前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇交流電動機的應用范文，相信會為您的寫作帶來幫助，發現更多的寫作思路和靈感。

交流電動機的應用范文第1篇

關鍵詞：西門子變頻器；控制方式；外部端子控制；控制面板

前言

西門子變頻器是一種工業控制領域中應用較多的一種控制設備，其通過對固定輸入的電壓和頻率進行內部的轉換，依據控制信號將其轉換為所需的電壓和頻率的交流電進而實現對于電動機的控制。在西門子變頻器工作的過程中首先需要將輸入的工頻交流電轉換為直流電，而后再根據需要將直流電逆變為控制要求的交流電。在西門子變頻器工作的過程中通過PWM技術使得在電動機啟動的過程中使用較小的啟動電流并獲得較大的啟動轉矩并調速平滑。在分析西門子變頻器外部端子的功能及作用的基礎上做好對于西門子變頻器的參數設置，確保其正常工作。

1 西門子變頻器的組成及外部端子簡述

1.1 西門子變頻器的組成

西門子變頻器主要是由操作面板、控制模塊與外部端子等三個部分組成，其主要與普通交流電動機相配合在一些對于電動機控制精度要求一般的場合進行工作，以取代步進電機或是交流伺服電機，降低成本與能耗。隨著科技的進步與經濟的快速發展，西門子變頻器正被應用于越來越多的領域。西門子MM420系列變頻器是一種應用較多的變頻器，其多應用于對三相交流電動機的變頻控制。西門子MM420系列的變頻器在出廠時各參數為系統默認，在使用時與西門子工控裝置和設備相連接時如無特殊要求可不經調試而直接進行使用，可靠性與適應性較強，西門子MM420系列變頻器是一款功能較齊全的變頻器。

1.2 西門子MM420系列變頻器外部端子

西門子MM420系列變頻器的外部端子如圖1所示，其中1、2端子輸入的是模擬量10V電源公共端，3、4端子為模擬量輸入端可以外接電位器來實現對于頻率設定值的更改，5-7號端子為數字量輸入端子，其中默認情況下5為正轉控制，6為反轉控制，7為故障復位，8、9端子則代表的是直流24V電源公共端。

2 西門子MM420系列變頻器外部端子對電機的控制

2.1 交流電動機的正反轉控制

通過使用線纜將西門子MM420系列變頻器與交流電動機進行連接，在進行參數的設定時，通過使用西門子MM420系列變頻器操作面板對變頻器中的P1080、P1082參數進行設定，上述兩個參數設定的是上下限的頻率，而后通過對P1120、P1121參數進行設定對交流電動機的頻率加速與減速時間進行設定。最后將西門子MM420系列變頻器中的P0700參數設置為2，完成對西門子MM420系列變頻器的參數設置即可使用外部端子對電動機進行相應的控制。此時即可通過對5-7號端子施加相應的頻率信號實現對于交流電動機的控制。

2.2 使用模擬量輸入對西門子MM420系列變頻器進行控制

在完場上述參數設置的基礎上將參數P1000有默認缺省值設置為1，即可通過使用電位計來作為模擬信號實現對于電動機的條數控制，在5-7號端子中通過輸入數字信號控制交流電動機的正反轉，通過調節模擬信號輸入端的電壓電流信號來控制交流電動機的轉速。

此外還可以通過使用外部端子實現對于交流電動機的多速段控制。

在使用西門子MM420系列變頻器對交流電動機進行控制的過程中需要注意的是，在使用面板控制或是外部端子進行控制時，對于西門子MM420系列變頻器內部參數的設定只能通過面板進行西門子MM420系列變頻器內部參數的修改與設定，在使用外部端子進行控制時，首先需要將西門子MM420系列變頻器的控制模式切換到外部操作模式，而后再進行外部控制頻率信號的接線，當西門子MM420系列變頻器采用外部端子控制模式時，如果需要修改端子的功能需要將外部開關輸入信號全部斷開后再重新進行接線，避免因信號輸入導致控制邏輯混亂。其中當西門子MM420系列變頻器采用多段速的方式進行控制時，將無反轉輸出信號。

