毕业设计题目：高频变频器设计
数字变频技术
由交流发电机提供的电源的频率是固定的，一般是低频的。如我国的交流电频率是50Hz。由于这种固定低频电源技术在现代高新技术的应用中有很多不利因数，随着半导体技术，自动控制技术，计算机（微处理器）技术和电磁技术的高速发展。数字变频技术是在本世纪80年代发展起来的并在很多领域被广泛应用的电源高新技术。
20世纪80年代，大规模和超大规模集成电路技术的迅猛发展，集成电路技术的精细加工技术和高压大电流技术有机结合，出现了一批全新的自控型功率器件。首先是功率MOSFET（半导体场效应管）的问世，尔后是绝缘门极双极晶体管（IGBT）的出现，使得变频技术更加成熟。它的主要原理是工频电源通过整流器变成固定的直流电压，然后由大功率晶体管MOSFET或IGBT组成的高频变换器，将直流电压逆变成频率可变的交流电输出，电源输出的形式近似于正弦波，用于驱动交流异步电动机实现无级调速或再进行可控整流，得到可调的直流电压，实现特制的直流电动机无级调速。现代调频技术往往由数字信号控制和处理，这就是数字调频技术。调频技术数字信号处理技术的日趋完善成熟，显示出越来越多的优点，便于计算机处理控制，避免模拟信号的畸变失真，减小杂散信号的干扰（提高抗干扰力），便于自诊断、容错等技术的植入，实现了用电设备高效节能，性能更加完善可靠，使用电设备朝小型轻量化，机电一体化和智能化方向发展。
数字变频技术当今在家电领域也被大量应用，形成了我们已经非常熟悉的变频家电系列产品。
一、变频冰箱
变频冰箱是在原普通冰箱的基础上,采用了专用变频压缩机和驱动器,增加了变频控制系统,利用模糊控制原理实现系统的最佳运行,冰箱压缩机转速可在2000~4000r/min之间变化,从而大大提高了制冷效率,当冰箱内温度很高时,变频压缩机运转速度可达4000r/min,使冰箱内温度迅速降低,确保快速制冷,而当冰箱内温度较低时,变频压缩机即进行低速运转,冰箱内温度波动的范围较普通冰箱小的多。
测试结果表明,变频冰箱的速冻能力比普通冰箱提高20%,节能效果显著,噪音大大降低。
二、变频洗衣机
数字直流变频洗衣机是应用数字变频技术和模糊控制理论,采用无级调速系统,高精密度轴承和直流无刷电机。在运行中实现了无级变速,能够针对不同衣物的质地确定不同的洗涤,脱水速度。大大提高了衣物的洗净率。降低了对织物的机械磨损率，由于直流变频电机的电磁噪音要小于单向感应电机,同时将机械传动机构改为直接驱动方式,大大减少了机械传动的噪音,可使洗衣机运行中的噪音降低10dB以上,直流变频洗衣机电机工作效率则由普通洗衣机的40%~50%提高到80%以上,大大节省了能源,与传统产品相比,它具有全能洗,节能洗,静音洗等特点。
三、变频彩电
“数字变频”彩电是刚刚出现的变频家电,它采用数字变频技术,运用动态帧/行扫描速度转换,将电视台发送的隔行扫描信号转换为逐行扫描信号显示,并将场频从50Hz提高到75Hz。这一与HDTV高清晰数字电视完全相同的逐行扫描方式,彻底消除了传统隔行扫描电视和普通倍频彩电的线间抖动和行扫描结构线,消除了大面积闪烁,使图象柔润细腻。
1.变频调速原理及在家电中的应用http://jd.newmaker.com/art_11751.html
2.变频器的基础知识http://www.industrialcontrols.eetchina.com/ART_8800425597_2500005_AN_09452d65.HTM
做一个变频器的设计
有多急啊？早干什么去了？摘 要 ：针对磨床改造中多种主轴电机参数分散、以及外部加联锁控制等特殊要求，设计了采用单台专用高频变频器驱动多主轴电机的方案，成功解决了宽电压、多参数配置问题，经过实践，达到了很好使用效果。
英文摘 要 ：Aiming at parameter decentralization of more principal axis motor among rebuilding grinder machine and special requirements of adding external linkage, the author design a kind of project adopting special high voltage inverter to drive more principal axis motor. The project successfully solves the problems of wide voltage power supply, more parameter configuration. By practice, the design obtain better effect.
