电机调速实训指导书汇总11754.pdf

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1、直流调速 实训一 晶闸管直流调速系统参数和环节特性的测定 一实验目的 1了解电力电子及电气传动教学实验台的结构及布线情况。2熟悉晶闸管直流调速系统的组成及其基本结构。3掌握晶闸管直流调速系统参数的测定方法。二实验内容 1测定晶闸管直流调速系统主电路电阻 R 2测定晶闸管直流调速系统主电路电感 L 3 测定直流电动机直流发电机测速发电机组（或光电编码器）的飞轮惯量 GD2 4测定晶闸管直流调速系统主电路电磁时间常数 Td 5测定直流电动机电势常数 Ce 和转矩常数 CM 6测定晶闸管直流调速系统机电时间常数 TM 7测定晶闸管触发及整流装置特性 Ud=f(Uct)8测定测速发电机特性 UTG=f

2、(n)三实验系统组成和工作原理 晶闸管直流调速系统由三相调压器，晶闸管整流调速装置，平波电抗器，电动机测速发电机等组成。本实验中，整流装置的主电路为三相桥式电路，控制回路可直接由给定电压 Ug 作为触发器的移相控制电压，改变 Ug 的大小即可改变控制角，从而获得可调的直流电压和转速，以满足实验要求。四实验设备及仪器 1教学实验台主控制屏 2NMCL31 组件 3NMCL33 组件 4MEL03A 组件 5电机导轨及测速发电机（或光电编码器）6直流电动机 M03 7双踪示波器（自备）8万用表（自备）五注意事项 1由于实验时装置处于开环状态，电流和电压可能有波动，可取平均读数。2为防止电枢过大电流

3、冲击，每次增加 Ug 须缓慢，且每次起动电动机前给定电位器应调回零位，以防过流。3电机堵转时，大电流测量的时间要短，以防电机过热。六实验方法 1电枢回路电阻 R 的测定 电枢回路的总电阻 R 包括电机的电枢电阻 Ra，平波电抗器的直图1-1 电枢回路电阻R的测定L直流电动机M03MI组晶闸管，位于NMCL-33直流电流表，量程为5A负载电阻，可选用MEL-03A(900欧并联)RDAUVWG(给定)NMCL-31NVNMCL-33主电源输出，位于NMCL-32T流电阻 RL 和整流装置的内阻 Rn，即 R=Ra+RL+Rn 为测出晶闸管整流装置的电源内阻，可采用伏安比较法来测定电阻，其实验线路

4、如图 1-1 所示。将变阻器 RD（可采用两只 900 电阻并联）接入被测系统的主电路，并调节电阻负载至最大。测试时电动机不加励磁，并使电机堵转。NMCL-31 的给定电位器 RP1 逆时针调到底，使 Uct=0。调节偏移电压电位器 RP2，使=150。合上主电路电源开关，调节 Ug 使整流装置输出电压 Ud=（3070）Ued（可为 110V），然后调整 RP 使电枢电流为（8090）Ied，读取电流表 A 和电压 表 V 的数值为 I1,U1，则此时整流装置的理想空载电压为 Udo=I1R+U1 调节 RP，使电流表 A 的读数为 40%Ied。在 Ud 不变的条件下读取 A，V 表数值，

5、则 Udo=I2R+U2 求解两式，可得电枢回路总电阻 R=(U2-U1)/(I1-I2)如把电机电枢两端短接，重复上述实验，可得 RL+Rn=(U2-U1)/(I1-I2)则电机的电枢电阻为 Ra=R（RL+Rn）同样，短接电抗器两端，也可测得电抗器直流电阻 RL 2电枢回路电感 L 的测定 电枢电路总电感包括电机的电枢电感 La，平波电抗器电感LL和整流变压器漏感LB，由于 LB 数值很小，可忽略，故电枢回路的等效总电感为 L=La+LL 电感的数值可用交流伏安法测定。电动机应加额定励磁，并使电机堵转，实验线路如图1-2所示。合上主电路电源开关，用电压表和电流表分别测出通入交流电压后电枢两