3 西門子MM420系列變頻器的面板控制

西門子MM420系列變頻器在出廠時裝載有默認的參數，通過對西門子MM420系列變頻器中缺省的設置值進行修改將可以使得西門子MM420系列變頻器實現對于交流電動機的控制，對于西門子MM420系列變頻器參數的設置需要使用面板進行輸入與修改，在使用基本操作面板實現對于電動機的控制時首先需要將系統內的P0010參數修改為0，從而使得西門子MM420系列變頻器處于運行準備狀態，將參數P0700參數設置為1即可使用操作面板來控制交流電動機進行啟停運動及控制，按下綠色的啟動按鈕啟動交流電動機，按下數值增加按鈕逐步增加交流電動機的轉速，通過增加與減少按鈕來控制交流電動機轉速的增加與降低，并可以通過使用轉換按鈕來控制交流電動機的轉動方向。紅色按鈕控制電機的停止。

對于使用西門子MM420系列變頻器實現對于交流電動機的控制主要是通過改變內部參數的設定值來實現對于變頻器輸出信號的改變，使用面板控制最主要的是通過改變了西門子MM420系列變頻器內部的參數。在對西門子MM420系列變頻器進行調試設定時應當首先將變頻器內部的全部參數恢復為出廠設置避免內部有設定值而對本次操作造成影響。在恢復出廠設置時通過將P0010參數設置為30并將參數P0970參數設置為1完成對于西門子MM420系列變頻器的出廠設置。對于西門子MM420系列變頻器的參數可以對照調試說明書進行了解與設置。在使用西門子MM420系列變頻器進行電動機控制時，如無特殊要求可以將變頻器直接與西門子電機連接進行控制，而當需要對其他廠家的電動機進行控制時需要在參數設置時輸入電機銘牌上所標注的電機的轉速、電壓、電流、頻率等的電機規格參數，做好電機與變頻器的匹配。

4 結束語

西門子MM420系列變頻器是一種應用較多的工控設備，文章在分析西門子MM420系列變頻器特點的基礎上對西門子MM420系列變頻器的面板與外部端子兩種控制方式進行了分析闡述。

參考文獻

[1]侯靈.西門子變頻器在數控銑切機多電動機切換控制改造中的應用[J].制造技術與機床，2008（11）：122-124.

交流電動機的應用范文第2篇

【關鍵詞】交流電動機 調速 節能 控制措施

1 引言

現如今，機械設備的技術含量已經遠高于改革開放前，愈來愈多的高科技機械產品慢慢的走進國民的日常工作、生活中。在工業生產行業中，交流電動機一直是重要的動力輸出裝置。電動機的能源消耗尤其是對電能的消耗大約站到發電總量的一半以上。另一點方面是，其中有70%左右的電動機是在變負荷的工況下運行的。在現實的生產實際使用中，調速是節約電機使用能量的的有效方法，節約的電能效率乃至達到五分之一甚至更多。所以，為了符合可持續發展觀的要求，提生交流電機的社會利用價值，使其在經濟發展、社會競爭和銷售中獲得更高的優勢地位以及認可。其中一個重要的手段就是完善交流電機的調速節能控制措施，只有這樣才有助于提升電機在使用過程中節能降耗的能力，使其應用價值得到大大的提升。

2 交流電動機調速的理論基礎

由上可知，實現對交流電機的速度控制的過程就是通過各種技術實現對上述3個主要參數進行改變的過程，改過可以使對單個參數的改變，也可以是對多個參數的共同控制。

2.1 變極調速原理

變極調速顧名思義是指通過改變電機的磁極對數p實現調速的方方式。實現步驟如下：首先改變繞組的連接方式，其中，一般來講只需更改兩個半相繞組之中的任何一個半相繞組的電流流向，就能夠實現磁極對數P減少或增加一倍，從而實現兩種，乃至多種的轉速分級調速方式。

2.2 變轉差率調速原理

此方式是可通過改變電動機的某些參數來控制S值得方式實現調速，其具體內容主要又可以分為：

（1）轉子串電阻調速。

（2）改變輸人電壓調速。

（3）串級調速。

2.3 變頻調速原理

此方式需要在控制系統增加一個特有的變頻器來實現對電機轉速調節或控制，通過對變頻器參數的設置來改變加在定子繞組兩端的電壓和頻率，從而達到使轉速沿平滑的曲線進行變動，這樣也可以使電機獲得較高的運行效率。

