变频调速能够应用在大部分的电机拖动场合，由于 它能提供精确的速度控制，因此可以方便地控制机 械传动的上升、下降和变速运行。变频应用可以大 大地提高工艺的高效性(变速不依赖于机械部分)， 同时可以比原来的定速运行电机更加节能。下面例 举使用变频调速的10个理由，来说明变频器应用日 趋普及的基本认识:
调压调速
转子串电阻调速
变频调速
交流异步电动机 交流同步电动机
晚
变频调速原理：n=60 f(1-s)/p 调压调速：通过异步电动机的三相交流电压大小来调节转子转速的方法。
2 变频器的作用和功能
变频器集成了高压大功率晶体管技术和电子控制技术，得到 广泛应用。变频器的作用是改变交流电机供电的频率和幅值， 因而改变其运动磁场的周期，达到平滑控制电动机转速的目 的。变频器的出现，使得复杂的调速控制简单化，用变频器+ 交流鼠笼式感应电动机组合替代了大部分原先只能用直流电 机完成的工作，缩小了体积，降低了维修率，使传动技术发 展到新阶段。 变频器可以优化电机运行，所以也能够起 到增效节能的作用。根据全球著名变频器生产企业ABB的测 算，单单该集团全球范围内已经生产并且安装的变频器每年 就能够节省1150亿千瓦时电力，相应减少9,700万吨二氧化碳 排放，这已经超过芬兰一年的二氧化碳排放量。
嵌入式计算机系统发展的核心是单芯片化的发展。
专用性
嵌入式系统
三个基本 要素
嵌入性 计算机系统
嵌入式系统按形态可分为设备级（工控机）、板级（单板、 模块）和芯片级（MCU、SoC）。
微型计算机的体积、价位、可靠性无法满足嵌入式应用要求，
嵌入式系统将计算机做在一个芯片上，走上芯片化道路，开创了 嵌入式系统的单片机时代。
(4) 可控的加速功能。 变频调速能在零速启动并按照用户的需 要进行均匀地加速，而且其加速曲线也可以选择(直线加速、S 形加速或者自动加速)。而通过工频启动时对电机或相连的机 械部分轴或齿轮都会产生剧烈的振动。这种振动将进一步加 剧机械磨损和损耗，降低机械部件和电机的寿命。另外，变 频启动还能应用在类似灌装线上，以防止瓶子倒翻或损坏。 (5) 可调的运行速度。 运用变频调速能优化工艺过程，并能根 据工艺过程迅速改变，还能通过远控PLC或其他控制器来实现 速度变化。
PROFIBUS模块
外形尺寸为A～F MM440变频器电动机和电源的接线
第二章
MM440的调试
MM440 变频器的DIP开关
用状态显示屏SDP 进行调试
• 采用SDP 进行操作时变频器的预设定必须与 以下的电动机数据兼容： • （1）电动机的额定功率 • （2）电动机电压 • （3）电动机的额定电流 • （4）电动机的额定频率
变频调速的优势（与其它交流电机调速方式对比）
调速方式名称 变极调速 控制对象 特点 有级调速，系统简单，最多4段速 交流异步电动机 无级调速，调速范围窄 电机最大出力能力下降，效率低 系统简单，性能较差 真正无级调速，调速范围宽 电机最大出力能力不变，效率高 系统复杂，性能好 可以和直流调速系统相媲美 早 发 展 时 间
分类
• 变频器分为 :
• 1 交---交型 输入是交流，输出也是交流 将工频交流电直接转换成频率、电压均可控制的交流 （又称直接式变频器）
• 2 交—直---交型 输入是交流，变成直流 再变成交流输出 将工频交流电通过整流变成直流电，然后再把直流电变 成频率、电压、均可控的交流电 （又称为间接变频器）
工作原理：交—直—交
交流低压交直交通用变频器系统框图
～
整流部分 交流 直流
直流中间电路 直流 控制系统
逆变部分
交流
M
•整流电路: 交流直流
•直流中间电路:滤波\(平滑电流\斩波\制动\输助电路)
•逆变电路:直流交流 •控制电路:实现主电路与控制电路隔离\检测\接口
核心部分!