6、端和电抗器上的电压值 Ua 和 UL 及电流 I，从而可得到交流阻抗 Za 和 ZL，计算出电感值 La 和 LL。图1-2 电枢回路电感L的测定NWVUA交流电流表，量程为1AM直流电动机M03L主电源输出，位于NMCL-32T实验时，交流电流的有效值应小于电机直流电流的额定值，Za=Ua/I ZL=UL/I 3电动机电势常数 Ce 和转矩常数 CM 的测定 将电动机加额定励磁，使之空载运行，改变电枢电压 Ud，测得相应的 n，即可由下式算出 Ce Ce=Ke=(Ud2-Ud1)/(n2-n1)Ce 的单位为 V/(r/min)转矩常数(额定磁通时)CM 的单位为 N.m/A，可由 Ce 求

7、出 CM=9.55Ce 4测速发电机特性 UTG=f(n)的测定 实验线路如图 13 所示。电动机加额定励磁，逐渐增加触发电路的控制电压 Uct，分别读取对应的 UTG,n 的数值若干组，即可描绘出特性曲线 UTG=f(n)。n（r/min）UTG（V）七实验报告 1作出实验所得各种曲线，计算有关参数。2由 Ks=f(Uct)特性,分析晶闸管装置的非线性现象。（交流调速）西门子 MM420 变频器部分 学生针对实物进行认知 实训二、面板功能参数设置和操作实训 一、实验目的 1、学会变频器面板的简单参数的设置方法。2、了解并熟悉变频器运行模式。二、实验器材 1.亚龙 MICROMASTER 42

8、0 单元模块一台。2.电动机一台。一、试验内容 1、接入电源 按下图所示连接好电源线，电源台上的 PE 接地端连接到变频器的输出接地端。LN变频器输入端子PENL电源台电源输出 用基本操作板（BOP）进行调试 利用基本操作面板（BOP）可以改变变频器的各个参数，为了利用BOP设定参数，必须首先拆下SDP，并装上BOP。BOP具有7段显示的五位数字，可以显示参数的序号和数值，报警和故障信息，以及设定值和实际值。参数的信息不能用BOP存储。表1 表示由BOP操作时的工厂缺省设置值。提示 +1。变频器加上电源时，也可以把BOP装到变频器上，或从变频器上将BOP拆卸下来。如果BOP已经设置为I/O控制

9、（P0700=1）在拆卸BOP时变频器驱动装置将自动停车。表1 用BOP操作时的缺省设置值 参数 说明 缺省值，欧洲（或北美）地区 P0100 运行方式，欧洲/北美 50Hz,kW(60Hz,hp)P0307 功率（电动机额定值）kW(Hp)P0310 电动机的额定功率 50Hz(60Hz)P0311 电动机的额定速度 1395(1680)rpm决定变量 P1082 最大电动机频率 50Hz(60Hz)基本操作面板（BOP）上的按钮 显示/按钮 功能 功能的说明 状态显示 LCD显示变频器当前的设定值 启动变频器 按此键起动变频器。缺省值运行时此键是被封锁的。为了使此键的操作有效，应设定P07

10、00=1 停止变频器 OFF1：按此键，变频器将按选定的斜坡下降速率减速停车，缺省值运行时此键被封锁；为了允许此键操作，应设定P0700=1。OFF2：按此键两次（或一次，但时间较长）电动机将在惯性作用下自由停车。此功能总是“使能”的。改变电动机的转动方向 按此键可以改变电动机的转动方向电动机的反向时，用负号表示或用闪烁的小数点表示缺省值运行时此键是被封锁的为了使此键的操作有效应设定 P0700=1 电动机点动 在变频器无输出的情况下按此键，将使电动机起动，并按预设定的点动频率运行。释放此键时，变频器停车。如果变频器/电动机正在运行，按此键将不起作用。功能 此键用于浏览辅助信息。变频器运行过程