3 調速節能原理

當今，風機和泵類的設備的使用逐漸廣泛，該類電動機對電能的消耗量非常大，降低其耗電量的有效的途徑就是利用調速節能。由于風機、泵等壓縮機的流量與轉速成正比，同時，消耗的功率與轉速的立方成正比，所以要求流量降低一半時，可使轉速降低一半，既可以實現功耗只有原來的八分之一。

4 節能措施分析

在交流電機實際的使用過程中，工作技術人員要注意大型機械設備所裝備的交流電機的基本原理是：將生產電能轉化為機械能并且輸出做功的一種機械設備，電動機正是因為能完成這種能量之間的轉變，所以自身擁有著很強的利用價值。對于交流電動機來講，節能控制的基本思想就是能及時的實現對電動機轉速的調節，并且滿足工業過程中對轉速的要求。交流電動機在使用過程中要依據實際工況的不同來制定相應的節能速度控制措施，要結合載荷的性質，避免運行中產生由于對控制技術知識的欠缺而出現的誤差。同時，也可以選擇在轉子回路中串接電阻的方式。節能調速基本過程以及在變壓、變頻調速節能等方面進行的研究，就存在的問題，完成對交流電機實際利用中節能措施的選定。

對交流電動機的轉速控制的方式粗略的可以分為兩類：恒速控制和變速控制。恒速控制，要求將電機轉速的工作點盡量控制在額定值上下。這樣的控制系統，一旦出現載荷的跳動，對電機轉速將產生影響的情況下，無論采用的是何種調速方式，都可以在該調速的方式特性中最大的減少能源消耗，在此基礎上也可以保證發揮電動機的最佳性能。變速控制就是，在運行條件要求或工況參數控制要求，需要交流電機改變轉速的時候，可以經過速度控制系統使用它的調速方式及時的調整轉速，確保實際工作要求的基礎上減少能耗。例如：城市居民使用的的恒壓供水系統，往往居民對水的使用量會分為：用水高峰和低谷。水利單位為了使水壓基本恒定，就會選擇供水管線的壓力為被控參數，通過控制系統來調節電機帶動的水泵的轉速，從而實現水壓的穩定控制：在供水低谷時，電動機的轉速也會根據此原理降低，進而實現能源的節約，減少了能源消耗。

5 結束語

綜上所述，交流電動機也將會隨著社會科技的發展不斷而得到完善，其控制方式也將由粗放型向精細型方向轉變。在交流電動機的使用中，要提高技術人員的環保節約意識，這改善調速節能的控制方式有重要的意義。對于我們相關工作者來講，要加強對該方面的理論研究，這有利于提高電動機的節能的效益、提升交流電動機的經濟效益有重大的幫助。

參考文獻

[1]管豐年，周書同等.交流電動機的調速節能控制措施及分析[J].濰坊學院學報，2008（03）：45-48

交流電動機的應用范文第3篇

關鍵詞：動車組；電機牽引；交流傳動；技術應用

上世紀90年代初，交流電動機牽引開始逐漸代替動力牽引和直流電牽引模式應用于高速鐵路的驅動系統當中。交流電動機可分為同步電動機和異步電動機。同步電動機最早應用于法國，其特點是機器運轉穩定性較高，但是其必須在定子和轉子的同步轉速下才能實現轉矩，這就使它的適用性大大降低。在此基礎上異步電動機應運而生。異步電動機的結構簡單，轉矩條件也相對較低，并且運行效能較高，彌補了同步電動機的不足。此外異步電動機還可以根據運行環境的不同衍生出所需產品，實用性極高。時至今日，異步電動機仍為電動機產品的首選。

1 動車組交流傳動系統的構成

在全世界范圍內，各國高鐵及動車組的牽引控制系統都采用交流方式進行動力的傳送。其構造部件如下：

1.1 交流牽引電機

鐵路列車和動車組系統中多使用三相交流電機。三相交流電機是異步交流電機的一種，它的構造最為簡單，轉速極高，黏著性好，牽引力強，具有較好的制動性，是同步直流電機所不可比擬的。目前各個國家還在進一步提高交流電動機的性能和技術研發水準，我國也在不斷加大研發力度，以求開創交流電機在我國應用的新局面。

