《交流调速技术》大纲

交流调速技术课程教学大纲课程编码： 15011453课程类型：学位任选课总学时： 48学分： 3第一部分 相关说明一、课程的性质和任务交流调速技术 课程是电气工程专业的一门应用性专业课程。 课程的主要任务是： 结 合变频器行业的最新发展情况， 通过理论教学、实验、实训， 使学生具备应用和维护维修各 种变频器控制系统的基本能力； 教会学生利用网络搜索技术资料的方法， 使学生具备应用技 术资料解决现场问题的能力； 在授课过程中培养学生认真的工作作风和严谨的工作态度， 树 立学生的岗位责任意识； 培养学生科学的思维方法和综合的职业能力， 以适应职业教育发展 M聿;曲一 的需要。二、课程的基本要求1 、掌握变频器的内部结构理论和各类外端子的功能，为正确安装、设置变频器及故障分析打基础；2 、深刻理解通用变频器各类功能的含义和作用，为正确设置功能参数打基础；3 、掌握 1 个品牌变频器的基本操作方法，了解 4 至 5 种类型变频器的功能参数码特 点和操作方法。4、能够根据工程需要设计、安装、调试及改造教简单的变频器控制系统；4 、具有将相关课程（电气控制、PLC、单片机、触摸屏等）知识融合在一起，综合应用 自动控制系统的能力。6 、 具有变频器控制系统日常维护及故障诊断的基本能力，能够诊断出故障类型（软件设置故障、主电路硬件故障、控制电路故障），能对软件类故障进行修复，能对主电路故障进行准确判断并分析故障原因，能对控制电路的故障范围进行诊断；7、具有根据实际设备搜索、查阅变频器相关技术资料，并利用技术资料学习相应变 频器知识和操作、解决现场问题的能力。8、具有根据设计资料、调试过程编写技术文件的能力。9、认真的工作作风和严谨的工作态度，具有明确的岗位责任意识；10、具有科学的思维方法、创新精神、实践能力和继续学习新技术的能力。三、教学方法与重点、难点教学方法：课堂讲解，实时分解演示，随堂实践。重点：该课程重点为变频器的使用，通过理论教学、实验、实训，使学生具备应用和维 护维修各种变频器控制系统的基本能力。难点：变频器的使用、变频器参数的设置。四、本课程与相关课程的联系本课程的先修课程为：电力电子技术，自动控制原理，电机及拖动，模拟电子技术，数 字电子技术，电路等。五、学时分配总学时：48学时，其中理论教学时数为 38学时，实验教学时数为 10学时。章（节）内容讲课学时实验学时总学时第1章概述44第2章 变频器中常用的电力电子器件66第3章 变频器的基本结构与原理88第4章变频器的控制方式426第5章 二菱FR-700系列变频器的使用426第6章 西门子MM440变频器的使用426第7章 变频调速系统的设计、安装与维护628第8章 变频器综合应用224合计381048六、考核方式1、考核方式：笔试（闭卷）。2、成绩评定：平时成绩（测验及作业等）占X 30% ,期末考试成绩占X 70%。七、教材与参考书1、使用教材：钱海月 王海浩 主编变频器控制技术电子出版社,2013.92、主要参考书：1 .张燕彬主编 变频器调速应用实践北京：机械工业出版社，2000。2 .王建 主编 西门子变频器入门与典型应用北京：中国电力出版社， 2012。第二部分课程内容第1章概述（4学时）、本章的教学目的和要求本章教学要求：了解电气传动系统的概念；掌握通用变频器的结构和工作原理。可编辑本章重点: 电气传动系统的工作原理和负载特性；变频器的概念、特点和分类；通用变频器的结构和工作原理。本章难点: 电气传动系统的负载特性；变频器的概念；通用变频器的结构和工作原理。二、教学内容1.1 电气传动系统概念1.1.1 电气传动的概念和类型1.1.2 电气传动的组成结构和作用1.2 电气传动系统的工作原理1.3 电气传动系统的负载特性1.3.1 恒转矩负载特性1.3.2 恒功率负载特性1.3.3 二次方律负载特性1.4 变频器及其特点1.4.1 变频器的概念1.4.2 变频器的特点1.5 变频器的分类1.5.1 按供电电源电压等级分类1.5.2 按控制算法分类可编辑1.5.3 按用途分类1.5.4 按变换方法分类1.6 通用变频器的结构和工作原理1.6.1 通用变频器的结构1.6.2 单项逆变工作原理1.6.3 三相逆变工作原理1.6.4 SPWM 逆变工作原理第 2 章 变频器中常用的电力电子器件 （6 学时 ）一、本章的教学目的和要求本章教学要求: 通过本章的学习，熟悉和掌握通用变频器的频率给定功能、异步电机的启动和加速功能、异步电机的制动和减速功能；掌握制动电阻和制动单元。本章重点: 通用变频器的频率给定功能、异步电机的启动和加速功能、异步电机的制动和减速功能；制动电阻和制动单元。本章难点: 通用变频器的频率给定功能、异步电机的启动和加速功能、异步电机的制动和减速功能；制动电阻和制动单元。二、教学内容1 、教学内容1.1 通用变频器的频率给定功能1.1.1 模拟量频率给定功能2.1.2 数字量频率给定功能可编辑1.1.3 频率限制功能1.2 异步电机的启动和加速功能1.2.1 工频启动和加速1.2.2 软启动器启动和加速1.2.3 转子串联电阻启动和加速1.2.4 变频启动和加速1.3 异步电机的启动和加速功能1.3.1 自由制动和减速1.3.2 变频制动和减速1.3.3 变频加直流制动和减速1.4 制动电阻和制动单元1.4.1 能耗电路的作用与工况1.4.2 制动电阻的选择1.4.3 制动单元的基本原理2 、 【实验一：变频器的面板操作与运行】实验项目简介： 利用变频器的操作面板和相关参数设置，即可实现对变频器的某些基本操作如正反转、 点动等运行。 