11、中，在显示任何一个参数时按下此键并保持不动2秒钟，将显示以下参数值（在变频器运行中从任何一个参数开始）：1.直流回路电压（用d表示单位：V）2.输出电流A 3.输出频率（Hz）4.输出电压（用o表示单位V）5.由P0005选定的数值（如果P0005选择显示上述参数中的任何一个（3，4或5），这里将不再显示）。连续多次按下此键将轮流显示以上参数。跳转功能 在显示任何一个参数（rXXXX或PXXXX）时短时间按下此键，将立即跳转到r0000,如果需要的话，您可以接着修改其它的参数。跳转到r0000后，按此键将返回原来的显示点。访问参数 按此键即可访问参数。增加数值 按此键即可增加面板上显示的参数数

12、值。减少数值 按此键即可减少面板上显示的参数数值。图2 基本操作面板BOP 上的按钮（一）将变频器复位为出厂设置 为了把变频器的全部参数复位为工厂的缺省设定值，应按照下面的数值设定参数（用 BOP，AOP 或必要的通讯选件）。（1）设定 P0010=30（2）设定 P0970=1 注：完成复位过程至少要 3 分钟。（二）设置电机参数 将变频器调入快速调试状态，进行电机参数的设置。与电动机有关的参数请参看电动机的铭牌（如果不预先进行参数设置的话，虽然变频器能驱动电机，但是变频器会发出“A0922”报警，即变频器没有负载具体请参考附录。）如下流程图所示：快速调试的流程图（仅适用于第1访问级）（三）

13、运行电机 调试结束后检查电源变频器和电机的连接情况，特别值得注意的是电源的接地情况。变频器模块外壳是塑料的，在电机与变频器模块P0010 开始快速调试 0 准备运行 1 快速调试 30 工厂的缺省设置值 说明 在电动机投入运行之前，P0010，必须回到0。但是，如果调试结束后选定P3900=1，那么，P0010 回零的操作是自动进行的。P0700 选择命令源 2）接通/断开/反转（on/off/reverse）0 工厂设置值 1 基本操作面板（BOP）2 输入端子/数字输入 P0100 选择工作地区是欧洲/北美 0 功率单位为 KM：f 的缺省值为 50Hz 1 功率单位为 hp：f 的缺省值

14、为 60Hz 2 功率单位为 KW：f 的缺省值为 60Hz 说明 P0100 的设定值 0 和 1 应该用 DIP 关来更改，使其设定的值固定不变。P0311 电动机的额定频率 1）0-40000 1/min 根据铭牌键入的电动机额定速度（rpm）P0304 电动机的额定电压 1）10V-2000V 根据铭牌键入的电动机额定电压（V）P0305 电动机的额定电流 1）0-2 倍 变频器额定电流（A）根据铭牌键入的电动机额定电流（A）P0307 电动机的额定功率 1）0KW-2000KW 根据铭牌键入的电动机额定功率（KW）如果 P0100=1，功率单位应是 hp P0310 电动机的额定频率

15、 1）12Hz-650Hz 根据铭牌键入的电动机额定频率（Hz）P1000 选择频率设定值 2）0 无频率设定值 1 用 BOP 控制频率的升降 2 模拟设定值 P1080 电动机最小频率 本参数设定电动机的最小频率（0-650Hz）；达到这一频率时电动机的运行速度将与频率的设定值无关。P1120 斜坡上升时间 0s-650s 电动机从静止停车加速到最大电动机频率所需的时间。P1121 斜坡下降时间 0s-650s 电动机从其最大频率减到静止停车所需的时间。P1082 电动机最大频率 本参数设定电动机的最大频率（0-650Hz）；达到这一频率时电动机的运行速度将与频率的设定值无关。P3900

16、结束快速调试 0 结束快速调试，不进行电动机计算或复位为工厂缺省设置值。1 结束快速调试，进行电动机计算和复位为工厂缺省设置值（推荐的方式）。2 结束快速调试，进行电动机计算和 I/O 复位。3 结束快速调试，进行电动机计算，但不进行 I/O复位。的接地一定要连接到台子的接地端子。以防止发生漏电时，发生意外。其具体连接情况如图所示：V1U1W1W2U2V2变频器输出端子电机接线端子W1V1U1 按 运行电动机。按下“数值增加”按钮，调节变频器输出频率最高达到50Hz。当变频器的输出频率达到50Hz时，可按下 “数值降低”按钮，变频器输出频率显示值逐渐下降。用 按钮，可以改变电动机的转动方向。按