1.2 變流裝置

在工業領域，三相交流電機的應用十分廣泛，高鐵和動車組上就是用三相交流電機作為機車的牽引裝置。為了配合三相交流電機的使用，最大程度的發揮牽引效能，就需要配備專門的交流裝置。這種裝置結構較為繁復，所需功率極大，是專門應用于鐵路運輸系統的，它的作用就是將原有的單向交流電轉化為系統需要的三相交流電。其特點具體歸納如下：（1）與直流電相比，交流電動勢圖呈正弦波的趨勢，可有效減輕在變矩過程中電流諧波對轉矩的干擾。（2）承載力和適應性強。可以應對多種突發狀況，如電壓不穩，車輪側滑等，保持電機牽引的穩定和可靠性，進而實現動車車體運行狀態在可控范圍。（3）操控特點不同于直流裝置，牽引效能的好壞受制于多種因素，如轉矩需要達到一定標準才可啟動等等。（4）變頻幅度大，可根據實際情況不同進行頻率的隨時調整，最低點為0.4Hz，最高可達200Hz。在此過程中，變化的穩定性高，不會產生較大的起伏。（5）動車供電系統在供電時，輸出功率要盡可能平穩，不要產生太大波動，功率參數保持在1左右最好，以最大限度緩解對整個控制系統的負面影響。（6）變流裝置的牽引效能較直流裝置好，對材料的浪費率低，穩定性高。（7）系統在檢測，調試，安裝和故障修理時更容易。（8）交流設備體積小巧，抗震性強，適用于動車組的運行環境。9）可進行能量和動力的雙向轉換。

2 交流傳動技術在動車運行過程中的控制策略

2.1 交流傳動控制策略

交流機車一般可分為兩類，其中單項工頻機車的控制系統多采用交-直-交的方式進行電流的傳輸和控制。這種方式又包含兩種控制方法：網側變流器控制和電機側逆變器控制。

（1） 網側變流器控制。網側變流器是動車組電機傳動系統的主要部件，它的工作原理為通過調節變流器的輸出電壓來實現對電流大小的控制，是將交流電轉化為直流電的設備。相對其他變流器，其優點是在列車運行時可以有效減少電諧波對周邊所帶來的影響。另外，由于動車組的順利運行需要穩定的電壓作為前提保障，網側變流控制器可以變交流電為直流電的特性正符合了動車運行時對電壓的要求。所以電機網側變流器適用于以單項交流電位主控制系統的動車組，要根據需要合理配備網側變流器。（2）電機逆變器控制。電機側逆變器是將直流電轉化為交流電的電機設備，與變流器對電流的控制方向正好相反，分為正弦波逆變器和方波逆變器。動車電機牽引設備中包含有異步牽引電機，其要和配套的電機逆變器結合使用。動車的牽引控制具有特殊性，牽引系統是通過三相交流電的傳動得以實現的。

2.2 交流異步電機控制技術

異步電動機較傳統的交流電動機而言更具有動態性，它可以將交流電傳動系統轉化為直流電傳動系統，易于操控，擴大交流電系統的使用范圍。異步電動機可通過調整電壓和電頻生成動車組系統中的三相交流電。它通過調控定子電流和定子電壓使之發生變化，進而改變轉子磁鏈和電磁轉矩。現階段異步電機有如下幾種操控手段：（1）矢量控制方法，是將定子電流分解達到矢量變換的目的。（2）自適應控制方法，能夠克服參數的變化自動適應電流的轉變。（3）直接轉矩控制方法。

3 交流電動機的運行原理及實際運用

交流電動機對于日常生活的意義十分重大，它覆蓋了工農業機械設備，科技國防等各個領域，尤其在與人們生活息息相關的家用電器領域，其應用更為廣泛。交流電動機包括同步電動機和異步電動機兩大類。同步電動機的調速靠改變供電電壓的頻率來改變同步轉速。由于中間環節是直流電壓，在電壓型逆變器中電力半導體器件始終保持正向偏置，由于采用了晶閘管器件，就必須進行某種形式的強迫換流。根據換流方式的不同，電壓型逆變器的種類很多，其中帶有輔助晶閘管單獨關斷的并聯逆變電路，即著名的麥克墨萊電路在機車傳動中有一定的代表意義。麥氏電路是借助輔助晶閘管接通L、C振蕩換流電路，使導通的晶閘管中的負載電流降到零并承受一定時間的反向電壓的一種強迫換流電路。交流調速系統主要是針對異步電動機而言，它是交流傳動與控制系統的一個重要組成部分。對于鐵路牽引，要求傳動系統按照一定的控制方式（如恒力矩和恒功率） 運行，同時又不斷地迅速地加速或減速。

