图3-11 系统原理图 20

图4-1 PID指令格式 21

图4-2 PLC程序流程图 23

图4-3 系统梯形图 24

表清单

表序号 表名称 页码

表3-1 三菱FR-S540变频器的标准规格 15

表4-1 PLC的I/O端口分布表 25

变量注释表

M 电磁转矩

电机旋转磁场的速度

旋转磁场的同步速度

S 转差率

在定子中每一相中气隙磁通 的感应电动势有效值

与绕组结构有关的常数

定子频率

定子每相绕组串联匝数

每极气隙磁通量

1 绪论

1.1 本课题的研究背景及意义

当今电动机调速控制技术一直在发展，可是一直存在一些问题，交流调速和直流调速到底哪个好。上上个世纪尾，交流系统供电好还是直流系统供电好，一直是学者激烈讨论的问题，五十年来，三相交流电突然的发现，电力系统交流化打了个胜仗[1]。论文网

直流电机一直占领市场，在电力电子技术还没怎么发展时。直流电机想要能够无极调速，仅仅只需要改变电机电压或者它的励磁电流，此外，电直流机的转矩很容易被改变，动态性能特别好。可是没有东西是完美的，直流电机也如此：体积质量大，结构复杂，价格不实惠；电刷易坏，在易爆、易燃及有腐蚀性气体的地方不合适、维修起来麻烦；而现代调速系统的可靠性、可维护性、可使用性都是必需的，这些劣势的存在深深影响，所以，直流电动机很难达到现代电气系统的需求。

交流电机有多种，其中鼠笼式异步电动机比较优秀：结实使用期长，结构不复杂，容量无穷大，价钱不贵，维修不麻烦，此外，其对环境要求也不是很高，所以工农业活动中，它起很大的作用。由于现代交流电机电力电子变流技术和调速控制理论发展得很不错，交流电机调速取得了显著成就[2]。

70年代初，形式各样的自关断器件如雨后春笋般涌现，所以变频调速技术也取得了巨大的成就。从生产到日常电器等都具备，所以一个高科技应用时代来临了，如今工业化生产应用技术亦发生了巨大变化。在现代电机调速中，变频调速技术属其中的主要方式，基本功能有省能、产量能够自动化、提高产品质量等[3]。如今，微电子、电力电子及计算机技术发展的特别好，许多种电力器件被研发出来，使变频调速技术完善得特别好。这些年来，交流调速已渐渐比直流调速发展好，而且，电机交流调速价格和直流已经差不多了。因此，如今交流已渐渐代替直流。其它国家大部分都使用交流调速，即使不便宜，可是却减小了系统的维护，减少了休息的时间。

近年来由于变频调速技术的迅速发展，变频器在很多行业得到了应用，在节约电能的同时还可以降低能耗，减少排放。变频器控制可采用PLC及单片机等控制核心。PLC具有编程简单、可靠性高、维护方便等优势，越来越多的工业控制场合选择PLC及变频器用于电机调速控制[4]。此外作为人机交互界面的触摸屏，一定程度上减少了PLC 外部I/ O 点的使用并且减轻了系统外部按钮开关连线的复杂程度,同时运行维护方便性得到提高[5]。