本科畢業（設計）論文開題報告學生姓名XXX學號XXXXX指導教師XXX系別機電工程系專業機械設計制造及其自動化交稿日期200912教務處制一、開題報告畢業設計論文題目交流異步電動機的轉速電流監控系統設計（基于三菱電氣）課題背景和意義背景交流異步電動機是應用最廣泛的一種動力機械。異步電動機所以能得到這樣廣泛的應用，是由于它結構簡單、制造容易、運行可靠、維護方便，而且效率高、重量輕、價格低。交流異步電機由俄國奧德薩的工程師多布洛夫斯基，對三相輸電的理論作了大量研究，于1889年最先發明了功率為一百瓦的三相交流異步電動機、并于1891年第一次實現了三相交流電的輸送。與直流電機相比，交流電動機是多變量，強耦和的非線形系統，要實現良好的轉矩控制非常困難。20世紀70年代德國工程師FBLASCHKE首先提出異步電動機矢量控制理論來解決交流電機轉矩控制問題。異步電機是典型的常規交流電機。自從現代交流變頻調速技術發明以來，異步電機驅動技術得到了廣泛的研究和發展。但在這些研究中，主要針對變頻器拓樸結構及控制算法的研究開發，而在異步電機設計和分析方面卻沒有明顯的改變。目前，我國所用電動機主要為20世紀70年代末設計出來的Y系列異步電機，該電機主要是針對恒頻恒壓電源設計的。這樣的電機在變頻器供電下，其效率、功率因數和功率密度等穩態性能都有所下降，且電機絕緣、噪聲及其它故障情況也趨于惡化。因此，重新考慮異步電機在變頻調速系統中的設計問題勢在必行。意義電機運行狀態監測對于提高電機運行的可靠性和安全性具有重要意義。交流電機測控系統具有運行可靠、操作方便以及功能完善等優點，有著廣闊的應用前景。可編程序控制器PLC是一種新型的通用自動控制裝置，它將傳統的繼電接觸控制與微機技術融為一體，具有可靠性高、體積小、編程簡單、維護方便等一系列優點，因此在工業生產中的應用日益廣泛。用三菱FX2N型可編程序控制器與接觸器結合，實現了用PLC對交流電機的正反轉速度監控，體現了智能化。本課題對于交流電機轉速和電流的監控目的在于保護電機裝置的安全，對轉速和電流分別用傳感器來監測，當其中一項參數突然增大，超過允許的范圍，電動機就會承受不了而導致燒壞等現象，所以利用編碼器來對電機轉速進行監測，用電流互感器對電流進行監測，在測量交變電流的大電流時,為便于二次儀表測量需要轉換為比較統一的電流，能有效的保護電動機，同時可以及時通過三菱變頻器來對其進行變頻調速，從而使電流也達到有效范圍，使得實驗達到預想的效果本課題中三菱變頻器給電動機提供電源，但當電動機轉速不在允許范圍內，則可以通過變頻器進行調速，從而達到穩定效果。變頻器電源主要用于交流電機的變頻調速，其在電氣傳動系統中占據的地位日趨重要，已獲得巨大的節能效果。三菱變頻器電源主電路均采用交流直流交流方案。設計本課題有比較大的意義，通過儀器對轉速電流監控，不需要用過多的人力，實現了無人監控的思想，使工程省時省力，讓效果目的達到最大化，讓我也對三相交流異步電機有了更新一步的認識，同時對三菱電器的原理和裝置有了了解，對我以后的自動控制生涯有很大的幫助研究的主要內容一、熟悉變頻器、編碼器、互感器、監控軟件；（1）對三菱變頻器的原理圖進行分析，了解三菱變頻器。（2）了解編碼器和互感器在監控交流電機時的工作原理。（3）掌握組態王監控軟件，并熟練操作。二、畫出監測系統原理圖和實際安裝接線圖，并完成硬件和軟件安裝；（1）分析交流異步電機的工作特點和課題要求的工作原理，去實驗室對研究項目安裝接線。（2）硬件安裝設計任務元器件選型、原理圖設計、接線圖設計。軟件安裝設計任務先搞清所選元件的工作原理、電氣參數的確定、根據原理系統調試。三、設置變頻器參數，設計監控軟件程序與畫面；（1）研究三菱變頻器說明書手冊，設置合理的參數。（2）運用組態王監控軟件把實驗的內容進行人機界面仿真并做出畫面。四、調試及試運行；（1）先對結果進行調試并發現問題，及時解決。（2）調試無誤后，運行程序，觀察并記錄數據。5、完成書面部分；根據以上過程和實驗結果，完成畢業設計（論文）說明書。研究方法（或技術路線）（1）查閱相關資料，搜集課題所需資料，了解課題現狀、課題研究的目的和意義，做好選題報告和文獻綜述；（2）充分利用網絡和計算機的功能，熟悉相關資料和設計要求；（3）本課題系統的設計包括硬件設計和軟件設計兩部分及系統調試硬件設計主要完成元器件選型、原理圖設計、接線圖設計；軟件設計主要完成先搞清所選元件的工作原理、電氣參數的確定、根據原理系統調試；（4）畫出監測系統原理圖和實際安裝接線圖，并完成硬件和軟件安裝，隨后調試和運行程序；（5）整理資料，撰寫畢業設計（論文）說明書。