變頻器知識(shí)點(diǎn)

1、變頻器知識(shí)點(diǎn)變頻器知識(shí)點(diǎn)1電動(dòng)機(jī)過載的保護(hù)功能1.1根底概念電動(dòng)機(jī)過載的根本特征是溫升超過額定溫升.因此,從根本上說,對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過載保護(hù)的目的,是使電動(dòng)機(jī)不因過熱而燒壞.1.1.1電動(dòng)機(jī)的溫升曲線(1) 溫升曲線及其含義電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí),其損耗功率(主要是銅損)必然要轉(zhuǎn)換成熱能,使電動(dòng)機(jī)的 溫度升高.圖1電動(dòng)機(jī)的溫升曲線電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱過程屬于熱平衡的過渡過程.因此,根本規(guī)律和其他的過渡過程相同,其溫升也遵循按指數(shù)曲線上升(或下降)的規(guī)律,如圖1(a)中曲 線所示.其物理意義是：由于電動(dòng)機(jī)在溫度升高的同時(shí),必然要向周圍散 熱,溫升越大,散熱也越快.故溫升不可能按線性規(guī)律上升,而是越升越 慢.當(dāng)電動(dòng)機(jī)

2、產(chǎn)生的熱量和散發(fā)的熱量相平衡時(shí),溫升不再增 講座一頻率的給定與相關(guān)功能Reference and Interrelated Function for Inverter摘 要：本文綜述了變頻器的各種頻率給定功能,以及某些相關(guān)的功能,并舉例說明了它們的應(yīng)用.關(guān)鍵詞：頻率給定面板給定外接模擬量給定頻率給定線偏置頻率Abstract: This paper introduced all reference and interrelated function with inve rter. And gave some examples for application.Keywords:Frequency

3、 command Keyboard frequency command External analog input C urve of analog frequency command1頻率給定的方式與選擇1.1根底概念(1) 給定方式的根本含義要調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率,必須首先向變頻器提供改變頻率的信號(hào),這個(gè)信號(hào),稱為頻率給定信號(hào),也有稱為頻率指令信號(hào)或頻率參考信號(hào)的.所謂給定方式,就是調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率的具體方法,也就是提供給定信號(hào)的方式.(2) 面板給定方式通過面板上的鍵盤或電位器進(jìn)行頻率給定 (即調(diào)節(jié)頻率)的方式,稱為面板給定方式,面板給定又有兩種情況如圖 1所示：(a) 鍵盤給定頻率的

4、大小通過鍵盤上的升鍵(鍵)和降鍵(q鍵)來進(jìn)行給定. 鍵盤給定屬于數(shù)字量給定,精度較高.(b) 電位器給定局部變頻器在面板上設(shè)置了電位器,如圖1(a)所示.頻率大和板不部電何器小也可以通過電位器來調(diào)節(jié).電位器給定屬于模擬量給定,精度稍低.4 AU Flfr W(BODE)(CTH)垠帶電枸器圖1頻率的面板給定方式多數(shù)變頻器在面板上并無電位器,故說明書中所說的 面板給定,實(shí) 際就是鍵盤給定.變頻器的面板通?？梢匀∠?通過延長(zhǎng)線安置在用戶操作方便的地 方,如圖2所示.圖2面板遙控給定此外,采用哪一種給定方式,須通過功能預(yù)置來事先決定.(3) 外部給定方式從外接輸入端子輸入頻率給定信號(hào),來調(diào)節(jié)變頻器

5、輸出頻率的大小,稱為外部給定,或遠(yuǎn)控給定.主要的外部給定方式有 ：(a) 外接模擬量給定通過外接給定端子從變頻器外部輸入模擬量信號(hào)(電壓或電流)進(jìn)行給定,并通過調(diào)節(jié)給定信號(hào)的大小來調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率.模擬量給定信號(hào)的種類有：-電壓信號(hào)以電壓大小作為給定信號(hào).給定信號(hào)的范圍有：010V、210V、010V、05V、15V、0 5V 等.-電流信號(hào)以電流大小作為給定信號(hào).給定信號(hào)的范圍有：020mA、420mA等.(b) 外接數(shù)字量給定通過外接開關(guān)量端子輸入開關(guān)信號(hào)進(jìn)行給定.(c) 外接脈沖給定通過外接端子輸入脈沖序列進(jìn)行給定.(d) 通訊給定由PLC或計(jì)算機(jī)通過通訊接口進(jìn)行頻率給定.1.2選擇