動車機車牽引系統多為閉環的傳動方式，這樣可以更好的保持動車在運行過程中牽引系統控制的有效性和平穩性。傳動裝置通過變矩器進行變速變矩，達到機車動力的傳動效果。一般情況下，傳動過程中可以采用以下方法進行變矩：第一種方法是直接控制轉矩。通過比對實測的轉矩與原有的轉矩之間的信號差異，進而導入新的轉矩信號，實現轉矩的目的。還有一種方法是參考其他的系統信號值，將這些相關值進行檢測對比，生成轉矩信號，間接實現系統的轉矩。這兩種轉矩方式的應用范圍都較為廣泛，適用于各種類型的列車。尤其是直接轉矩的方式更加受到人們的稱贊。科技的進步使得近年來交-直-交變頻調速系統不斷涌現新的調速方式，如電壓、頻率協調控制的變頻調速系統，轉差頻率控制的變頻調速系統，諧振型變頻調速系統，矢量控制的變頻調速系統和直接轉矩控制的變頻調速系統等。

4 結束語

上文系統闡述了動車組動力傳動技術和傳動系統的運行原理。迄今為止，越來越多的國家在發展高鐵項目時都采用交流傳動技術，該項技術能夠更快的實現電流的變矩，牽引功率高，有利于提高電機的牽引效能，實現運輸系統的跨越式發展。

參考文獻

[1]李芾，安琪，王華.高速動車組概論[M].西南交大出版社，2008.

交流電動機的應用范文第4篇

【關鍵詞】變頻調速技術；調速方式；節能降耗

近年來，隨著社會的發展，工業化進程的深入，世界能源越來越緊張，因此節約能源是一個迫切需要解決的問題。變頻調速技術具有調速范圍寬、傳動效率高、節電顯著等一系列優點，20世紀90年代以來，變頻調速裝置即變頻器，在技術上已有了很大的提高，推廣應用的條件已很成熟。變頻調速技術是一種電力電子技術，它能夠應用在大部分的電機拖動場合，由于它能提供精確的速度控制，因此可以很方便地控制機械傳動的升、降和變速運行。目前我國電動機總裝機容量已超過4億千瓦，高壓電動機（6～10千伏級）約占一半，高壓電動機中近70%拖動的負載是風機、水泵、壓縮機等，這類機械（負載）都是采用交流電動機拖動的，如采用變頻調速技術，其耗電量比傳統的調節檔板或閥門變流量方式可減少40%～50%左右的電量，節能降耗的效果是巨大的。因此，對交流電動機的調速進行技術改造，采用變頻調速新技術，不僅能實現節能降耗，而且還能使設備安全運行，延長使用壽命。

一、變頻調速技術的節能原理

1、交流電動機變頻調速技術概論

縱觀電力拖動的發展過程，交、直流兩種拖動方式并存于各個工業領域。從

20世紀初以來，交流電力拖動占主導地位，但在可逆、可調速與高精度的拖動技術領域中，相當長時期幾乎都是采用直流電動機拖動系統。從20世紀80年代以后，隨著電力電子學與電子技術的發展，尤其是大規模集成電路和計算機控制技術的發展，使得變頻調速技術在交流電動機拖動裝置中已得以廣泛應用，并且在調速性能方面已與直流電力拖動媲美，在某些領域已逐步取代一些傳統的直流拖動系統。

調速就是改變生產機械（即負載）的工作速度，可以采用機械的方法，也可以采用電氣的方法。機械調速是人為改變機械傳動裝置的傳動比來達到調速的目的，電氣調速則是通過改變電動機的機械特性來改變電動機的轉速。相對而言，采用電氣調速具有許多優點，如可以簡化機械的結構，提高機械效率，操作簡便等，特別重要的是容易進行自動控制。過去的電氣調速，多數用直流電機，由于直流機調速容易實現。但直流電動機具有電刷與換向器，因而就存在著必須對它經常進行維修檢查，它安裝的環境受到限制（如不能在有易爆氣體及塵埃多的場合使用），以及限制了直流電機向高轉速、大容量發展等缺點。另外，直流電機的體積、重量與價格比同等容量的交流電機為大，這也是直流電力拖動的薄弱環節。

