变频器实训报告.docx

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变频器实训报告

一、实习目的及实习任务

实习目的：

 巩固、扩大和加深学生对三相异步电机、自动化控制的理论知

识和其它知识，获得变频器调速的初步经验和基本技能，着重培养学生的独立

工作能力，进一步熟练变频器的操作技能，提高学生的动手能力，并对变频器

调速拖动系统理论知识的全过程有一个全面和系统的认识。

实习任务：

 1.熟悉三菱变频器的结构,了解其各个端子的功能；了解变频器

安装、布线上的一般要求，了解实训室控制板上变频器的外部接线，并按要

求画出接线图。

2.熟练掌握变频器的 PU 操作。

了解各功能参数的意义，掌握各功能参数的预

置方法。

（1）了解变频器 5 种不同的工作模式及其意义，掌握不同工作模式的切换

方法，掌握同一模式下不同状态之间的切换方法。

（2）了解变频器各种给定方式，并设置给定频率运行验证；了解变频运行

时实行电动机正、反转的方法。

（3）在“参数设定模式”下进行如下操作：

（操作前应进行一次“全部清

除”操作）

设置转矩提升并运行验证；设置基频及 U/f 曲线，并运行验证；设置上下

限频率并运行验证；设置加、减速时间及加、减速曲线并运行验证；设置起动

频率、点动频率、跳跃频率并运行验证；设置矢量控制并运行，比较与 V/F 控

制的不同点；设置禁止反转功能并运行验证等。

3.了解变频器的几种组合运行模式，熟练掌握变频器的端子操作方法。

（1）了解变频器几种运行模式，并掌握设置方法。

（2）了解变频器多功能端子，通过设置确定端子功能，并运行验证。

4.运用 PLC 技术控制变频器的运行。

（1） 变频器多档转速的 PLC 控制。

（2） 用 PLC 实现变频与工频的自动切换。

二、变频器的基本知识与操作

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动

单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成的。

简单地说变频器就是一种装

置，它通过改变电机的工作频率来调节电机的转速或转矩，从而达到控制整个

系统的运作程序。

由电机的工作原理决定电机的极数是固定不变的。

由于该极数值不是一个

连续的数值，所以一般不适和通过改变该值来调整电机的速度。

频率能够在电

机的外面调节后再供给电机，这样电机的旋转速度就可以被自由的控制。

因此，

以控制频率为目的的变频器，是做为电机调速设备的优选设备。

 n = 60f/p. n:

同步速度 f:

