文档介绍：陕西工业职业技术学院
基于PLC的变频器多段速调速系统设计
目录
1 绪论 1
2课题的背景 1
背景分析 2
3 PLC 和变频器的介绍 5
4 PLC 的结构及特点 5
5 PLC 的工作原理 7
6 PLC 的应用 7
7 PLC 发展趋势 8
8 PLC 控制变频器带电机多段速运行 8
9变频器的介绍 8
10变频器的控制方式 9
11变频器的应用 9
12 PLC 与变频器的组合 10
13变频器和 PLC 进行配合时所需注意的事项 10
14变频调速系统 11
15变频调速的基本控制方式 11
16系统的控制要求 12
17方案的确定 12
18 S7-200 PLC 2
19MicroMaster420 变频器 13
20外部电路设计 14
21 变频开环调速 14
15
23 PLC程序设计 15
24变频器参数设置 16
25任务拓展 17
26项目实现 17
附录 20
结论 23
致谢 24
参考文献 25
绪论
课题的背景
最先制成电动机的人是德国的雅可比,在两个 u 型电磁铁中间,装一六臂轮,每臂带两根棒型磁铁。通电后,棒型磁铁与 u 型磁铁之间产生相互吸引和排斥作用, 带动轮轴转动。后来,雅可比做了一具大型的装置安在小艇上,用 320 个丹尼尔电池供电,1838 年小艇在易北河上首次航行,时速只有 公里,与此同时,美国的达文波特也成功地制出了驱动印刷机的电动机,印刷过美国电学期刑《电磁和机械情报》, 但这两种电动机都没有多大商业价值,用电池作电源,成本太大、不实用。
直到第一台实用直流发动机问世,电动机被广泛应用。1870 年比利时工程师格拉姆发明了直流发电机,在设计上,直流发电机和电动机很相似。后来,格拉姆证明向直流发动机输入电流,其转子会象电动机一样旋转。于是,这种格拉姆型电动机大量制造出来, 效率也不断提高。与此同时, 西门子开始着手研究由电动机驱动的车辆, 于是西门子公司制成了世界电车。1879 年,在柏林工业展览会上,西门子公司不冒烟的电车赢得观众的一片喝彩。西门子电机车当时只有 3 马力,后来美国发明大王爱迪生试验的电机车已达 12—15 马力,但当时的电动机全是直流电机,只限于驱动电车。
1888 年南斯拉夫出生的美国发明家特斯拉发明了交流电动机。它是根据电磁感应原理制成,又称感应电动机,这种电动机结构简单,使用交流电,无需整流,无火花, 因此被广泛应用于工业的家庭电器中,交流电动机通常用三相交流供电。
1902 年瑞典工程师丹尼尔森首先提出同步电动机构想。同步电动机工作原理同感应电动机一样,由定子产生旋转磁场,转速固定不变,不受负载影响。因此同步电动机特别适用于钟表,电唱机和磁带录音机。
当今世界, 电机的发展已成为衡量一个国家现代化程度的标志之一。近二十年来, 科学技术突飞猛进。随着电力电子技术、计算机技术和控制理论发展,电机调速技术得到迅速发展, 使得电机的应用不再局限于工业应用而且在商业及家用设备等各个领域获得更加广泛的应用;而随着新材料如稀土永磁材料 Nd-Fe-B、磁性复合材料的出现,更给电机设计插上翅膀,各种新型、高效、特种电机层出不穷。这些都极大地丰富了电机理论,拓宽了电机的应用领域,同时也给电机设计和制造工艺提出更高的要求。
变频技术是近年来国际家电领域全面开发和应用的一项高新技术, 它采用新型变频器,将 50Hz 的固定供电频率转换为 30-130Hz 的变化频率,实现电动机运转频率的自动调节,达到节能和提高效率的目的。
上个世纪 80 年代初,变频器实现了商品化。在近 20 年的时间内,经历了由模拟控制到全数字控制和由采用 BJT 到采用 IGBT 两个大发展过程。 80 年代初采用的 BJT 的 PWM 变频器实现了通用化。到了 90 年代初,BJT 通用变频器的容量达到了 600KVA,400KVA 以下。前几年主开关器件开始采用 IGBT,仅三、四年的时间,IGBT 变频器的单机容量己达 800IVA,随着 IGBT 容量的扩大,通用变频器的容量也将随之扩大。
变频器主电路中功率电路的模块化, 控制电路采用大规模集成电路和全数字控制技术, 结构设计上采用“平面安装技术”等一系列措施, 促进了变频电源装置的小型化。另外, 一种混合式功率集成器件, 采用厚薄膜混合集成技术, 把功率电桥、驱动电路、检测电路、保护电路等封装在一起,构成了一种“智能电力模块”这种器件属于绝缘金属基底结构,所以防电磁干扰能力强,保护电路和检测电路与功率开关间的距离尽可能的小,因而保护迅速且可靠,传感信号也十分迅速。
电力电子器件和控制技术的不