交流電動機變頻調速是在現代電子技術基礎上發展起來的新技術，它不但比傳統的直流電機調速優越，而且也比調壓調速、變極調速、串級調速等調速方式優越，它一出現就以其優異的性能逐步取代交流電機其他的調速方式，乃至取代直流電機的調速，而成為電氣傳動調速的中樞。交流電動機的轉速為：n=

60f1（1-s）/p。變頻調速技術是一種以改變電源頻率和改變電壓來達到電動機調速目的的，從而改變負載的轉速。簡單來講變頻調速系統是由三相輸入變壓器、整流電路、逆變電路、合成濾波電路、控制柜等組成。變頻調速技術的原理是將交流電順變成直流電，平滑濾波后再經過逆變回路，將直流電變成不同頻率的交流電，使交流電動機獲得無極調速所需的電壓、電流和頻率。

2、變頻調速技術的節能原理在風機、水泵上的應用

變頻調速技術的節能主要表現在風機、水泵的應用上。為了保證生產的可靠性，各種生產機械在選用交流電機的容量時往往都留有一定的富余容量，而且也不總是在滿負荷情況下運行。當電機不能在滿負荷下運行時，除達到動力驅動要求外，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成了電能的浪費。風機、泵類等設備，傳統的調速方法是通過調節入口或出口的擋板、閥門開度來調節風量和給水量，其輸入功率大，且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中，使得大量電能被白白浪費掉。當使用變頻調速技術時，如果流量要求減小，通過降低水泵或風機的轉速即可滿足要求。由流體力學可知，當所要求的流量Q減少時，可調節變頻器輸出頻率f使電動機的轉速n按比例降低，這時電動機的功率P將按三次方關系大幅度降低，比調節擋板、閥門節能40%～50%左右，從而達到節能降耗的目的。當今世界上，工業發達的國家已廣泛采用變頻調速技術，該項技術已成為我國重點推廣的節能節電新技術之一。

二、變頻調速技術的優越性

1、調速范圍大Nmax/Nmin=10～20。

2、調速時平滑性好、特性硬度不變，保證系統穩定運轉；尤其在低速時，相對穩定性好。

3、要實現軟啟、制動功能。采用變頻調器啟動時頻率低，轉速也低，啟動電流就小，避免了工頻電源啟動時形成的大電流對電機、電纜、開關等設備的沖擊，節能效果明顯。

4、提高了功率因數。由于變頻器內的濾波電容作用，使其具有功率因數補償功能，使功率因數約等于1，從而減少了無功功率損耗，減小了電流，也減小了線路損失和設備的發熱量，提高了供電設備的利用率。

5、提高了控制精度。使用變頻調速技術后，變頻器可以直接通過改變頻率f控制風機或水泵的轉速來控制風量或水量，調整方便。

6、延長了設備使用壽命。使用變頻器后，取消了調節擋板或閥門，減輕軸承磨損。使用變頻器后，能充分降低啟動電流，提高了電機繞組承受力，用戶最直接的好處就是電機的維護成本降低、電機的壽命增加。

7、變頻器體積小，便于安裝、調試與維修。還有變頻器采用了通訊方式，可以通過PC機來方便地進行組態和系統維護，包括上傳、下載、復制、監控、參數讀寫等，便于實現生產過程自動化。

三、變頻調速技術的使用在節能降耗方面上的效果

變頻調速技術的節能降耗是其最閃耀的亮點之一。變頻調速技術的工作原理

是通過實時檢測系統的運行參數，調整電源頻率f，改變電動機轉速n，控制電動機的輸入功率P。下面是對某工廠使用變頻調速裝置后的節能效果的調查研究。

1、在鍋爐給水泵上安裝變頻調速裝置

每臺鍋爐有一臺給水泵在工作，水泵的電動機功率為75KW。在鍋爐汽泡上安裝有水位差壓變送器（差變），由差變測出鍋爐汽泡的水位并將水位信號送至調節器，調節器將差變的實測水位信號與設定的水位信號進行比較，經PID運算后將控制信號輸出到變頻調節器，通過改變電源輸出頻率f調節水泵轉速n來改變給水量，達到控制鍋爐汽泡水位的目的。由變頻調速控制鍋爐給水泵變速供水后，水泵的供水流量和供水壓力仍能滿足鍋爐供水要求，經實測發現水泵沒裝變頻調速器前，工作電流在132A～150A之間，實際每天用電量1200～1400KW?h；使用變頻調速器后，工作電流在40A～80A之間，實際每天用電量800～900KW?h；每天可節電400～500KW?h（度），即節電40%左右。

