实验七?变频调速系统的构成、调整及使用实验
一、实验目的
???????1、熟悉异步电动机、变频器的控制原理以及与控制系统的连接方法；
???????2、了解变频器数字操作键盘的使用和参数设置的方法，变频器常见功能的测试。
???????3、掌握主轴伺服系统常见故障的诊断方法。
二、实验内容
???????1、数控系统与主轴变频器的连接；
2、SJ100变频器面板的认识实验；
???????3、变频器与三相异步电动机的控制实验；
4、主轴伺服驱动器典型故障并分析原因。
三、仪器设备
?????HED-21S数控综合实验台一台?工具包?数控实验台电气原理图
四、相关知识
??变频调速的控制原理：
根据电机学的理论，交流电动机的转速n为：
???若均匀地改变定子供电频率，则可以平滑地改变电动机的同步转速，从而得到范围宽、精度高的优良调速性能。
旋转磁场以同步转速切割定子绕组时，在每相绕组中产生的感应电动势为：
式中：——定子每相绕组有效匝数；
?????——每极磁通量；
?????——定子相电压。
因此??????????????
分析上式可知：如在变频调速中，只保持定子电压，不变，则主磁通的大小将随的改变而发生变化。在一般电动机中，中。值通常是在额定电压的运行条件下确定的，为了充分地利用电动机铁心，都把磁通量选取在接近磁饱和的数值上。如果在调速过程中，频率从工频往下调，则上升，将导致铁心过饱和而使励磁电流迅速上升，铁心过热，功率因数下降，电动机带负载能力降低。因此，必须在降低频率的同时，降低电压，以保持不变。这就是所谓的恒磁通变频调速。因此，交流电动机的变频调速控制兼有调频和调压的功能。
并且，根据电动机所带负载的特性，有恒转矩调速、恒最大转矩调速、恒功率调速几种控制方式。
五、实验步骤
1、数控系统与主轴伺服系统的连接
2、SJ100变频器面板的认识实验
??????（1）操作面板的各个按键的作用定义如下：
??????RUN——给变频器提供一个运行的指令，按此键可以启动电动机的运转，前提是变频器处在键盘控制方式下。
??????STOP——给变频器提供一个停止运行的指令，按此键可以停止电动机的运转，前提是变频器处在键盘控制方式下。
??????FUN——功能键，修改变频器时，可以选择参数模式以及在设置参数时使用。
??????▲——修改参数时增大参数值。
??????▼——修改参数时减小参数值
????STR——可以对变频器的修改参数进行保存
???电位器——操作者可以通过电位器来改变变频器的输入模拟电压指令
（2）变频器常见功能参数
日立变频器参数主要分为：
D组——监视功能参数
F组——主要常用参数
A组——标准功能的设定
B组——微调功能参数
C组——智能段子功能
H组——电机相关参数设置及无传感器矢量功能参数设置。
3、变频器与三相异步电机的控制实验
???日立变频器的三种控制方式
???（1）手操键盘给定：
这种方式是通过变频器的操作键盘以及变频器自身提供的控制参数来对变频器进行控制，具体操作步骤如下：
①将参数A01设为02、A02设为02；
②通过▲或▼键改变参数F01的参数值（变频器的频率给定）来增加或减少给定频率；
③完成上述步骤后，变频器进入待命状态，按RUN键，电动机运转；
④按STOP/RESET键，停止电动机；
⑤设置参数F04的参数值为00或01改变电动机的旋转方向；
⑥按RUN键，电动机运转，但方向已经改变。
?（2）电位器给定：
SJ100面板上配有调速电位器，可通过其旋钮来调节变频器所需要的指令电压，来控制变频器的输出频率，改变电机的运转速度。采用这种控制方式的具体操作步骤如下：
①将参数A01设为00、A02设为02，A04设为60；
②通过调节电位器来控制电动机的运行转速，将电位器转过一定的角度；
③完成上述步骤后，变频器进入待命状态，按RUN键，电动机运转，通过改变电位器的旋转角度来改变变频器的输出频率，控制电机的旋转速度；
（3）数控系统给定
数控系统给定的控制方式是通过改变变频器的控制端子进行控制，变频器频率给定与运行指令都是利用数控系统进行控制的，采用数控系统控制具体步骤如下：
①将变频器、异步电动机、数控系统正确连接，接通电源；
②按照手操键盘给定方式，将A01和A02恢复到01；；
③通过华中世纪星的主轴控制命令，控制变频器的运行，例如在MDI下执行M03S500，电机就会以500转/分正转；
?
4、设置典型故障并分析原因
在设置完故障后，将其恢复到原始状态。
六、实验结果记录
故障设置实验结果记录
典型故障
序号
故障设置方法
故障现象
原因
1
将步进电机的三相电源中的两相进行互换，运行主轴，观察出现的现象
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2