变频器课程设计报告

变频器技术与应用课程设计报告

系别自动化工程系

班级 10电气4

姓名鲁鹏

学号 ********

指导教师王玉中

2013年12月

基于PLC及组态监控的变频调速系统设计任务书

一、课程设计要求

1. 具体控制要求

⏹要求变频器的输出频率按照课程设计要求的频率控制特性曲线变化(每组一

图)；

⏹用PLC的控制程序来控制变频器的输出频率；

⏹变频器的工作方式需要手动设置（参数），工作过程由PLC程序控制；

⏹使用组态软件监控变频调速系统的工作。

2. 变频器输出频率曲线的要求

每个班分成16个小组，每个小组完成一组频率控制特性曲线（曲线见下页），每组频率控制特性曲线的设计难度非常相近，保证公平公正。

3. 课程设计的设备要求

设计过程需采用的设备有：PLC、变频器、按钮、电动机、计算机及软件、导线等。

二、课程设计内容

1．通过仔细阅读变频器的使用说明书，理解变频器的工作原理、功能、接线注意事项等内容，学会变频器的功能参数设置；

2．完成系统主电路的连接，保证主电路连接的正确性、可靠性；

3．完成PLC控制程序的编写和调试，实现PLC对变频器的控制；

4．完成组态软件对变频调速系统的动画监控；

5．完成课程设计报告的编写，字数要求不少于5000字，内容包括：设计任务书，系统的硬件结构设计（包括系统总体结构设计、主电路设计、变频器选型设计、控制电路设计、PLC选型设计），PLC控制程序设计，组态监控画面设计，课程设计总结，参考文献；

6．设计报告封面和内容排版格式参照学校要求的统一格式；

7．设计报告以个人为单位上交，同组同学说明书内容可相同；

8．答辩。

目录

第一章系统的硬件结构设计 (1)

1.1 变频器 (1)

1.1.1变频器是什么 (1)

1.1.2变频器的分类 (1)

1.1.3 MM420变频器对外接线端子简介 (1)

1.2 PLC的介绍 (2)

1.2.1 PLC综述 (2)

1.2.2 PLC的应用领域 (3)

1.3 系统硬件 (5)

1.3.1 系统硬件结构控制要求 (5)

1.3.2 实验接线方式 (5)

1.4主电路 (6)

1.4.1对PLC的I/O口进行分配： (6)

1.4.2电气原理图 (6)

1.5 控制方案的选择 (7)

1.6 系统的总体结构图设计 (7)

第二章 PLC的控制程序设计 (8)

2.1实验设备 (8)

2.2 PLC程序流程图 (8)

2.3 PLC程序编程 (9)

第三章组态监控画面设计 (12)

3.1 建立一个新的组态王KINGVIEW工程 (12)

3.2 选择设备 (14)

3.3 建立在监控画面中要使用的控制变量或内部变量点 (18)

3.4 建立画面 (18)

3.5 动画连接 (20)

3.6 运行和调试 (22)

第四章系统的调试运行 (23)

4.1 电动机参数设置 (23)

4.2 变频器参数设置 (23)

4.3 系统的调试运行 (24)

第五章总结和体会 (25)

5.1结束语 (25)

5.2课设体会 (25)

参考文献 (26)

致谢 (26)

第一章系统的硬件结构设计

1.1 变频器

1.1.1变频器是什么

变频器室把工频电源（50HZ或60HZ）变换成各种频率的交流电源，以实现电机的变速运行的设备，其中控制电路完成对主电路的控制，整流电路将交流电变换成直流电，直流中间电路对整流电路的输出进行平滑滤波，逆变电路将直流电再逆成交流电。

变频技术是应交流电机无级调速的需要而诞生的。20世纪60年代以后，电力电子器件经历了SCR（晶闸管）、GTO（门极可关断晶闸管）、BJT（双极型功率晶体管）、MOSFET （金属氧化物场效应管）、SIT（静电感应晶体管）、SITH（静电感应晶闸管）、MGT(MOS 控制晶体管)、MCT(MOS控制晶闸管)、IGBT(绝缘栅双极型晶体管)、HVIGBT(耐高压绝缘栅双极型晶闸管)的发展过程，器件的更新促进了电力电子变换技术的不断发展。20世纪70年代开始，脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代，作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣，并得出诸多优化模式，其中以鞍形波PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始，美、日、德、英等发达国家的VVVF变频器已投入市场并获得了广泛应用。

1.1.2变频器的分类

变频器的分类方法有多种，按照主电路工作方式分类，可以分为电压型变频器和电流型变频器;按照开关方式分类，可以分为PAM控制变频器、PWM控制变频器和高载频PWM控制变频器;按照工作原理分类，可以分为V/f控制变频器、转差频率控制变频器和矢量控制变频器等;按照用途分类，可以分为通用变频器、高性能专用变频器、高频变频器、单相变频器和三相变频器等。

VVVF：改变电压、改变频率CVCF：恒电压、恒频率。各国使用的交流供电电源，无论是用于家庭还是用于工厂，其电压和频率均为400V/50Hz或200V/60Hz(50Hz)，等等。通常，把电压和频率固定不变的交流电变换为电压或频率可变的交流电的装置称作“变频器”。为了产生可变的电压和频率，该设备首先要把电源的交流电变换为直流电(DC)。

1.1.3 MM420变频器对外接线端子简介

MM420变频器对外接线端子有一下两部分：