2、在鍋爐引風機上安裝變頻調速裝置

每臺鍋爐有一臺150KW的引風機。鍋爐運行中引風機風量偏大，使用擋風插板調節風量，電動機功耗基本不變，電能浪費大；安裝變頻調速裝置后，引風機啟動平穩無沖擊電流，運行穩定，根據鍋爐運行情況改變電源頻率f即可調整給風量。使用變頻調速器后經實測發現風機在正常工作下，電動機輸出功率為80KW，頻率為35～40Hz，線電流為75～80A，功率因數為0.995，可節電40%～50%左右。

四、結束語

電能是將一次能源（煤、石油、水力、核能等）通過發電廠轉換而成的二次能源。我國每年生產的礦物燃料（煤、石油）約有20%用于發電。因此節約用電也就是節約一次能源。積極研究和大力推廣變頻調速技術的節能和普及，對于企業的可降低成本提高效益、對于國家的可持續資源戰略的實現，都具有重要意義。

【參考文獻】

【1】劉競成.交流調速系統.上海交通大學出版社，1985年（第二版）.

交流電動機的應用范文第5篇

關鍵詞：S7-200 PLC；變頻器；觸摸屏

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）37-0241-02

在當今自動化控制領域，PLC、變頻器、觸摸屏技術的綜合應用相當廣泛，PLC具有功能強、可靠性高等一系列優點；變頻器節能、高效、有利于提高經濟效益；觸摸屏逐步取代過去設備的操作面板和指示儀表，成為應用越來越廣泛的人機界面（HMI）。通過將這三種控制技術引入到實驗教學中，使學生在校期間就能掌握當今自動化控制領域的流行技術，從而培養滿足社會需要的高素質的工程技術人才。

一、PLC-變頻器實驗臺實現的功能

實驗臺控制系統采用西門子的SMART LINE 700觸摸屏、S7-224 PLC及SINAMICS V20變頻器，可通過觸摸屏和外部按鈕兩種冗余方式控制交流電動機的運行，功能具體如下：①通過觸摸屏控制交流電動機的運行狀態，在線設置電機的運行速度，可同時設置三段運行速度；變頻調速速度上限設為50Hz，超過此設定范圍，觸摸屏顯示報警信息；觸摸屏能實時顯示交流電動機的運行速度曲線。②在觸摸屏失效的情況下，可通過實驗臺面板上的起停按鈕控制交流電動機的運行。

二、PLC-變頻器實驗臺硬件設計

實驗臺硬件主要包括S7-224 PLC、SINAMICS V20變頻器、SMART LINE 700觸摸屏、直流穩壓電源，電氣原理圖如圖1所示。直流穩壓電源為觸摸屏、PLC提供24V直流電源；PLC的輸入端子I0.0接變頻器的DO2輸出端子作為上電指示；PLC的Q0.0接中間繼電器K1，K1的常開觸點接變頻器的DI1端子用于交流電機的起停控制；PLC的Q1、Q0.2、Q3分別接中間繼電器K2、K3、K4，K2、K3、K4的常開觸點接變頻器的DI2、DI3、DI4端子用于進行交流電機的多段速度控制；PLC的I0.2、I0.3分別接手動按鈕SB1、SB2，實現交流電動機起停的手動控制。

三、PLC-變頻器實驗臺軟件設計

實驗臺軟件設計包括觸摸屏監控界面的設計和PLC控制軟件的設計兩部分，觸摸屏監控界面的設計在西門子的WinCC flexible組態軟件中完成；PLC控制系統的設計采用西門子的STEP7-Micro/WIN32編程軟件；WinCC flexible組態軟件和STEP7-Micro/WIN32編程軟件都是基于Windows的應用軟件，控制軟件設計完成后，通過專用電纜分別與觸摸屏、PLC連接通信，然后將程序下載到觸摸屏、PLC中。