变频器面板的介绍及按键功能说明详见本书任务变频器的调试，具体参数号和相应功能参照系统手册。实验目的：（ 1 ）熟悉变频器的面板操作方法。（ 2 ）熟练变频器的功能参数设置。（ 3 ）熟练掌握变频器的正反转、点动、频率调节方法。实验学时： 2 学时实验内容：通过变频器操作面板对电动机的启动、正反转、点动、调速控制。实验方式与注意事项： 必须首先熟悉变频器面板操作。实验预期效果： 全部学生应能够独立完成参数设置及运行。第 3 章 变频器的基本结构与原理（8 学时 ）一、本章的教学目的和要求本章教学要求: 熟练掌握变频器的电气链接；熟练掌握MM420 变频器的使用。本章重点:MM420变频器的特点和电气链接；MM420 变频器的使用； MM420 变频器参数的设置。本章难点:MM420变频器参数的设置。二、教学内容1 、教学内容1.1 MM420 系列变频器的特点及电气链接3.1.2 电源和电动机的电气链接1.2 MM420 系列变频器的基本调试1.2.1 MM420 系列变频器的结构方框图1.2.2 用状态显示板进行调试和操作1.2.3 用基本操作版进行调试1.3 MM420 系列变频器的使用1.3.1 频率设置值（ P1000 ）1.3.2 命令源1.3.3 停车和制动功能1.3.4 控制方式1.4 MM420 系列变频器的系统参数1.4.1 系统参数简介1.4.2 参数概览1.5 MM420 系列变频器的主要参数表3.5 1 快速调试3.6 .2 参数的说明2 、 【实验二 变频器的外部运行操作】实验项目简介： 变频器在实际使用中，电动机经常要根据各类机械的某种状态而进行正转、 反转、点动等运行， 变频器的给定频率信号、 电动机的起动信号等都是通过变频器控 制端子给出，即变频器的外部运行操作，大大提高了生产过程的自动化程度。实验目的：（ 1 ）掌握 MM440 变频器基本参数的输入方法。3.1.1 MM420 系列变频器的特点可编辑2 ）掌握 MM440 变频器输入端子的操作控制方式。（ 3 ）熟练掌握MM440 变频器的运行操作过程。实验学时： 2 学时实验内容：用自锁按钮SB1 和 SB2 ，外部线路控制 MM440 变频器的运行，实现电动机正转和反转控制。其中端口“ 5 ” （ DIN1 ）设为正转控制，端口“ 6 ” （DIN1 ）设为反转控制。对应的功能分别由 P0701 和 P0702 的参数值设置。实验方式与注意事项： 必须首先熟悉变频器外部端子。实验预期效果： 全部学生应能够独立完成参数设置及运行。第 4 章 变频器的控制方式（4 学时 ）一、本章的教学目的和要求本章教学要求: 通过学习，掌握变频器的面板、外部端子控制运行以及同步运行、程序控制运行、 PID 控制运行；掌握PLC 与 MM420 系列变频器的连接。本章重点:变频器的面板、外部端子控制运行以及同步运行、程序控制运行、PID 控制运行； PLC 与 MM420 系列变频器的连接。本章难点:程序控制运行、PID 控制运行、 PLC 与 MM420 系列变频器的连接。二、教学内容1 、教学内容1.1 基本操作1.1.1 面板控制运行1.1.3 同步运行1.1.4 程序控制运行1.1.5 PID 控制运行1.2 PLC 与 MM420 系列变频器组成的调速控制1.2.1 PLC 与 MM420 系列变频器的连接1.2.2 电动机的正反转控制1.2.3 电动机的多段速控制1.2.4 变频与工频的切换控制2 、 【实验三：变频器的模拟信号操作控制】实验项目简介： MM440 变频器可以通过 6 个数字输入端口对电动机进行正反转运行、 正反转点动运行方向控制 .可通过基本操作板,按频率调节按键可增加和减少输出频率从而设置正反向转速的大小。 也可以由模拟输入端控制电动机转速的大小。 本任务的目的 就是通过模拟输入端的模拟量控制电动机转速的大小。实验目的：（ 1 ）掌握MM440变频器的模拟信号控制。（ 2 ）掌握MM440变频器基本参数的输入方法。（ 3 ）熟练掌握MM440 变频器的运行操作过程。实验学时：2 学时实验内容：用自锁按钮SB1 控制实现电动机起停工能，由模拟输入端控制电动机转速的大小。实验方式与注意事项：实验预期效果： 全部学生应能够独立完成调试及运行。第 5 章 三菱 FR-700 系列变频器的使用 （4 学时 ）一、本章的教学目的和要求本章教学要求: 掌握恒转矩负载、恒功率负载变频拖动系统；了解二次方律负载变频拖动系统。本章重点 : 恒转矩负载、恒功率负载变频拖动系统本章难点：二次方律负载变频拖动系统二、 教学内容1、 教学内容1.1 恒转矩负载变频拖动系统1.1.1 恒转矩负载的特点1.1.2 主要功能的参数设置1.1.3 控制电路及其原理1.2 恒功率负载变频拖动系统1.2.1 恒功率负载的特点1.2.2 恒功率负载变频拖动的主要问题1.2.3 控制电路及其原理1.3 二次方律负载变频拖动系统1.3.1 二次方律负载的特点1.3.2 风机变频调速的控制电