电力电子电机拖动课程设计摘要：采用通用变频器及PLC改进龙门铣床工作台的电气控制，实现分段变频调速。系统结构简单，运行平稳可靠、快速、灵活，提高了动静态性能。关键词：通用变频器PLC龙门铣床目录第一章：引言………………………………………………………第二章：总体框图……………………………………………………第三章：单元电路的设计与说明……………………………………第四章：总电路图的设计与说明……………………………………第五章：元器件清单…………………………………………………第六章：设计小结…………………………………………………第七章：参考资料……………………………………………………电力电子及电机拖动课程设计任务书姓名：班级：指导老师：题目：通用变频器在龙门铣床上的应用课题的任务和要求设计龙门铣床X2010A电气控制系统，包括工作台的主传动和进给机构的逻辑时序控制两大部分。龙门铣床工作台电力拖动系统属于平稳快速的位置控制系统。对龙门铣床工作台的一般工艺要求主要表现在拖动系统的速度图（见下图），表示铣床工作台工作铣削行程和反向返回过程的速度变化。要求采用磁通矢量控制的通用变频器取代原直流电动机控制系统。设计步骤1、阅相关资料；2、总体方案设计与论证，画框图；3、单元电路的设计；4、元器件选择与参数计算；5、绘制原理图（A4号图纸，计算机绘图）；6、撰写设计说明书（A4号纸打印），字数不得少于2000字；7、参考文献。参考文献1、曾毅等编著.变频调速控制系统的设计与维护（第二版）.山东科学技术出版社，20042、张立等.现代电力电子技术.北京:科学出版社，19923、陈国呈.PEM变频调速技术.北京:机械工业出版社，1998一、引言龙门铣床是工厂加工大型工件的主要设备，其电气控制系统包括工作台的主传动和进给机构的逻辑时序控制两大部分。传统的龙门铣床的主传动采用直流可逆调速拖动方式，电气控制采用继电接触器方式，使得电气控制系统设备庞大复杂，故障率高，可靠性差，维护困难，严重影响了龙门铣床的铣削质量和效率，有必要对工作台进给机构进行改造。直流电气传动和交流电气传动在19世纪先后诞生。由于直流传动易于实现调压、调磁调速，并有成熟的控制理论和控制系统，可以满足工业生产发展不断提出的宽调速、高精度和快速响应的要求，所以在20世纪的大部分年代里，高性能的调速系统都采用直流调速传动，而约占电气传动总容量80%的不变速电气传动则采用交流电气传动，这种分工在一段时间里已成为举世公认的格局。交流调速传动的控制原理很早被确立，异步电机降电压调速，绕线转子异步电机转子串电阻调速等虽已实用化，但在调速范围、稳定性、可靠性和维修性等方面有些不足，应用范围受到限制。1965年以后，由于电力电子技术的不断发展和进步，伴随着新的控制理论的提出与完善，使交流调速传动，尤其是性能优异的变频调速传动得到飞速的发展。绕线转子异步电机的串级调速，采用变频器的无换向器电机调速，笼型异步电机的变频调速等依次实用化，完成了以变频调速为主流的交流调速传动的基础。现代矢量技术的应用，使交流调速传动也具备了直流调速传动的高性能。直流电机的换向器是它的主要薄弱环节，它使直流电机的单机容量、过载能力、最高电压和最高转速等重要技术指标受到限制，也给直流电机的制造和维护带来了不少麻烦，这些缺点，在很大程度上限制了直流电机的应用。交流变频调速传动中的笼型异步电机结构简单、坚固耐用、运行可靠、维护方便、转动惯量小、动态性能好，其单机容量、电压等级和最高转速等技术指标，均优于直流电机。目前，高性能的交流变频调速系统已完全可以和直流调速系统相媲美，而且可以在直流电机无法应用的场合使用。直流调速传动一统天下的旧格局已被打破，用交流调速传动取代直流调速传动已成为可能。二、总体框图系统通过PLC和变频器实现对交流电动机的调速控制，满足龙门铣床工作台电力拖动控制的工艺要求。与直流拖动系统相比，结构简单，快速平稳、灵活、可靠，提高了工作性能。但需注意用交流电动机取代直流电动机，交流电动机的容量要比转换的计算结果至少高一档，才能保证低速加工状态下需要的大转矩。图1龙门铣床的工作台由交流电动机带动作往复直线运动。前进时为工作行程，后退时为返回行程。工作台电力拖动系统属于平稳快速的位置控制系统，对工作台的工艺要求表现在拖动系统的速度图上。图1表示了铣床工作台工作时铣削行程和返回过程的速度变化。图中t~t7表示正向铣削速度变化，t7~t10表示反向返回原位置的速度变化。其中，0~t1，工作台空行程起动；t1~t2，工作台驱动电动机以稳定转速n1运转，铣头