預期結果（1）弄清所有電氣設備的工作原理；（2）弄清監控軟件的工作原理和信號流動；（3）會設計系統線路、參數設置和軟件開發；（4）確保試運行成功；進度計劃1確定畢業設計課題與指導老師聯系，明確設計要求與設計任務；第七學期第十周2查找、借閱有關畢業設計課題內容的資料（包括英文文獻）；第七學期第十一周3通過閱讀資料了解畢業設計課題背景及意義指導；第七學期第十二周4收集資料，閱讀參考資料完成外文翻譯，文獻綜述；第七學期第十三周5指導老師檢查學生的資料，對開題報告的內容進行輔導；第七學期第十四周6完成開題報告的初稿，在指導老師輔導下進行修改，定稿；第七學期第十五周7開題報告提交；第七學期第十六周8在實訓樓完成系統原理安裝接線圖，并完成硬件和軟件安裝；第七學期第十七至二十一周9對課題的研究內容用組態軟件進行人機界面仿真；第八學期第一周至第四周10學生在教師指導下進行設計，研究，收集資料，開始撰寫畢業論文；第八學期第五周至第九周11完成畢業設計說明書初稿并修改；第八學期第十周至十一周12畢業設計說明書定稿；第八學期第十二至十三周13學生完成設計（論文），并交指導教師批閱，評閱教師評閱；第八學期第十四至十五周14畢業設計（論文）答辯第八學期第十六周指導教師意見指導教師簽名年月日系部意見審查結果同意不同意系主任簽名年月日二、閱讀文獻目錄序號文獻名文獻出處文獻發表時間1機電一體化系統設計高等教育出版社20012三相異步電動機的節能與安全監控華中理工大學出版社20013變頻調速交流電機的節能控制武漢大學電氣工程20034變頻調速控制系統的設計與維護山東科學技術出版社20045變頻調速異步電動機效率優化控制的研究進展機械工業出版社20046三相異步電動機技術手冊機械工業出版社20047變頻器原理與應用教程三菱電機株式會社編20058交流變頻調速技術北京航天航空大學出版社20059機電安全技術北京化學工業出版社200610交流電機調速實驗系統的PC端監控程序設計交通大學出版社200611機電傳動控制第4版華中科技大學出版社200712交流伺服電機驅動監控系統的設計威海職業學院200713多交流電機自控式變頻調速系統設計西安建筑科技大學200814交流伺服位置控制系統的研究與應用西安科技大學控制工程學院200815交流電機變頻調速及其應用機械工業出版社200816THERESEARCHONELECTRICALLIFETESTCONDITIONOFRELAYWITHELECTROMOTORLOADELECTRICALCONTACTS200217MODICONMODBUSPROTOCOLREFERENCEGUIDEMODICON200218QUARTUSIIHANDBOOKALTERACOMPANY20041920212223三、文獻綜述注意學生閱讀文獻后，必須寫出3000字左右的綜述，作為開題內容之一。（可增頁）1、交流異步電動機PLC控制與監控組態設計本設計由上位機和下位機兩部分組成，上、下位機通過串行口進行通信交換數據。下位機PLC（西門子S7200系列的CPU226）控制交流異步電動機正反轉Y啟動，而上位機內安裝北京三維力控監控組態軟件PC361。采用PC361制作交流異步電動機仿真畫面、編寫程序并與上位機進行通信，采集數據并對交流異步電動機運行實時監控。用PLC控制交流異步電動機正反Y/啟動，并能自動切換到正常運行狀態；再由北京三維力控監控組態軟件PC361進行實時監控電機的運行狀態。當按下正轉啟動按鈕時，電動機正轉并以Y形啟動，2秒后Y形斷開，切換到形并保持電機正轉穩定運行；當按下反轉啟動按鈕時，電動機反轉并以Y形啟動，2秒后Y形斷開，切換到形并保持電機反轉穩定運行；Y形斷開后并沒有立即切換到形狀態，而是經過1秒后才切換到形，上位機和下位機通過端口的設置進行通信，上位機對PLC進行實時的采集數據，分析，并以圖表的方式顯示出電動機的工作狀態，使工作人員更方便的知道電機的運行情況，節省大量時間，還有通過上位機或下位機都能對電動機進行控制。本段來自于交流電機驅動監控系統的設計2、交流電機控制理論的發展和變頻器應用由于交流電機控制理論不斷發展,控制策略和控制算法也日益復雜。擴展卡爾曼濾波、FFT、狀態觀測器、自適應控制、人工神經網絡等等均應用到了各種交流電機的矢量控制或直接轉矩控制當中。在造紙、軋鋼等應用領域,要求高精度、快響應,一般型的通用變頻器已經不能勝任。往往要采用矢量控制方案。但是盡管矢量控制使交流調速系統的性能有了較大的提高,但是還有許多領域有待研究磁通的準確估計或觀測無速度傳感器的控制方法電機參數的在線辨識極低轉速包括零速下的電機控制電壓重構與死區補償等。即矢量控制往往需要速度傳感器,運算復雜、調整麻煩,對電動機的參數依賴性較大。因此,對無速度傳感器的矢量控制系統的理論研究和實用化的開發也是變頻技術的發展動向。交流調速系統的控制核心是PWM控制,PWM控制是任何控制算法的最終實現幾乎都是以各種PWM控制方式完成的。目前已經提出并得到實際應用的PWM控制方案就不下十幾種,到目前為止,還有新的方案不斷提出,進一步證明這項技術的研究的意義。網側變流器采用PWM控制的變頻器,又稱為“雙PWM控制變頻器”。這種再生能量回饋式高性能通用變頻器,代表著另一個新的技術發展動向。3交流電機控制的網絡智能化隨著計算機技術的發展,無論是生產還是生活當中,人們對數字化信息的依賴程度越來越高。為了使交流調速系統與信息系統緊密結合,同時也為了提高交流調速系統自身的性能,必須使交流調速系統實現全數字化控制。單片機已經在交流調速系統中得到了廣泛地應用。變頻器應具備一體化功能,即變頻器將相關的功能部件,如參數辨識系統、PID調節器、PLC和通信單元等有選擇地集成到內部組成一體化機,不僅使功能增強,系統可靠性增加,而且可有效縮小系統體積,減少外部電路的連接。據報道,現在己經研制出變頻器和電動機的一體化組合機,那么,如何使這種功能更完善則是變頻技術的一個研究方向。在交流調速的全數字化的過程當中,各種總線例如STD總線、工業PC總線、現場總線以及CAN總線等在交流調速系統的自動化應用領域起到了重要的作用。