变频器课程设计.docx

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变频器课程设计

河南机电高等专科学校

课程设计报告书

课程名称：

《交流调速系统与变频器应用》

课题名称：

起重机大、小车行走驱动系统设计

系部名称：

自动控制系

专业班级：

自控104班

姓名：

学号：

2012年6月22日

1、设计思路和方案选择

1.1设计思路

起重机的电机驱动主要有起升机构，大车，小车行走机构电机主要采用绕线式异步电动机及鼠笼式异步电机。

尤其是行走机构一般采用鼠笼式异步电机，起动时冲击电流大，设备冲击严重，影响设备使用寿命及定位精度。

近年来随着变频器技术的发展，其可靠性大大提高，生产成本降低，以及优越的启动制动控制特性，在各种行业得到了广泛的应用。

在起重机的升起机构中采用变频器驱动后，就可以用鼠笼式异步电动机取代绕线式异步电动机。

鼠笼式异步电动机结构简单，防护等级高，维护动作量小，可控性高适合在较恶劣环境下工作。

由于变频器在驱动时，频率和电压都是按一定比例一定频率逐步上升或下降，因此使电机起动冲击电流小，速度变化非常平稳，操作人员操作非常舒适。

起升，行走定位也较准确，提高了生产效率。

1.2方案选择

根据起重机驱动的特性和技术要求，采用带测速反馈接口的MM440系列变频器作为起升机构的电机驱动，MM440系列变频器作为大，小车行走机构的电机驱动，MM440系列是一种通用性矢量控制变频器，功能强，价格低，完全满足行走机构的要求，因此强烈推荐用户选用该系列变频器。

起重机大车运行方向有前后，小车方向有左右要求，根据运行速度要求又分为1—3挡，加减速时间为3—6秒，通常小车采用一台电机，而大车行走机构采用2台电机，大小车本身惯性也比较大，为防止电机被倒拖处于发电状态产生过电压，因此大小车变频器都配备了制动单元和制动电阻来释放能量。

起重机整个电气系统由S7—200系列PLC进行控制，变频器通过开关量端子接受PLC控制信号。

2、硬件电路设计

2.1系统原理图

详细图件见附录

3、参数设置及I/O地址分配

3.1变频器主要参数及设置

首先将所有电机铭牌数据输入P0304—P0311，大车变频器应输入几个电机的总电流及总功率，并且大车变频器带有几个电机时应运行于线性频率/电压特性，1—3档速度变化采用固定频率设定，1挡==30Hz,2档==30Hz，3档==50Hz,根据档位的不同输出频率是各个固定频率的迭加，同时利用变频器的制动器接通，断开功能由RL2输出继电器触点控制机械制动器，使行走机构在停止时不会由于外力而随意移动。

主要参数机器设置如下：

参数号

参数值

说明

P0700

5

通过COM链路USS设定

P1000

5

P1060

6

加速时间

P1061

6

减速时间

P1210

10

故障复位

P1001

30

固定频率5

P1002

40

固定频率4

P1003

50

固定频率3

P1300

1

FCC特性

P1300

1

V/f特性

P2000

50

基准频率

P2011

0、1

变频器地址（打车时设置为1，小车时设置为2）

3.2PLCI/O地址分配

参数地址

说明

参数地址

说明

I0.0

大车正向启动

I0.1

大车左限位

I0.2

大车反向运行

I0.3

大车右限位

I0.4

大车急停及复位

I0.5

大车一档

I0.6

大车二档

I0.7

大车三档

I1.0

小车正启动

I1.1

小车反向运行

I1.2

小车左极限

I1.3

小车右极限

I1.4

小车急停

I1.5

小车档位调节

VD10

大车频率输入

VD1000

大车速度

VD20

小车频率输入

VD2000

小车速度

4、软件设计

4.1上电处理

每次上电后，对系统进行复位处理，大小车的速度频率分别通过不同按键输入不同的值，通过一固定端子对系统实行断电保护，防止误操作。

4.2大车部分

大车的运行控制开关I0.0动作，大车可以向前运行；当大车反向控制开关I0.2动作，大车改变运行方向向后运行。

开关端子I0.5、I0.6、I0.7分别是1档、2档、3档的控制开关，不同档位运行时是各个固定频率的输入。

4.3小车部分

小车的运行控制开关I1.0动作，小车可以向左运行；当小车方向控制开关I1.2动作，小车开始反后运行。

开关端子I1.5是1档、2档、3档的控制开关，不同档位运行时是通过计数器计数比较然后将各个固定频率的输入。

5、力控组态

本方案通过力控6.0组态软件，通过S7-200PLC对变频器进行远控制大小车的运行。

数据表：

6、心得体会

起重机采用变频器驱动后使整机性能呢个有较大的提高，如起升及行走平滑，稳定，被吊物件定位准确，根据需要上下，左右，前后操作都可以无级调速，适应各种使用场合，加上变频器自身保护性能齐全，如过流，过压，过载等都能及时报警及停止，减少起重机故障。

提高了安全性能。

同时，变频器具有限流作用，可以减少起动时对电网的冲击，有利于车间其他设备正常运行。

附录：

1、参考文献

[1]《现代电气控制及PLC应用技术》.王永华.北京航空航天大学出版社

[2]《交流调速系统与变频器应用》.田效伍.机械工业出版社

[3]西门子MM440变频器参数表

2、程序清单

3、电气原理图