实验二--三相交流异步电动机变频调速实验.doc
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实验二三相交流异步电动机变频调速实验
一、实验目的
1.学习和掌握变频器的操作及控制方法;
2.深入了解三相异步电动机变频调速性能;
3.进一步学习PLC控制系统硬件电路设计和程序设计、调试。
二、实验原理
1.三相交流异步电动机变频调速原理
通过改变三相异步电动机定子绕组电压的频率,可以改变转子的旋转速度,当改变频率的同时改变电压的大小,使电压与频率的比值等于常数,则可保证电动机的输出转矩不变。
变频器就是专用于三相异步电动机调频调速的控制装置。
它的输入为单相交流电压(控制750W及以下的小功率电动机)或三相交流电压(控制750W以上的大功率电动机),而输出为幅值和频率均可调的三相交流电压供给三相异步电动机。
变频器的生产厂家很多,产品也很多,但基本原理相同。
本实验中采用的是松下小型变频器VFO200W,有如下几种操作模式。
(1)运行/停止、正转/反转的操作模式:
对于电动机的启动/停止以及正反转的控制有外部操作和面板操作两种模式,通过专用参数的设定来实现。
面板操作模式:
通过变频器自带面板上的操作键实现运行/停止、正转/反转控制;
外部操作模式:
通过接在变频器专用输入端开关信号的接通、断开实现运行/停止、正转/反转。
(2)频率设定模式:
频率的设定分为面板设定、外部设定两种,通过专用参数的设定来实现。
面板设定模式是根据面板上的电位器或专用键来设定频率的大小。
外部设定模式可以通过变频器上专用输入端上的电位器、电压信号、电流信号、开关编码信号以及PWM信号来实现频率的设定。
2.实验电路图
本次实验的主要内容为“外部控制和外部电位器频率设定”。
实验电路图如图1所示。
图1三相交流异步电动机变频调速
实验电路图
由图1可知,运行时,PLC程序要使Y4为1,停止时要使Y4为0,频率大小通过改变1、2、3端连接的电位器位置来调节。
3.电路接线表
本实验的电路接线表如下表1(注:
图1中方框内的接线已经在内部接好,不需再接线)
表1三相交流异步电动机变频调速实验电路接线图
序号
端子
端子
连接电缆
序号
端子
端子
连接电缆
1
PC端
COM1
PLC串行通信板
通信电缆
8
R4左
J1
导线
2
PC端
COM4
PLC程序传送接口
编程电缆
9
R4中
J2
导线
3
启动右
X10
导线
10
R4右
J3
导线
4
停止右
X11
导线
11
COM2
J3
导线
5
启动左
COM
导线
12
JU
JDU
导线
6
停止左
COM
导线
13
JV
JDV
导线
7
Y4
J5
导线
14
JW
JDW
导线
三、实验步骤
1.按表1接线(为了安全起见,接线时请务必断开QF4);
2.征得老师同意后,合上断路器QF2和QF4,接通操作面板上的电源开关;
3.运行PC机上的PLC工具软件FXGP_WIN-C,输入课前编好的PLC程序(或直接打开已经编制好的,路径为:
HJD-DJ1\程序\实验17\变频调速.PMW),确认程序无误后,将其写入到PLC并运行。
步骤如下:
1)端口设置:
【PLC】→【端口设置】→COM1;
2)停止运行:
【PLC】→【遥控运行/停止】→【中止】;
3)程序写入:
【PLC】→【传送】→【写出】→【范围设置】,【终止步】设置为程序的步数,【确定】;
4)运行程序:
【PLC】→【遥控运行/停止】→【运行】。
4.执行PLC中的“监控测试/开始监控”,PLC进入监控状态;
5.按操作面板上的“启动”按钮,变频器通电,如表2设定变频器参数;
表2变频器主要参数设定
参数编号
设定数据
意义
Pr08
3
输入端J5的信号为“1”时,电动机正转,否则停止;
输入端J6的信号为“1”时,电动机反转,否则停止;
Pr09
2
外部电位器设定频率大小
参数设定操作步骤如下:
1)按动变频器面板上的“MODE”键,直到显示参数号Pr01;
2)按“↑”或“↓”键,调节参数号,使其为所需设定的参数号;
3)按“SET”键,进入修改参数状态,数字闪烁;
4)按“↑”或“↓”键,改变数字使其为所需设定的数字;
5)按“SET”键,设定值被写入;
6)重复2)、3)、4)、5)设定其它参数。
6.调节电位器旋钮,使变频器的显示频率为10,读取数据寄存器D0里的转速值并记录于表3中;
表3实验记录表
显示频率(HZ)
速度(r/min)
10
15
20
25
30
35
40
45
7.调节电位器的旋钮,使变频器的显示频率分别为表3中的显示频率设定值,重复步骤5;
8.按“停止”按钮,电动机停转;
9.断开电源QF2、QF4。
四、注意事项
1.接线和拔线时,请务必断开QF4;
2.QF4合上后,请不要用手触摸接线端子;
3.请务必不能将导线一端接入交流电源、交流电动机、变频器的接线端子上,另一端放在操作台上而合上QF4。
五、实验用电器元件和工具
PC机1台
PLC1台
变频器1台
三相异步电动机1台
转矩转速传感器1台
电压传感器1台
断路器2个
按钮2个
实验导线若干
六、实验前的准备
预习实验指导书及附录相关内容,编写好实验用程序。
七、实验报告要求
1.画出PLC控制程序梯形图并写出相对应的指令代码;
2.已知电动机的转差率S=0.02,请计算表3各频率下对应理论转速值,并与实测转速值进行比较,分析误差产生的主要原因。
八、思考题
1.三相异步电动机调速的主要方法有几种?
2.为什么三相异步电动机调频调速时要同时改变电压的大小?
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- 实验 三相 交流 异步电动机 变频 调速
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