它們與變頻器組成了一個智能化的網絡。可以實現利用互聯網遙控監視,實現多臺變頻器按工藝程序聯動,形成最優化的變頻器綜合管理控制系統。在主要功能預置方面，最高頻率應以電動機的額定頻率為變頻器的最高工作頻率。升、降速時間在采用PID調節器的情況下，升、降速時間應盡量設定得短一些，以免影響由PID調節器決定的動態響應過程。如變頻器本身具有PID調節功能時，只要在預置時設定PID功能有效，則所設定的升速和降速時間將自動失效。本段來自于異步電動機綜合控制系統設計3、基于PLC的電機轉速檢測和自動化測試實現意義轉速是電動機重要的基本狀態參數，在很多運動系統的測控中，都需要對電機的轉速進行測量，測量的精度直接影響系統的控制情況，只有轉速的高精度檢測才能得到高精度的控制系統。轉速是電動機重要的基本狀態參數，在很多運動系統的測控中，都需要對電機的轉速進行測量，測量的精度直接影響系統的控制情況，只有轉速的高精度檢測才能得到高精度的控制系統。目前工業中測量轉速的方式主要有兩種。一種是將轉速轉化為模擬信號，對模擬信號進行測量。如測速發電機是將轉速直接轉換為電壓信號，然后測量其電壓。這種方法的缺點是被測信號易受電磁干擾和溫度變化的影響。另一種是將轉速信號轉化為脈沖信號，然后用數字系統內部的時鐘來對脈沖信號的頻率進行測量。這種方法的優點在于抗干擾能力強、不受溫度變化影響、穩定性好。工業現場往往存在許多的干擾因素，因此工業測控系統中普遍采用數字式轉速測量方法。目前PLC因其高可靠性已經成為工業控制的一個重要設備。采用PLC測量電機轉速可以保證測量的穩定性和高精度。電機是與現代社會最主要的能源電能的生產、傳輸和使用密切相關、實現機電能量轉換或改變電能特性的機械，它不僅是工業、農業和交通運輸業的重要設備，而且在日常生活中也應用的越來越廣泛，因此，電機工業的發展，同國民經濟和科學技術的發展是密切相關。國民經濟和科學技術的發展要求生產出大批性能優良、品種齊全的電機，并對電機產品提出了越來越高的性能和質量指標。在新的電機產品研制過程中，除了必須對設計、工藝過程及理論分析等方面進行研究外，還必須對電機及其模型進行大量的試驗，以進一步探索改進和完善的途徑。從事電機生產的企業都免不了要對產品進行各種試驗，以檢查電機的質量是否符合國家標準，確定電機的電氣和機械性能是否全面達到技術要求。電機型式試驗對電機設計及制造有著非常重要的意義，而以前的電機型式試驗系統主要由模擬設備和機械式測量儀表構成，試驗人員工作繁重，數據統計工作復雜，且由于人為因素，數據測量不準確。隨著計算機技術的發展，各種數字式控制技術在工業中的應用己越來越廣泛。近年來，計算機的大量推廣應用為自動測試系統的發展開拓了新的途徑。計算機在自動測試系統中的主要功能有1進行程序控制2監視測試過程3記錄、整理并分析測試結果，即將測得的數據進行分析處理，最后以數字顯示、打印和擬合工作特性曲線。可見計算機在測試系統中已成為了測試設備的一部分。由于計算機的使用具有高度靈活性和擴展性，可以非常方便地實現多種的控制及測試功能。因此隨著計算機價格的大幅度下降，它在電機測試中的應用具有廣闊的前景。同時，隨著新的測試儀器的出現，也為電機的計算機自動測試系統的實現和升級變的更為方便，也促進了新技術在電機試驗工作中的應用。近代電子技術的迅速發展又為提高電機試驗的精度和速度、進行動態特性測試及采用新的測試方法提供了可能性，進一步推動了電機測試技術的發展。本段來自于三相異步電機自動化測試系統隨著現代機電化發展，使得電機性能指標也相應的提高和日益完善。這些變化對電機提出了越來越高的性能與質量指標，也使電機性能的精確測試顯得更為重要。對電機轉速和電流的監測目的不但是要得到電動機運行時候的參數，而且對電動機保護也很重要。四、文獻翻譯注意每個學生必須提交15000個以上印刷符號、與課題研究密切相關的外文文獻的中文翻譯文章或者讀書報告。（可增頁）外文文獻翻譯MONITORINGTHEOPERATIONOFACMOTORGROUPWHETHERITRECOMMENDANDEXCHANGEINTELLIGENTLYELECTRICALMACHINERYLASTSYSTEMATICFUNCTIONANDONTHEBASISOFHARDWARESOFTWARENOTSYSTEMATICDESIGNTHEEXPERIMENTALRESULTSHOWSSHOULDINTELLIGENTTOEXCHANGEELECTRICALMACHINERYOBSERVEANDCONTROLSYSTEMHAVEANDOPERATERELIABLE,EASYTOOPERATEANDGETTINGWITHPERFECTFUNCTIONMERIT,THEREAREWIDEAPPLICATLONPROSPECTSCANPROGRAMMECONTROLLERPLCONENEWTYPEINCOMMONUSEAUTOMATICCONTROLDEVICE,ITCONTINUEATRADITIONALONEELECTRICITYEXPOSEDTOANDCONTROLANDCOMBINEWITHCOMPUTERTOGETHERBYTECHNOLOGY,HAVEDEPENDABILITYTOBEHIGHSMALL,PROGRAMMINGSIMPLE,MAINTAINASERIESOFMERITSSUCHASBEINGCONVENIENT,SOTHEAPPLICATIONININDUSTRIALPRODUCTIONISEXTENSIVEDAYBYDAYCANPROGRAMMEWITHTRIANGULARCOMPANYFX2NTYPECONTROLLERCOMBINEWITHTHECONTACTOR,REALIXETHREEPHASESTATORCLUSTERSOFREACTANCEOFMOTORSTEPDOWMANDSTART,NOTPOSITIVEANDNEGATIVETOCONTROL,NOTSHORTTOCONNECTAPPLYTHEBRAKEANDOVERLOAD，BROKENTOPROTECT，CANREALISESHORTCIRCUITOFELECTRICALMACHINERYFLOW,STOPUPANDTURNOVERFLOW,OVERLOADAGAINSTTIMELIMIT,OWEYEAR（UNLOADED，OVERVOLTAGE,，VOLTAGEOFOWING,1EAKELECTRICITY,NOTALTERNATEANDUNEVENANDELECTRICALMACHINERYSTATORPASSTEMPERTURE,ETCPROTECT,ITISMORECONVENIENTANDRELIABLETHANTHECONTROLTRADITIONALLYANDPROTECTEDMADEMCGSCONFIGURATIONSOFTWAREINTHEMOTORCONTROLSYSTEMMCGSMONITORANDCONTROLGENERATEDSYSTEMISASETOFCONFIGURATIONSOFTWARESYSTEMBASEDONWINDOWSPLATFORM,WHICHISUSEDTOCONSTRUCTANDGENERATETHEEPISTATICSYSTEMQUICKLYANDRUNATTHEOPERATIONSYSTEMOFMICROSOFTWINDOWS98/ME/NT/2000,ETCMCGSCANPROVIDETHECOMPLETESCHEMEANDDEVELOPINGPLATFORMFORCUSTOMERTOSOLVETHEPRACTICALENGINEERINGPROBLEMSANDCANACCOMPLISHTHEFUNCTIONSOFDATAONTHESPOTCOLLECTION,REALTIMEANDHISTORICALDATATREATMENT,SAFETYALARMING,PROCESSCONTROL,ANIMATEDINDICATION,OUTPUTOFTRENDCURVEANDREPORT,ANDMONITORANDCONTROLOFENTERPRISENETWORK,ETCUSINGMCGS,THECUSTOMERCANEASILYCOMPLETETHEDEVELOPINGWORKOFMONITORANDCONTROLSYSTEMOFCOMPUTER,WHICHHASTHEADVANTAGESOFSTABLEOPERATION,OVERALLFUNCTION,EASYMAINTENANCEANDPROFESSIONALLEVELTHISPAPERINTRODUCESTHEWHOLEPROCESSESTODEVELOPTHEMOTORMONITORSYSTEMBYAPPLICATIONOFMCGSINDETAILDESIGNOFTHEVARIABLEFREQUENCYMOTORTHISARTICLEINTRODUCESTHEINFLUENCEOFVARIABLEFREQUENCYMOTORWHENINVERTERSAREWORKINGACCORDINGTOCHARACTERISTICOFACADJUSTABLESPEEDDRIVESYSTEM,SOMEPROBLEMS,SUCHASTHEEXPERIENCESOFELECTRICALANDMAGNETICDESIGN,ANDSTRUCTUREDESIGNISSTUDIEDFROMTHESYSTEMPOINTOFVIEW,ITSMAINCONTENTASFOLLOWSTHERATEVOLTAGE,THERATEFREQUENCYANDTHEEFFICIENCYVALUESHOULDBEDETERMINEDINPRINCIPLEOFTHESYSTEMSOPTIMIZATIONANDBENOTLIMITEDBYTHEINDUSTRYFREQUENCYSOURCE；THEFREQUENCYMOTORCANACCELERATEBYTHETYPEOFVVVFATCONSTANTTORQUEANDNOTAPPEARTHESITUATIONOFTHEHIGHSLIPFREQUENCYSOTHEMOTORSSTARTINGPERFORMANCEISNTNECESSARYTOBECONSIDEREDINTHEINDUSTRYFREQUENCYSOURCEANDITBECOMESTOCONSIDERTHELEAKAGEREACTANCE；THEOPERATINGFREQUENCYOFVARIABLEFREQUENCYADJUSTABLESPEEDMOTORISVARIABLE,ANDTHETRADITIONALELECTROMAGNETICCALCULATIONOFINDUCTIONMOTORISDONEATRATEDFREQUENCY,SOTHETRADITIONALCALCULATIONPROGRAMISATSUITABLEFORTHECALCULATIONOFMOTORUNDERTHECONDITIONSOFLOWFREQUENCYANDHIGHFREQUENCY；THEPARAMETEROFTHERESISTANCEANDREACTANCEWILLINFLUENCETHEENTIRESYSTEM,SOITSVALUEHASPLAYAIMPORTANTROLETOTHESYSTEMSPERFORMANCEACMOTORCONCEPTANACMOTORISANELECTRICMOTORTHATISDRIVENBYANALTERNATINGCURRENTANACMOTORCONSISTSOFTWOBASICPARTSANOUTSIDESTATIONARYSTATORHAVINGCOILSSUPPLIEDWITHACCURRENTTOPRODUCEAROTATINGMAGNETICFIELDANDANINSIDEROTORATTACHEDTOTHEOUTPUTSHAFTTHATISGIVENATORQUEBYTHEROTATINGFIELDTHEREARETWOTYPESOFACMOTORS,DEPENDINGONTHETYPEOFROTORUSED1THESYNCHRONOUSMOTOR,WHICHROTATESEXACTLYATTHESUPPLYFREQUENCYORASUBMULTIPLEOFTHESUPPLYFREQUENCYTHEMAGNETICFIELDONTHEROTORISEITHERDUETOCURRENTTRANSPORTEDWITHSLIPRINGSORAPERMANENTMAGNET2THEINDUCTIONMOTOR,WHICHTURNSSLIGHTLYSLOWERTHANTHESUPPLYFREQUENCYTHEMAGNETICFIELDONTHEROTOROFTHISMOTORISCREATEDBYANINDUCEDCURRENTHISTORYIN1882SERBIANAMERICANINVENTORNIKOLATESLAIDENTIFIEDTHEROTATINGMAGNETICFIELDPRINCIPLE,ANDPIONEEREDTHEUSEOFAROTARYFIELDOFFORCETOOPERATEMACHINESHEEXPLOITEDTHEPRINCIPLETODESIGNAUNIQUETWOPHASEINDUCTIONMOTORIN1883IN1885,GALILEOFERRARISINDEPENDENTLYRESEARCHEDTHECONCEPTIN1888,FERRARISPUBLISHEDHISRESEARCHINAPAPERTOTHEROYALACADEMYOFSCIENCESINTURININTRODUCTIONOFTESLASMOTORFROM1888ONWARDSINITIATEDWHATISSOMETIMESREFERREDTOASTHESECONDINDUSTRIALREVOLUTION,MAKINGPOSSIBLETHEEFFICIENTGENERATIONANDLONGDISTANCEDISTRIBUTIONOFELECTRICALENERGYUSINGTHEALTERNATINGCURRENTTRANSMISSIONSYSTEM,ALSOOFTESLASINVENTION1888ERRORNOBOOKMARKNAMEGIVEN1BEFORETHEINVENTIONOFTHEROTATINGMAGNETICFIELD,MOTORSOPERATEDBYCONTINUALLYPASSINGACONDUCTORTHROUGHASTATIONARYMAGNETICFIELDASINHOMOPOLARMOTORSTESLAHADSUGGESTEDTHATTHECOMMUTATORSFROMAMACHINECOULDBEREMOVEDANDTHEDEVICECOULDOPERATEONAROTARYFIELDOFFORCEPROFESSORPOESCHEL,HISTEACHER,STATEDTHATWOULDBEAKINTOBUILDINGAPERPETUALMOTIONMACHINEERRORNOBOOKMARKNAMEGIVEN2TESLAWOULDLATERATTAINUSPATENT416,194,ELECTRICMOTORDECEMBER1889,WHICHRESEMBLESTHEMOTORSEENINMANYOFTESLASPHOTOSTHISCLASSICALTERNATINGCURRENTELECTROMAGNETICMOTORWASANINDUCTIONMOTORMICHAILOSIPOVICHDOLIVODOBROVOLSKYLATERINVENTEDATHREEPHASE“CAGEROTOR“IN1890THISTYPEOFMOTORISNOWUSEDFORTHEVASTMAJORITYOFCOMMERCIALAPPLICATIONSTHREEPHASEACINDUCTIONMOTORSWHEREAPOLYPHASEELECTRICALSUPPLYISAVAILABLE,THETHREEPHASEORPOLYPHASEACINDUCTIONMOTORISCOMMONLYUSED,ESPECIALLYFORHIGHERPOWEREDMOTORSTHEPHASEDIFFERENCESBETWEENTHETHREEPHASESOFTHEPOLYPHASEELECTRICALSUPPLYCREATEAROTATINGELECTROMAGNETICFIELDINTHEMOTORTHROUGHELECTROMAGNETICINDUCTION,THEROTATINGMAGNETICFIELDINDUCESACURRENTINTHECONDUCTORSINTHEROTOR,WHICHINTURNSETSUPACOUNTERBALANCINGMAGNETICFIELDTHATCAUSESTHEROTORTOTURNINTHEDIRECTIONTHEFIELDISROTATINGTHEROTORMUSTALWAYSROTATESLOWERTHANTHEROTATINGMAGNETICFIELDPRODUCEDBYTHEPOLYPHASEELECTRICALSUPPLYOTHERWISE,NOCOUNTERBALANCINGFIELDWILLBEPRODUCEDINTHEROTORINDUCTIONMOTORSARETHEWORKHORSESOFINDUSTRYANDMOTORSUPTOABOUT500KW670HORSEPOWERINOUTPUTAREPRODUCEDINHIGHLYSTANDARDIZEDFRAMESIZES,MAKINGTHEMNEARLYCOMPLETELYINTERCHANGEABLEBETWEENMANUFACTURERSALTHOUGHEUROPEANANDNORTHAMERICANSTANDARDDIMENSIONSAREDIFFERENTVERYLARGEINDUCTIONMOTORSARECAPABLEOFTENSOFTHOUSANDSOFKWINOUTPUT,FORPIPELINECOMPRESSORS,WINDTUNNELDRIVESANDOVERLANDCONVEYORSYSTEMSHOWDOACMOTORSWORKPARTSOFANACMOTORANACMOTORCOMESWITHTWOMAJORPARTSTHEROTORSANDSTATORSTHEYCOMEWITHMAGNETICFIELDSTHATMAKETHEMPUSHANDPULLEACHOTHERASARESULTOFALTERNATINGREPULSIONANDATTRACTIONOFTHEMAGNETSSTATORSARESTATIONARYELECTRICALWIREWINDINGSTHATAREINSTALLEDAROUNDTHEMOTORSCASE,WHILEROTORSAREDESIGNEDTOROTATEAROUNDANAXISANDAREATTACHEDTOANAXLETHEARMATUREISCOMPOSEDOFTHECOMBINATIONOFROTORANDAXLETHEMAGNETICFIELDAMAGNETICFIELDISPRODUCEDWHENELECTRICITYFLOWSINTOAWIREINASTATORTHEFLOWOFELECTRICITYISTHENREVERSED,CAUSINGTHEPOLARITYOFTHEFIELDTOCHANGEASWELLTHESTATORSTAKETURNSRECEIVINGFLOWSOFELECTRICALCURRENTTHEMAGNETICFIELDSTRAVELAROUNDTHEMOTORSHOUSINGANDONTOTHEROTORSTHISWILLTHENINDUCEANOPPOSITEMAGNETICFIELDONTHEROTOR,WHICHATTRACTSITTOWARDTHATSTATORANDPUSHINGITAWAYFROMANOTHERSTATORTHATHASTHESAMEPOLARITYHARNESSINGTHEPOWERWHENTHEMAGNETICFIELDGOESTHROUGHTHESTATORS,THEROTORISEITHERPUSHEDORPULLEDRELEVANTTOTHESTATORSNEARITTHISWILLCAUSETHEARMATURETOSPININANINDUCTIONMOTOR,MOTIONFROMTHESPINNINGARMATUREISHARNESSEDWITHTHEUSEOFFANBLADESANOTHERTYPEOFACMOTORTHEREISANOTHERTYPEOFACMOTORTHATUSESADIFFERENTROTORTHESYNCHRONOUSACMOTORFOLLOWSTHESAMECONCEPTASTHEFIRSTONETHEDIFFERENCEHEREISTHATTHEARMATUREROTATESFOLLOWINGTHESUPPLYFREQUENCYTHEROTORSMAGNETICFIELDISGENERATEDBYAPERMANENTMAGNETORTHROUGHCURRENTTHATTRAVELSTHROUGHSLIPRINGSINDUCTIONACMOTORSHAVEROTORSTHATSPINSLOWERTHANTHEIRSUPPLYFREQUENCYFREQUENCYCHANGERAFREQUENCYCHANGERORFREQUENCYCONVERTERISANELECTRONICDEVICETHATCONVERTSALTERNATINGCURRENTACOFONEFREQUENCYTOALTERNATINGCURRENTOFANOTHERFREQUENCYTHEDEVICEMAYALSOCHANGETHEVOLTAGE,BUTIFITDOES,THATISINCIDENTALTOITSPRINCIPALPURPOSETRADITIONALLY,THESEDEVICESWEREBUILTOUTOFELECTROMECHANICALCOMPONENTSSUCHASMOTORGENERATORSETSORROTARYCONVERTERSBUTWITHTHEADVENTOFSOLIDSTATEELECTRONICS,ITHASBECOMEPOSSIBLETOBUILDCOMPLETELYELECTRONICFREQUENCYCHANGERSTHESEDEVICESUSUALLYCONSISTOFARECTIFIERSTAGEPRODUCINGDIRECTCURRENTWHICHISTHENINVERTEDTOPRODUCEACOFTHEDESIREDFREQUENCYTHEINVERTERMAYUSETHYRISTORSORIGBTSIFVOLTAGECONVERSIONISDESIRED,ATRANSFORMERWILLUSUALLYBEINCLUDEDINEITHERTHEACINPUTOROUTPUTCIRCUITRYANDTHISTRANSFORMERMAYALSOPROVIDEGALVANICISOLATIONBETWEENTHEINPUTANDOUTPUTACCIRCUITSABATTERYMAYALSOBEADDEDTOTHEDCCIRCUITRYTOIMPROVETHECONVERTERSRIDETHROUGHOFBRIEFOUTAGESINTHEINPUTPOWERFREQUENCYCHANGERSVARYINPOWERHANDLINGCAPABILITYFROMAFEWWATTSTOMEGAWATTSAPPLICATIONSASIDEFROMTHEOBVIOUSAPPLICATIONOFCONVERTINGBULKAMOUNTSOFPOWERFROMONEDISTRIBUTIONSTANDARDTOANOTHER,FREQUENCYCHANGERSAREALSOUSEDTOCONTROLTHESPEEDANDTHETORQUEOFTHEACMOTORSINTHISAPPLICATION,THEMOSTTYPICALFREQUENCYCONVERTERTOPOLOGYISTHETHREEPHASETWOLEVELVOLTAGESOURCEINVERTERTHEPHASEVOLTAGESARECONTROLLEDUSINGTHEPOWERSEMICONDUCTORSWITCHESANDPULSEWIDTHMODULATIONPWMSEMICONDUCTORSWITCHINGDEVICESANDANTIPARALLELCONNECTEDFREEWHEELINGDIODESFORMABRIDGE,WHICHCANCONNECTEACHMOTORPHASETOTHEPOSITIVEORNEGATIVEDCLINKPOTENTIALTHEPWMCHANGESTHECONNECTIONSOFTHEPHASESBETWEENTHEPOSITIVEANDTHENEGATIVEDCLINKPOTENTIALSSOTHATTHEFUNDAMENTALWAVEVOLTAGEHASTHEDESIREDFREQUENCYANDAMPLITUDETHEMOTORREACTSPRIMARILYTOTHEFUNDAMENTALVOLTAGEANDFILTERSOUTTHEEFFECTSOFTHEHARMONICVOLTAGESANOTHERAPPLICATIONISINTHEAEROSPACEANDAIRLINEINDUSTRIESOFTENAIRPLANESUSE400HZPOWERSO50HZOR60HZTO400HZFREQUENCYCONVERTERISNEEDEDFORUSEINTHEGROUNDPOWERUNITUSEDTOPOWERTHEAIRPLANEWHILEITISONTHEGROUNDFREQUENCYCHANGERSARETYPICALLYUSEDTOCONTROLTHESPEEDOFPUMPSANDFANSINMANYAPPLICATIONSSIGNIFICANTENERGYSAVINGSAREACHIEVEDTHEMOSTDEMANDINGAPPLICATIONAREASAREFOUNDONTHEINDUSTRIALPROCESSINGLINES,WHERETHECONTROLACCURACYREQUIREMENTSCANBEVERYHIGHALTERNATEUSESFREQUENCYCONVERTERMAYALSOREFERTOAMUCHLOWERPOWEREDCIRCUITTHATCONVERTSRADIOFREQUENCYSIGNALSATONEFREQUENCYTOANOTHERFREQUENCYTHECIRCUITUSUALLYCONSISTSOFALOCALOSCILLATORANDFREQUENCYMIXERTHESAMERESULTWASACHIEVEDHISTORICALLYBYTHEPENTAGRIDCONVERTERERRORNOBOOKMARKNAMEGIVENERRORNOBOOKMARKNAMEGIVENERRORNOBOOKMARKNAMEGIVENERRORNOBOOKMARKNAMEGIVENERRORNOBOOKMARKNAMEGIVENERRORNOBOOKMARKNAMEGIVENERRORNOBOOKMARKNAMEGIVENTHISARTICLEINTRODUCESTHEINFLUENCEOFVARIABLEFREQUENCYMOTORWHENINVERTERSAREWORKINGACCORDINGTOCHARACTERISTICOFACADJUSTABLESPEEDDRIVESYSTEM,SOMEPROBLEMS,SUCHASTHEEXPERIENCESOFELECTRICALANDMAGNETICDESIGN,ANDSTRUCTUREDESIGNISSTUDIEDFROMTHESYSTEMPOINTOFVIEW,ITSMAINCONTENTASFOLLOWSTHERATEVOLTAGE,THERATEFREQUENCYANDTHEEFFICIENCYVALUESHOULDBEDETERMINEDINPRINCIPLEOFTHESYSTEMSOPTIMIZATIONANDBENOTLIMITEDBYTHEINDUSTRYFREQUENCYSOURCE；THEFREQUENCYMOTORCANACCELERATEBYTHETYPEOFVVVFATCONSTANTTORQUEANDNOTAPPEARTHESITUATIONOFTHEHIGHSLIPFREQUENCYSOTHEMOTORSSTARTINGPERFORMANCEISNTNECESSARYTOBECONSIDEREDINTHEINDUSTRYFREQUENCYSOURCEANDITBECOMESTOCONSIDERTHELEAKAGEREACTANCE；THEOPERATINGFREQUENCYOFVARIABLEFREQUENCYADJUSTABLESPEEDMOTORISVARIABLE,ANDTHETRADITIONALELECTROMAGNETICCALCULATIONOFINDUCTIONMOTORISDONEATRATEDFREQUENCY,SOTHETRADITIONALCALCULATIONPROGRAMISATSUITABLEFORTHECALCULATIONOFMOTORUNDERTHECONDITIONSOFLOWFREQUENCYANDHIGHFREQUENCY；THEPARAMETEROFTHERESISTANCEANDREACTANCEWILLINFLUENCETHEENTIRESYSTEM,SOITSVALUEHASPLAYAIMPORTANTROLETOTHESYSTEMSPERFORMANCEDESIGNOFTHREEPHASEVOLTAGETYPEINVERTERCONTROLSYSTEMFOCUSISSTUDYINGSPWMTHREEPHASEVOLTAGETYPEACINVERTERWITHTHEFUNDAMENTALPRINCIPLESINTHISPAPER,ANDDESIGNINGTHEMETHODSANDSOFTWAREANDHARDWARE,ANDCOMPLETESYSTEMSOFTWAREANDHARDWARETHEMAINCOMPLETIONON1THEBASICPRINCIPLESOFVVVFTECHNOLOGY2THREEBASICPRINCIPLESOFFREQUENCYCONTROL,THECONTROLSCHEMEFORTHE4,5SOFTWAREANDHARDWAREDESIGN,EXPERIMENTALDEBUGGINGTHEMAINRELEVANTKNOWLEDGEPOWERELECTRONICSANDMOTIONCONTROL,COMPUTERCONTROLUNDERNORMALCIRCUMSTANCESINEXCHANGEFORMOTORASYNCHRONOUSSPEEDMACHINE,ITSCOMPLICATEDCONTROLCIRCUITS,THESYSTEMSEFFICIENCYISLOWSCMUSINGCOMPUTERCONTROLTHEEXCHANGEOFASYNCHRONOUSMOTORFREQUENCYCONTROLSYSTEMTHATHASGREATLYSIMPLIFIEDCONTROLCIRCUIT,THEUSEOFSPWMSPWMDRIVE,THESYSTEMHASIMPROVEDEFFICIEN