。6)按照图3-4设置电动机的起停时间，接通加减速时间控制开关，观测电动机起动和停止时间。7)将控制盘显示屏设置为运行参数，分别显示电动机的转速、电流和电动机的输出转矩。图3-4加减速时间曲线实验步骤：按照图3-3连线，其中由于教学实验台没有直接输出220V电压，需将输出旋钮旋至最小，在控制台上进行变压连线（55V-220V星形接法），再接到L1，L2，L3上，同时三相电机也不要忘记星形接法。之后通电用万用表检查L1，L2之间直流电压，旋转输出旋钮调至380V。进行参数设置，先将变频器设置为内部控制方式（LOC），选择完整参数设置（=LC=），之后按照三相电机上的铭牌进行参数设置（很多参数变频器内部都设置好了，比如电压380V，转速1400等，刚开始忘记设置加速/减速时间设置，后来修改从5秒改为10秒）然后按menu回到初始界面（此时显示的参数是电机频率0.00Hz），按下起动按钮，电机旋转，同时显示改变为此时频率，可以按up/down选择显示不同的参数，长按enter可以进入修改参数，比如调节频率。按正反转按钮电机可以反转。按下停止按钮，变频器设置为外部控制方式（REW），扳动起动开关，电机开始工作旋转BP调节电机转速，同时变频器显示的电机频率发生变化。扳动正反转开关，电机可以正反转；分别或同时扳动恒速1、2开关，电机进入恒速状态，变频器显示为三种状态5Hz、10Hz、15Hz，此时旋转BP变频器显示不变化。扳动加/减速开关，再扳动正反转开关，可发现电机加速减速时间变化，之后可在变频器（参数2202，2203）改变加减速时间。实验心得：通过本次实验，我学会了如何设置变频器参数，了解了变频器的功能，同时将外部控制和内部控制相对比，对于远程控制的原理有了更深的理解。除此之外，对于实验之前预习实验报告的重要性也有了更深的认识。

三相异步电动机DSP控制调速系统SVPWM原理：SVPWM的主要思想是以三相对称正弦波电压供电时三相对称电动机定子理想磁链圆为参考标准，以三相逆变器不同开关模式作适当的切换，从而形成PWM波，以所形成的实际磁链矢量来追踪其准确磁链圆。普通的三相全桥是由六个开关器件构成的三个半桥。这六个开关器件组合起来（同一个桥臂的上下半桥的信号相反）共有8种安全的开关状态.其中000、111（这里是表示三个上桥臂的开关状态）这两种开关状态在电机驱动中都不会产生有效的电流。因此称其为零矢量。另外6种开关状态分别是六个有效矢量。它们将360度的电压空间分为60度一个扇区，共六个扇区，利用这六个基本有效矢量和两个零量，可以合成360度内的任何矢量。当要合成某一矢量时先将这一矢量分解到离它最近的两个基本矢量，而后用这两个基本矢量去表示，而每个基本矢量的作用大小就利用作用时间长短去代表。用电压矢量按照不同的时间比例去合成所需要的电压矢量。从而保证生成电压波形近似于正弦波。在变频电机驱动时，矢量方向是连续变化的，因此我们需要不断的计算矢量作用时间。为了计算机处理的方便，在合成时一般是定时去计算（如每0.1ms计算一次）。这样我们只要算出在0.1ms内两个基本矢量作用的时间就可以了。由于计算出的两个时间的总合可能并不是0.1ms(比这小)，而那剩下的时间就按情况插入合适零矢量。由于在这样的处量时，合成的驱动波形和PWM很类似。因此我们还叫它PWM，又因这种PWM是基于电压空间矢量去合成的，所以就叫它SVPWM了。实验截图：SPWM模式下速度、电流启动曲线：FOC模式下转速、电流启动曲线：FOC模式下A.B相电流稳态曲线：