关键词： 高频变频器 主轴电机 宽电压
1 引言
随着变频技术的发展，其应用领域与应用需求也越来越多样化。某瑞士产VOUMARD203N3X3Y内圆磨床由于电控设备损坏, 导致机床不能正常运行, 考虑到该机床为进口产品，年代长，无法自行修复，且维修费用和购买费用都很高，故厂家决定将其进行改造。VOUMARD203N3X3Y内圆磨床磨头电主轴共有五种类型，参数各不相同，要求采用一台专用变频器及相应的控制部件完成系统的电气控制，实现主轴的调速。本文通过分析设备中五种磨头主轴电机的特性，提出并分析了两种解决方案，选择了其中一种性价比较好的方案，取得了较好的使用效果。
2 驱动要求及方案对照
2.1 驱动要求及难点
(1) 磨床主轴电机参数
厂家提供的磨床主轴电机参数如下:
l 1号磨头工作频率933Hz，最高转速28000r/min，功率2.3kW 448V 4.5A;
l 2号磨头工作频率900Hz，最高转速18000r/min，功率3kW 432V 6.6A;
l 3号磨头工作频率966Hz，最高转速58000r/min，功率1kW 465V 1.75A;
l 4号磨头工作频率1250Hz, 最高转速75000r/min，功率1.3kW 191V 9A;
l 5号磨头工作频率2000Hz，最高转速105000r/min, 功率0.53kW 306V 2A。
(2) 驱动要求
l 一台变频器对5个主轴电机均可单独控制，在整个频率范围内变频器均能正常工作;
l 要求在更换电主轴后，变频器的参数和相应的电主轴参数自动相匹配;
l 变频器和磨床主轴冷却、润滑系统有联锁保护功能;
l 变频器具备减速停车功能。
(3) 技术难点
根据加工工艺和电机性能的要求可知，实现该控制存在以下几个难点:
l 调频范围宽
变频器调频范围在0～2000Hz的宽频率范围内，目前，许多生产厂家无该类型产品;
l 两种电压供电
同一台变频器提供两种电压范围460V和306V, 这样对供电电源提出较高要求;
l 参数匹配
参数、工作状态与当前选择的磨头相匹配。
2.2 方案对照
经过对厂家提出的要求进行仔细分析，提出如下两种方案:
(1) 方案1:输入变压器+变频器+输出电抗器方案
由于磨头电压有460V和300V两种电压等级，设计工频输入变压器，原边380V供电，副边两个绕组，分别为(U1,V1,W1) 460V, (U2,V2,W2) 306V, 中间采用接触器进行逻辑控制，按照不同磨头选择相应供电电压;变频器选用西安春日电气公司KVFG-H高频系列产品，频率调节范围0~2500Hz，对其进行专用化改造;输出侧加电源滤波器，以减小输出谐波对主轴电机的冲击;具体原理框图如1所示。
图1 方案1原理框图
方案1优点在于充分利用变频器宽工作电压范围的特点，采用不同工作电源，使单台变频器满足五种不同磨头的电机。缺点是变频器内部相应的电压、电流检测及定标改动较大。
(2) 方案2:变频器+输出高频变压器方案根据磨头电压460V和306V两种等级，设计输出变压器，原边由高频变频器输出0~380V供电，副边两个绕组，分别输出对应 (U1,V1,W1)0～460V, (U2,V2,W2)0～306V电压。
采用接触器进行逻辑控制，按照不同磨头选择相应供电电压;变频器仍选用西安春日电气公司KVFG-H高频系列产品，频率调节范围0～2500Hz，对其进行专用化改造;具体原理框图如2所示。
图2 方案2原理框图
方案2优点在于变频器工作电压保持380V不变，程序该动小，设计高频变压器满足两种电压等级，使单台变频器满足五种不同磨头电机。缺点是在0～2500Hz工作PWM波输入高频变压器难以加工。
3 参数选型设计
通过对驱动要求进行分析对照，决定采用方案1，并进行了系统设计，关键部件选型设计如下:
(1) 变压器选型设计
变压器原边输入电源为50Hz，380V三相交流，副边输出为双绕组，一组为465V,另一组为306V,容量根据磨头电机中最大功率3kW并考虑一定余量，选用8kVA。
(2) 专用变频器选型设计
变频器作为该控制设备中的核心部件，其性能直接关系到该方案能否实现。本设计选用西安春日电气有限公司KVFG-H475E变频器,变频器采用电压空间矢量脉宽调制变频调速技术、同步调制方式，调频范围0～2500Hz，开关频率达到18kHz(其参数为:Vin=3AC(300～460)V，Vout=3AC(0～4600)V，Pw=7.5kW，Ie=17A)。