实现主电路各开关器件的通断控制
件平台甚至数据库的选择，这样才有利于系统
的扩充和联网。 开发工具要有与高级语言的接口，有结构优良 的数据字典，使各分立产品容易集成； 要考虑开发工具制造厂商的技术支持、售后服 务和厂商本身的稳定性等因素。
第二部分：通用变频器控制系统设计和应用
什么是变频器？
变频器 变频器是将交流工频电源转换成电压、频率均可 变的适合交流电机调速的电力电子变换装置，英文 简称VVVF ( Variable Voltage Variable Frequency） 变频器的控制对象 三相交流异步电机和三相交流同步电机，标准适配 电机极数是2/4极
第一部分：课程导入（30分钟）
1 系统集成技术的提出和发展
2 系统集成的基本概念 3 本课程的主要内容分布式控制系统DCS
1 系统集成的提出和发展
1975年美国Honeywell公司首先推出 了以微处理器为基础的TDC-2000型总体 分布式控制系统（Total Distributed Control，简称为TDC），实现集中管理 、分散控制，称之为集散控制系统。
(6) 受控的停止方式。 如同可控的加速一样, 在变频调速 中, 停止方式可以受控，并且有不同的停止方式可以选择(减 速停车、自由停车、减速停车＋直流制动)，同样它能减少 对机械部件和电机的冲击，从而使整个系统更加可靠，寿 命也会相应增加。 (7) 节能 离心风机或水泵采用变频器后都能大幅度地降低能 耗，这在十几年的工程经验中已经得到体现。由于最终的 能耗是与电机的转速成立方比，所以采用变频后投资回报 就更快。 (8) 可逆运行控制 在变频器控制中，要实现可逆运行控制无 须额外的可逆控制装置，只需要改变输出电压的相即可， 这样就能降低维护成本和节省安装空间。
机电系统集成技术
课程内容
理论部分： 第一部分：系统集成概述 第二部分：通用变频器控制系统设计和应用 实践部分： 任务1：变频器的面板操作与运行 任务2：变频器的外部运行操作 任务3：变频器的模拟信号操作控制
为什么学习系统集成
• 1、市场职位需求，就业压力是必须面对 的问题。 • 2、硬件模块化，软件可定制的设计方法 适合采用系统集成。如：山寨手机 • 3、高可靠性、稳定性特殊应用场合，必 须采用成熟的技术。如：工厂生产线。 • 4、新产品推出周期越来越短，不可能每 个部件都重新设计。
交流变频算法, 需要高性能的CPU,如DSP
第一章 MICROMASTER440(MM440) 变频器概述
一、认识MM440通用型变频器
电 路 结 构
变频器控制电路输入输出电路简图
M M 44 0 变 频 器 的 接 线 端 子
用SDP进行基本操作
基本操作板（BOP）
高级操作板（AOP）
3) 启动时需要的功率更低。 电机功率与电流和电压的乘积成 正比, 那么通过工频直接启动的电机消耗的功率将大大高于变 频启动所需要的功率。在一些工况下其配电系统已经达到了 最高极限，其直接工频启动电机所产生的电涌就会对同网上 的其他用户产生严重的影响, 从而将受到电网运行商的警 告, 甚至罚款。如果采用变频器进行电机起停, 就不会产生类 似的问题。
问题：
·不同厂家的产品由于协议不同而缺乏互
操作性。由于协议的不同，造成了现场仪表 不能与系统集成而进一步发挥仪表的智能。
·有些大的产业集团着大力开发出专有
大系统，为了保持系统的集成，用户不得不 从该厂家购买不一定是最好又很昂贵的部件， 形成垄断。
解决以上矛盾的出路就是制定一种独立 于卖方的系统集成标准，标准化的总线网络 顺势而生。网络是开放式系统的关键要素， 因此进一步开发出具有互操作性的现场总线 （Fieldbus）。
技术上具有先进性 实现上具有可行性 使用上具有灵活性 发展上具有可扩性 投资上具有受益性
硬件集成
系统集成 软件集成
工具集成
硬件集成
根据用户的需求，确定硬件平台设备的选型； 对已产品化的部件模块进行产品测试、验收； 提供对其他设备、网络结构、数据库之间的连接技术； 要求大量、广泛地掌握和积累各种产品特性，了解国内 外有关的规范和标准； 准备各厂商有关的产品的检测验收及工程安装施工标准。
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2 系统集成的基本概念
系 统 《中国大百科全书· 自动控制与系统工程》 对系统的定义为：由相互制约、相互作用的 一些部分组成的具有某种功能的有机整体。 系统从广义上可以定义为两个或两个以 上事物组成的相互依存，相互作用，共同完 成某种特定功能或形成某种事物现象的一个 统一整体的总称。
系统集成
相互分离、彼此孤立的模块协 调组成有机整体。
集成能使组成整体的各部分彼此有机协调地工作，以发 挥整体效益，达到整体优化的目的。 集成不是各个分离部分简单捏合在一起组成的“拼盘”， 而应理解为经过了充分的相互融合，形成了优化的统一
整体。
系统集成可以减少数据冗余、实现资源和信息共享，便 于对数据的合理规划和分布，便于组成部件的协调规划， 有利于并行工作、提高工作效率。
软件集成
以操作系统为核心构建软件平台；
已有应用软件和将要开发的应用软件的集成；
对应用软件开发商进行约束，使集成时可取得对应用软 件系统的控制权和维护权；
通过预留接口对应用子系统进行适当的调整，以实现各
个应用子系统的可互联、可互操作、可运行。
工具集成
使用开发工具进行系统开发，建立系统原型， 使系统的可维护性增强，提高系统开发的质量； 开发工具要尽可能开放，独立于硬件平台、软
(1) 控制电机的启动电流。 当电机通过工频直接启动时，它将 会产生7到8倍的电机额定电流。这个电流值将大大增加电机 绕组的电应力并产生热量，从而降低电机的寿命。而变频调 速则可以在零速零电压启动(也可适当加转矩提升)。一旦频率 和电压的关系建立，变频器就可以按照V/F或矢量控制方式带 动负载进行工作。使用变频调速能充分降低启动电流，提高 绕组承受力，用户最直接的好处就是电机的维护成本将进一 步降低、电机的寿命则相应增加。 (2) 降低电力线路电压波动。 在电机工频启动时，电流剧增的 同时，电压也会大幅度波动，电压下降的幅度将取决于启动 电机的功率大小和配电网的容量。电压下降将会导致同一供 电网络中的电压敏感设备故障跳闸或工作异常，如PC机、传 感器、接近开关和接触器等均会动作出错。而采用变频调速 后，由于能在零频零压时逐步启动，则能最大程度上消除电 压下降