利用通用變頻器和plc實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的控制 畢業(yè)論文設(shè)計(jì)

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1、目錄1緒論11.1課題的背景11.1.1電機(jī)的起源和發(fā)展11.1.2變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用21.2本文設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容32變頻調(diào)速系統(tǒng)的方案確定42.1變頻調(diào)速系統(tǒng)42.1.1三相交流異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理42.1.2變頻調(diào)速原理42.1.3變頻調(diào)速的基本控制方式52.2系統(tǒng)的控制要求62.3方案的確定62.3.1電動(dòng)機(jī)的選擇62.3.2開環(huán)控制的選擇72.3.3變頻器的選擇74變頻調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)84.1S7-200PLC84.2MicroMaster420變頻器84.3外部電路設(shè)計(jì)94.3.1變頻開環(huán)調(diào)速94.3.2數(shù)字量方式多段速控制114.3.3PL

2、C、觸摸屏及變頻器通信控制125變頻調(diào)速系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)145.1編程軟件的介紹145.2變頻調(diào)速系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)156觸摸屏的設(shè)計(jì)236.1觸摸屏的介紹236.2MT500系列觸摸屏256.3觸摸屏的設(shè)計(jì)過程266.3.1計(jì)算機(jī)和觸摸屏的通信266.3.2窗口界面的設(shè)計(jì)276.3.3觸摸屏工程的下載287PLC系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)337.1?變頻器的干擾源337.2干擾信號(hào)的傳播方式337.3?主要抗干擾措施347.3.1電源抗干擾措施347.3.2硬件濾波及軟件抗干擾措施347.3.3接地抗干擾措施34結(jié)論36致謝37參考文獻(xiàn)38緒論課題的背景最先制成電動(dòng)機(jī)的人是德國的

3、雅可比，在兩個(gè)u型電磁鐵中間，裝一六臂輪，每臂帶兩根棒型磁鐵。通電后，棒型磁鐵與u型磁鐵之間產(chǎn)生相互吸引和排斥作用，帶動(dòng)輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)。后來，雅可比做了一具大型的裝置安在小艇上，用320個(gè)丹尼爾電池供電，1838年小艇在易北河上首次航行，時(shí)速只有2.2公里，與此同時(shí)，美國的達(dá)文波特也成功地制出了驅(qū)動(dòng)印刷機(jī)的電動(dòng)機(jī)，印刷過美國電學(xué)期刑《電磁和機(jī)械情報(bào)》，但這兩種電動(dòng)機(jī)都沒有多大商業(yè)價(jià)值，用電池作電源，成本太大、不實(shí)用。直到第一臺(tái)實(shí)用直流發(fā)動(dòng)機(jī)問世，電動(dòng)機(jī)被廣泛應(yīng)用。1870年比利時(shí)工程師格拉姆發(fā)明了直流發(fā)電機(jī)，在設(shè)計(jì)上，直流發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)很相似。后來，格拉姆證明向直流發(fā)動(dòng)

4、機(jī)輸入電流，其轉(zhuǎn)子會(huì)象電動(dòng)機(jī)一樣旋轉(zhuǎn)。于是，這種格拉姆型電動(dòng)機(jī)大量制造出來，效率也不斷提高。與此同時(shí)，西門子開始著手研究由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的車輛，于是西門子公司制成了世界電車。1879年，在柏林工業(yè)展覽會(huì)上，西門子公司不冒煙的電車贏得觀眾的一片喝彩。西門子電機(jī)車當(dāng)時(shí)只有3馬力，后來美國發(fā)明大王愛迪生試驗(yàn)的電機(jī)車已達(dá)12─15馬力，但當(dāng)時(shí)的電動(dòng)機(jī)全是直流電機(jī)，只限于驅(qū)動(dòng)電車。1888年南斯拉夫出生的美國發(fā)明家特斯拉發(fā)明了交流電動(dòng)機(jī)。它是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成，又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，這種電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，使用交流電，無需整流，無火花，因此被廣泛應(yīng)用于工業(yè)的家庭電器中，交流電動(dòng)機(jī)通常用

5、三相交流供電。1902年瑞典工程師丹尼爾森首先提出同步電動(dòng)機(jī)構(gòu)想。同步電動(dòng)機(jī)工作原理同感應(yīng)電動(dòng)機(jī)一樣，由定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)速固定不變，不受負(fù)載影響。因此同步電動(dòng)機(jī)特別適用于鐘表，電唱機(jī)和磁帶錄音機(jī)。當(dāng)今世界，電機(jī)的發(fā)展已成為衡量一個(gè)國家現(xiàn)代化程度的標(biāo)志之一。近二十年來，科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)。隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和控制理論發(fā)展，電機(jī)調(diào)速技術(shù)得到迅速發(fā)展，使得電機(jī)的應(yīng)用不再局限于工業(yè)應(yīng)用而且在商業(yè)及家用設(shè)備等各個(gè)領(lǐng)域獲得更加廣泛的應(yīng)用；而隨著新材料如稀土永磁材料Nd-Fe-B、磁性復(fù)合材料的出現(xiàn)，更給電機(jī)設(shè)計(jì)插上翅膀，各種新型、高效、特種電機(jī)層出不窮。這些都極大

6、地豐富了電機(jī)理論，拓寬了電機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，同時(shí)也給電機(jī)設(shè)計(jì)和制造工藝提出更高的要求。變頻技術(shù)是近年來國際家電領(lǐng)域全面開發(fā)和應(yīng)用的一項(xiàng)高新技術(shù)，它采用新型變頻器，將50Hz的固定供電頻率轉(zhuǎn)換為30-130Hz的變化頻率，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)頻率的自動(dòng)調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)能和提高效率的目的。上個(gè)世紀(jì)80年代初，變頻器實(shí)現(xiàn)了商品化。在近20年的時(shí)間內(nèi)，經(jīng)歷了由模擬控制到全數(shù)字控制和由采用BJT到采用IGBT兩個(gè)大發(fā)展過程。80年代初采用的BJT的PWM變頻器實(shí)現(xiàn)了通用化。到了90年代初，BJT通用變頻器的容量達(dá)到了600KVA,400KVA以下。前幾年主開關(guān)器件開始采用IGBT，僅三、

7、四年的時(shí)間，IGBT變頻器的單機(jī)容量己達(dá)800IVA，隨著IGBT容量的擴(kuò)大，通用變頻器的容量也將隨之?dāng)U大。變頻器主電路中功率電路的模塊化，控制電路采用大規(guī)模集成電路和全數(shù)字控制技術(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采用“平面安裝技術(shù)”等一系列措施，促進(jìn)了變頻電源裝置的小型化。另外，一種混合式功率集成器件，采用厚薄膜混合集成技術(shù)，把功率電橋、驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路、保護(hù)電路等封裝在一起，構(gòu)成了一種“智能電力模塊”這種器件屬于絕緣金屬基底結(jié)構(gòu)，所以防電磁干擾能力強(qiáng)，保護(hù)電路和檢測(cè)電路與功率開關(guān)間的距離盡可能的小，因而保護(hù)迅速且可靠，傳感信號(hào)也十分迅速。電力電子器件和控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，使變頻

8、器向多功能