 电源频率

1.器的端子接线图

2、变频器的控制面板

3. 外部操作模式

4. PU操作模式

三、恒压供水控制系统的设计

系统采用 3 台水泵并联运行方式，压力传感器将主水管网水压变换为电信

号，经模拟量输入模块，输入 PLC，PLC 根据给定的压力设定值与实际检测值

进行 PID 运算，输出控制信号经模拟量输出模块至变频器，调节水泵电机的供

电电压和频率。

当用水量较小时，一台泵在变频器的控制下稳定运行，当用水

量大到水泵全速运行也不能保证管网的压力稳定时，PLC 给定的压力下限信号

与变频器的高速信号同时被 PLC 检测到，PLC 自动将原工作在变频状态下的泵

投入到工频运行，以保持压力的连续性，同时将下一台备用泵用变频器起动后

投入运行，以加大管网的供水量保证压力稳定。

若 2 台泵运转仍不能满足压力

的要求，则依次将变频工作状态下的泵投入到工频运行，再将一台备用泵投入

变频运行。

当用水量减少时，首先表现为变频器已工作在最低速信号有效，这

时压力上限信号如仍出现，PLC 首先将最先工频运行的泵停掉，以减少供水量。

当上述 2 个信号仍存在时，PLC 再停掉第 2 台工频运行的电机，直到最后一台

泵用变频器恒压供水。

　　所有水泵电机从停止到启动及从启动到停止都由变频器来控制，实现

带载软启动，避免了启动大电流给水泵电机带来冲击，相对延长了电机的使用

寿命。

同时，系统供水采用变频泵循环方式，以“先开先关”的顺序关泵，工

作泵与备用泵不固定死，这样，既保证供水系统有备用泵，又保证系统泵有相

同的运行时间，有效地防止因为备用泵长期不用发生锈死现象，提高了设备的

综合利用率，降低了维护费用。

3.1、系统原理

系统选用了西门子公司的 S7-214PLC，辅以输入/输出扩展模块组成，主要

检测元件有光电开关、压力检测开关，共计 12 个输入信号。

执行部件有电机、

变频调速器、声光报警器等，共 3 个输出点。

PLC 主要完成现场的数据采集、

转换、存储、报警、控制变频器完成压力调节等功能。

3 台水泵由变频器直接

驱动，进行恒压控制，变频器的起动、停止分为手动和 PLC 控制。

控制面板上

设有一个手动/自动转换开关，PLC 对该开关的状态实时检测，当选择手动功能

时，PLC 只进行检测报警，由人工通过面板上的按钮和开关进行水泵的起、停

和切换。

当选择自动功能时，所有控制、报警均由 PLC 完成。

控制系统原理图

如图 1 所示。

电机控制子程序完成对 3 台水泵的运行和停止控制。

由于变频器的输出频

率与水泵的运转速度直接相关，用水量大时，变频器输出频率升高，水泵的运

转速度大；用水量小时，频率降低，水泵的运转速度小。

因此程序根据变频器

的输出频率的大小就可以判断和控制水泵的工作状态。

当频率上升到 50 Hz（即

水泵全速运转时）仍不能满足供水需要时，则 PLC 自动将第一台泵切换到工频

运行；第 2 台泵由变频器供电投入运行，如果第 2 台泵电机达到满转速时仍不

能满足供水要求，则 PLC 自动将第 2 台泵切换到工频运行，第 3 台泵由变频器

供电投入运行，依此规律逐个投入运行；当 2 台泵都处于工频全速运行方式，

第 3 台泵处于变频运行工作方式时，如果此时用水量减小，变频器输出频率下

降，当频率到达一定的下限 Fmin 时，供水量仍大于用水量，则系统自动将第

三台泵停止运行。

同样，第三台泵停机后，如果此时供水量还大于用水量，则

系统自动将第二台泵停止运行，依此类推。

程序功能图如图 3 所示。

（3）故障诊断和报警输出模块

变频器具有短路、过载等保护功能，当变频器所驱动的水泵电机发生短路、

过载等故障时，变频器将自动切断一次供电回路，进入保护状态并输出报警信

号。

系统把各故障点相应的接触器、断路器等元件的辅助触点接到PLC，PLC

扫描输入这些触点的状态，并通过PLC程序将这些状态存放在数据存储区，再

结合控制程序和设备预置状态进行逻辑分析，判断设备或元件是否出了故障，

如果发生故障，则切断该泵的接触器，然后对变频器复位，再将备用水泵的接

触器接通，启动变频器运行备用泵，同时输出该泵故障报警信号。

如电机故障

指示灯亮等。

各I/O点对应的故障信息如表1所示，报警回路梯形图如图4所示

四．实训体会

短暂的两个星期一闪而过，但是他对我们的影响却是永恒的通过本次实训，

巩固、扩大和加深我们从课堂上所学的理论知识，也让我们更进一步了解到专

业知识。

在这二周中与其说累不如说充实，因为我们在这实训当中所学的是远

远不能用时间来衡量的。

而且在这次实训里我不仅增强了实际动手能力，也同

时深化了我们对课本知识的了解，以及运用。

真正的做到发现问题，提出问题，

解决问题的自主学习，在实践中找寻问题的所在，并运用自己所知道的知识去

解释，与同学互帮互助，共同探讨共同进步。

我学会了基本连接，电路的检测

与调试，知道了变频器的工能和原理，这些都我们的培养动手能力及严谨的工

作作风，也为我们以后的工作打下了坚定地基础。

1、异步电动机和变频调速的基本原理。

2、变频器应用事例：

变频器的额定参数与造型及安装与接线。

变频器在恒

压供水中的应用，变频器在塑料机械中的应用，变频器在同速控制中的应用，

变频器在电梯中的应用，变频器在龙门刨床中的应用等等

3、调试运行

电路连接完毕，将根据梯形图编好的运行程序输入到 PLC，将变频器的有

关功能参数也预置到变频器。

连接电路经老师检查确实无误后即可进行试机运

行。

操作 PLC 的各个开关，观察变频器是否按设计的功能运行。

当变频器运行

正常，可用变频器的外部紧急停止端子控制变频器的紧急停止，以观察总报警

输出端动作，控制 PLC 发出断电信号，使 KM 释放，变频器断电。

4、参数设定

5、学习 PLC 控制变频器多段速运行电路的安装与调试

6、变频器工频/变频运行切换的 PLC 控制

7、变频器正反转运行的 PLC 控制…

8、用外部电位器设定变频器频率，外部信号控制变频器运行

评语：

总评成绩：

指导教师签名：

年月日