根据厂家提出的要求，通过修改变频器外部端子X1功能，实现了系统冷却、润滑准备就绪输入信号接口功能;修改外部端子EMS功能，实现了系统冷却、润滑故障报警功能;修改外部端子OUT1,OUT2功能,实现了磨头选择切换;作为变频器核心技术的V/F曲线设置，根据磨头电机特性的不同，设置了五组功能码选项，用以选择匹配的V/F工作曲线。图3给出了一组部分V/F曲线示意图。
图3 V/F曲线示意图
(3) 输出滤波电抗器的选型
由于变频器输出的电压为PWM波, 含有谐波成分, 同时, 开关元器件工作时产生的dv/dt会对主轴电机的绝缘特性及正常工作带来很大的危害。因此本系统选用:25A、0.015mH、0~2500Hz输出电抗器进行滤波。
4 结束语
本文针对进口磨床改造中，采用单台特种变频器实现对五种磨头的综合控制，采用变压器加变频器输入宽电压工作范围的方案，解决了单台机型两种供电电压问题;同时通过程序软件实现了个性化磨头V/F特性曲线的设置，以及外部各种系统联锁控制。该方案在实践中已取得很好的使用效果
具体一点，你是什么专业呀
答：有多急啊？早干什么去了？
答：一、变频冰箱 变频冰箱是在原普通冰箱的基础上,采用了专用变频压缩机和驱动器,增加了变频控制系统,利用模糊控制原理实现系统的最佳运行,冰箱压缩机转速可在2000~4000r/min之间变化,从而大大提高了制冷效率,当冰箱内温度很高时,变频压缩机运转速度可达4000r/min,使冰箱内温度迅速降低,确保快速制冷,而当冰箱...
答：变频恒压供水控制系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、报警器等构成。本系统包含三台水泵电机，它们组成变频循环运行方式，采用变频器实现对三相水泵电机的软启动和变频调速，运行切换采用“先启先停”的原则。压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的...
答：实现变频调速的装置称为变频器。变频器一般由整流器、滤波器、驱动电路、保护电路以及控制器(MCU/DSP)等部分组成。首先将单相或三相交流电源通过整流器并经电容滤波后,形成幅值基本固定的直流电压加在逆变器上,利用逆变器功率元件的通断控制,使逆变器输出端获得一定形状的矩形脉冲波形。在这里,通过改变矩形脉冲的宽度控...
答：PLC控制的抢答器设计 \x0d\x0a10. 世纪星组态 PLC控制的交通灯系统 \x0d\x0a11. X62W型卧式万能铣床设计 \x0d\x0a12. 四路抢答器PLC控制 \x0d\x0a13. PLC控制类毕业设计论文 \x0d\x0a14. 铁路与公路交叉口护栏自动控制系统 \x0d\x0a15. 基于PLC的机械手自动操作系统 \x0d\x0a16. ...
答：电梯控制系统可分为调速部分和逻辑控制部分。调速部分的性能对电梯运行时乘客的舒适感有着重要影响，而逻辑控制部分则是电梯安全可靠运行的关键。本设计采用PLC控制变频器调速系统，实现电流、速度、位移三闭环控制，具有一定的代表性和新颖性。2 电梯控制系统硬件构成 电梯控制系统硬件由轿厢操纵盘、厅门信号...
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答：如果只是从电气设计角度，建议你可以买现成的变频器来控制电机，你只是用单片机做个逻辑控制器来根据温度的反馈控制变频器运行频率，进而控制压缩机的运行速度。如果是从模块的角度，你需要设计一个变频器，这里面就稍微复杂了一些。要评估单片机的PWM口是否够用，还需要中断来做保护。而且这样对于一个毕业...
答：在应用设计中,PLC起到“总监总控”的角色, 可以对两台变频器的状态进行查询和控制。程序首 先将S7-222的通信口初始化为自由通信口方式,然 后程序进入一个顺序控制逻辑功能块。控制顺序为: 手动起动井水泵,在井水流量满足要求的情况下, 自动运行设备冷冻水循环泵和空调冷冻水循环泵。 在PLC的程序中设计了井水泵...
答：其实变频器可以无级调节电机的转速，而风机在转速下调的时候，其流量按1次方下降，全压按2次方下降，功率按3次方下降，因而当转速下调时且能满足需求时节能显著。通常选用的风机考虑到系统的最大要求选的性能均大，因此在风机驱动中广泛用变频器调节。