17、下 按钮，电动机停车。接地端请连接至电源台的 PE 端 实训三、变频器对电机启、停控制实验 一、实验目的 1、学会变频器面板的简单参数的设置方法。2、了解并熟悉变频器运行模式的设定。3、熟练掌握变频器运行方式的切换和参数的预置方法。二.实验器材 1.亚龙 MICROMASTER 420 单元模块一台。2.电动机一台。三、试验内容 1、把变频器恢复出厂设置，设置方式参看工厂复位参数P0970。2、连接好电动机与变频器的电源。接好后给变频器通电。这时要进入快速调试（P0010=1）查看变频器内的电动机参数是否是当前电动机的相关参数，不同的数值要校正（参看快速调试流程图）。再设置参数P0700和P1

18、000均设置为1。提示：变频器的默认频率为5.00Hz通过 P1040设置。电动机转速上升与下降时间，通过P1120、P1121设置。设定电动机参数的时候，一定要参照电动机的铭牌上的参数进行设置。3、点动控制 1).按 访问参数，屏幕上显示“r0000”。2).按 直到显示 P0003,按 进入参数值访问级，把参数设定成2。按 确定。3).用同样方式把 P0004 设定成 0。4).把 P1040 设定为想要确定的频率数值。5).按 启动电动机，电动机将按设定好的频率点动运行。4、启动控制 按 运行电动机。按下 “数值增加”按钮，调节变频器输出频率最高达到50Hz。当变频器的输出频率达到50H

19、z时，可按下 “数值降低”按钮，变频器输出频率显示值逐渐下降。用 按钮，可以改变电动机的转动方向。按下 按钮，电动机停车。实训四、通过调速电位器调节电机的转速实验 一、实验目的 1、掌握变频器的简单参数的设置方法。2、了解并熟悉外部模拟量对变频器控制的概念。二.实验器材 1.亚龙 MICROMASTER 420 单元模块一台。2.电动机一台。三、试验内容 先做好调试前的准备工作，然后将模块面板上的电位器接入到变频器的端口上（如下图所示）。电位器与变频器的连线图 接好后设定相关参数。相关参数设定：1.首先将 P0700 设定为 1，然后将 P1000 设定为 2。2.按下变频器上的启动键启动，运

20、行电动机，并且可以通过调速电位器对其转速进行调节。在有些工业环境中需要变频器的远程控制，这时可以通过数字输入端 1、2、3 和调速电位器对电动机进行远程控制，是操作变得更加安全、方便。这里就讲一下通过调速电位器和数字输入端 1、2、3 对电机进行正转启动、调节频率、反转、直流制动等控制。相关参数设定：1.将 P0700 设定为 1，P1000 设定为 2。2.将 P0701 设定为 1（正转启动），P0702 设定为 12（反转），P0703 设定为 25（直流制动）。3.这时只有通过数字输入端 1 上的开关进行控制变频器的启动了，通过调速电位器对电动机的频率进行调节，数字输入端 2上的开关是

21、启动反转的开关，在反转过程中也可以通过调速电位器进行调节频率。数字输入端 3 上的开关是直流制动，当闭合时电动机的绕组内通入直流电进行快速的制动。断开时电动机继续按制动前的频率运行。通过调节 P0701P0703 的参数来实现数字输入端的其他功能（参看 P0701P0703 的参数说明表）。在工业生产中，为了避开机械共振的影响，变频器有些频率带需要被跳跃过去。在这里就要用到变频器的跳转频率参数 P1091P1094和跳转频率的频率带宽 P1101。（参看参数说明表 P1091P1101）。跳转频率与频带宽度说明图 相关参数设定：1、将 P0700 设定为 1，P1000 设定。2、将 P000