（一）觸摸屏界面的設計

觸摸屏是PLC-變頻器實驗臺的人機界面，實現對交流電動機的實時控制，包括起停控制、運行速度設置；速度越界報警顯示；實時顯示交流電動機運行速度曲線及運行時間。可根據需要設計靈活多變的組態界面，PLC-變頻器實驗臺人機界面組態包括啟動界面、主界面和PLC-變頻器實驗臺介紹界面3個畫面，觸摸屏開啟后，首先進入啟動界面，在啟動界面上可選擇進入主界面和實驗臺介紹界面。①主界面的設計。主界面是PLC-變頻器實驗臺的控制、畫面及數據顯示平臺，實驗臺所有的控制、實時數據和畫面顯示都在主界面中實現，主界面設計如圖2顯示。在主界面中，通過按鈕對交流電機進行起停控制，可同時設定3個運行速度及每個速度所運行的時間，所有速度均以頻率的方式表示，最高上限頻率為50Hz，運行曲線實時繪出交流電機的運行速度，并在實際值中顯示現在的運行速度；左下角的方形按鈕為手動控制與觸摸屏控制方式的切換按鈕。②PLC-變頻器實驗臺介紹界面。在主界面中點擊“實驗臺介紹”進入此界面，介紹實驗臺所能實現的功能，對該設備的操作進行說明。

（二）觸摸屏與PLC之間的通信建立

觸摸屏人機界面設計組態軟件WinCC flexible采用圖形化的編程手法，WinCC flexible與S7-224 PLC之間通信步驟設計如下：①設備連接。利用專用通信電纜將觸摸屏的通信端口與S7-200串行端口連接，在Wincc flexible“設備工具箱”中添加“通用串口設備”，雙擊可修改設備屬性，波特率為9600；觸摸屏設備地址為1，PLC設備地址為2。②定義變量。變量是PLC與觸摸屏之間傳遞信息的媒介，在工作臺窗口中選擇“變量”，通過“新增變量”來添加變量，也可以在監控畫面中通過雙擊指示燈、按鈕等元件，彈出屬性窗口，選擇“動畫連接”的方式實現在完成動畫連接的同時定義數據庫變量。這些變量與PLC的輸入輸出及內部變量一一對應，在觸摸屏界面上的所有操作改變它的內部變量，通過變量將信息傳遞到PLC，實現觸摸屏對交流電機運行的真正監控。

（三）PLC控制程序設計

編寫PLC控制程序首先要確定PLC的輸入、輸出量并進行地址分配，本實驗臺PLC通過三個中間繼電器實現變頻器多段轉速控制，Q0.0～Q0.3分別用于控制電動機的起動/停止、三段速度轉換，I0.0分配給變頻器上電顯示；I0.1、I0.2連接手動起、停按鈕。PLC控制系統的編程采用模塊化編程方法，主要包括主控模塊、初始化模塊、變頻器控制模塊、手動控制模塊。

四、PLC―變頻器電機控制實驗臺實驗項目的開發

結合PLC―變頻器電機控制實驗臺開發了相關的實驗項目，根據實驗項目的要求，學生自擬實驗方案，獨立完成實驗的全過程，撰寫實驗報告。

（一）觸摸屏―PLC組態界面的設計

學生首先要熟悉WinCC flexible組態軟件的編程環境；然后以實驗臺的觸摸屏組態程序為范例，學習組態軟件的編程方法；最后要求學生自己設計控制畫面，在學生進行控制畫面的設計過程中，培養了學生自主設計、創新的能力。

（二）PLC―變頻器交流電機控制程序的設計

學生首先要學會STEP7-Micro/WIN32軟件編程的使用，懂得變頻器的工作原理；清楚觸摸屏、手動按鈕兩種方式控制交流電機運行的工作流程；最后要求學生編寫PLC控制程序。通過本實驗的完成使學生了解PLC的工作原理，掌握PLC的編程、調試方法。

五、結束語

觸摸屏、PLC及變頻器是當今控制領域中應用廣泛的技術，通過開發新的實驗設備，設計新的實驗項目，將這些應用技術引入實驗教學中，使學生掌握簡單的控制系統的設計方法，培養學生分析、解決問題的能力，自主學習的能力，工程技術應用與創新的能力。

參考文獻：

[1]金英姬.基于PLC與觸摸屏實現液壓教學實驗臺控制系統的研究[J].教學與管理，2012，4（29）.

[2]郭西進，任良才等.PLC綜合實訓平臺的設計與實現[J].實驗室研究與探索，2011，6（30）.