22、3（参数访问级）调到 3（下面使用的 P10911101为 3 级参数，否则访问不到）。3、再调到 P1091（跳转参数 1）将其参数值设定为 20Hz，然后将 P1101（跳转频率的频带宽度）设定为 4 Hz。4、点击变频器运行键，运行电动机。电动机运行后，按“功能键”Fn 切换到“r0000”点击 P 键观察频率变化。这时用电位器对频率进行调节，从 0Hz 逐渐增加频率当频率增加到 16Hz 时。频率显示将保持 16Hz 不变，继续调节旋钮，当增加到一定程度，频率会从16Hz 直接跳跃到 24Hz，中间的频率带就被屏蔽掉了。四、思考题 能否将电位器换成 AD 模块的输出模拟量来进行控制？实

23、训五、通过数字输入端对速度进行调节实验 一、实验目的 1、进一步掌握变频器的简单参数的设置方法。2、熟练掌握变频器运行方式的切换和参数的预置方法。3、掌握数字输入端控制变频器的方法。二.实验器材 1、亚龙 MICROMASTER 420 单元模块一台。2、电动机一台。三、试验内容 在有些工业生产中需要几段固定频率的设定，本变频器提供了 7个固定频率供用户选择。选择固定频率的办法：1、直接选择 2、直接选择+ON命令 3、二进制编码选择+ON命令 1）直接选择(P0701-P0703=15)在这种操作方式下，一个数字输入选择一个固定频率。如果有几个固定频率输入同时被激活，选定的频率是它们的总和。

24、例如：FF1+FF2+FF3 2）直接选择+ON命令（P0701-P0703=16）选择固定频率时，既有选定的固定频率，又带有ON命令，把它们组合在一起。在这种操作方式下，一个数字输入选择一个固定频率。如果有几个固定频率输入同时被激活，选定的频率是它们的总和。例如：FF1+FF2+FF3 3）二进制编码的十进制数（BCD码）选择+ON命令P0701-P0703=17 使用这种方法最多可以选择7个固定频率。各个固定频率的数值根据下表选择：为了使用固定频率功能，需要用 P1000 选择固定频率的操作方式。在“直接选择”的操作方式（P0701P0703=15）下，还需要一个ON 命令才能使变频器运行

25、，这里以（P0701P0703=17）“二进制编码的十进制数（BCD 码）选择+ON 命令”。相关参数设定：1、将 P0700 设定为 1，将 P1000 设定为 3。2、将 P0701P0703 均设定为 17（二进制编码的十进制数（BCD码）选择+ON 命令）。3、将 P1001 设定为 10Hz，P1002 设定为 15Hz，P1003 设定为 20Hz，DIN1 DIN2 DIN3 不激活 不激活 不激活 OFF 激活 不激活 不激活 FF1 P1001 不激活 激活 不激活 FF2 P1002 激活 激活 不激活 FF3 P1003 不激活 不激活 激活 FF4 P1004 激活 不

26、激活 激活 FF5 P1005 不激活 激活 激活 FF6 P1006 激活 激活 激活 FF7 P1007 P1004 设定为 25Hz，P1005 设定为 30Hz，将 P1006 设定为 35Hz，将P1007 设定为 40Hz（关于频率设定可以根据自己的想法来设定）。4、闭合数字输入端的开关，电动机将在 10Hz（P1001=10）的频率下运行，可以通过 3 个数字输入端上的开关闭合和断开的不同排列调出七种不同的速度。（方法参看上表）。除了如此还可以将数字输入端、分别设定为低速，中速，高速，其频率值通过设定 P1001、P1002、P100的数值来实现。例如：相关参数设定：1、将 P0700 设定为 1，将 P1000 设定为 3。2、将 P0701P0703 均设定为 17（二进制编码的十进制数（BCD码）选择+ON 命令）。3、将 P1001 设定为 15Hz（低速），P1002 设定为 30Hz（中速），1004 设定为 45Hz（高速）（频率可以随意设定）。4、单独闭合数字输入端、电动机将在其对应的频率下运行。进行低速、中速、高速的切换。