6、給定方式的一般原那么(1)面板給定和外接給定優(yōu)先選擇面板給定.由于變頻器的操作面板包括鍵盤和顯示屏,而顯示屏的顯示功能十分齊全.例如,可顯示運(yùn)行過程中的各種參數(shù),以及故障代碼等.但由于受聯(lián)接線長(zhǎng)度的限制,限制面板與變頻器之間的距離不能過 長(zhǎng).(2) 數(shù)字量給定與模擬量給定優(yōu)先選擇數(shù)字量給定.由于：(a) 數(shù)字量給定時(shí)頻率精度較高；(b) 數(shù)字量給定通常用觸點(diǎn)操作,非但不易損壞,且抗干擾水平強(qiáng).(3) 電壓信號(hào)與電流信號(hào)優(yōu)先選擇電流信號(hào).由于電流信號(hào)在傳輸過程中,不受線路電壓降、 接觸電阻及其壓降、雜散的熱電效應(yīng)以及感應(yīng)噪聲等等的影響,抗干擾能 力較強(qiáng).但由于電流信號(hào)電路比較復(fù)雜,故在距離不遠(yuǎn)的

7、情況下,仍以選用電 壓給定方式居多.2模擬量給定的調(diào)整功能2.1根底概念(1) 頻率給定線的定義由模擬量進(jìn)行頻率給定時(shí),變頻器的給定信號(hào) X(X是給定信號(hào)的統(tǒng) 稱,既可以是電壓信號(hào) UG,也可以是電流信號(hào)IG與對(duì)應(yīng)的給定頻率fX 之間的關(guān)系曲線fX = f( X),稱為頻率給定線.(2) 根本頻率給定線(a)定義在給定信號(hào)X從0增大至最大值Xmax的過程中,給定頻率fX線性 地從0增大到最大頻率fmax的頻率給定線稱為根本頻率給定線.其起 點(diǎn)為(X = 0, fX = 0);終點(diǎn)為 (X = Xmax, fX = fmax),如圖 3(a)和(b)所示圖3根本頻率給定線例如,給定信號(hào)為 UG

8、= 010V,要求對(duì)應(yīng)的輸出頻率為 fX = 050Hz.那么:UG = 0V與fX = 0Hz相對(duì)應(yīng);UG = 10V與fX = 50Hz相對(duì)應(yīng).最大頻率fmax在數(shù)字量給定(包括鍵盤給定、外接升速/降速給定、外接多檔轉(zhuǎn)速給 定等)時(shí),是變頻器允許輸出的最高頻率；在模擬量給定時(shí),是與最大給定信 號(hào)對(duì)應(yīng)的頻率.(3)頻率給定線的調(diào)整在生產(chǎn)實(shí)踐中,生產(chǎn)機(jī)械所要求的最低頻率及最高頻率常常不是0Hz和額定頻率,或者說,實(shí)際要求的頻率給定線與根本頻率給定線并不一致. 所以,需要對(duì)頻率給定線進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,使之符合生產(chǎn)實(shí)際的需要.由于頻率給定線是直線,所以,調(diào)整的著眼點(diǎn)便是：(a) 頻率給定線的起點(diǎn)即當(dāng)

9、給定信號(hào)為最小值時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率；(b) 頻率給定線的終點(diǎn)即當(dāng)給定信號(hào)為最大值時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率.2.2偏置頻率和頻率增益設(shè)定方式 (1)偏置頻率局部變頻器把與給定信號(hào)為0時(shí)的對(duì)應(yīng)頻率稱為偏置頻率,用 fBI表示,如圖4所示.偏置頻率的表示方式主要有圖4偏置頻率(a)頻率表示即直接用頻率值fBI值表示；(b)百分?jǐn)?shù)表示用百分?jǐn)?shù)fBI %表示：(2)頻率增益當(dāng)給定信號(hào)為最大值Xmax時(shí),對(duì)應(yīng)的最大給定頻率fXM與變頻器預(yù)置的最大輸出頻率fmax之比的百分?jǐn)?shù),用G%表示：式中,G%一頻率增益,% ;fmax變頻器預(yù)置的最大頻率,Hz;fXM 一虛擬的最大給定頻率,Hz.在這里,變頻器的最大給定頻率fXM不

10、一定與最大頻率fmax相等.當(dāng)G%v 100%時(shí),變頻器實(shí)際輸出的最大頻率就等于 fXM ,如圖5中之 曲線所示(曲線是根本頻率給定線);fmax,如圖5中的曲當(dāng)G%100%時(shí),變頻器實(shí)際輸出的最大頻率等于線所示.圖5頻率增益2.3坐標(biāo)設(shè)定方式局部變頻器的頻率給定線是通過預(yù)置其起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)來進(jìn)行調(diào)整的.不同變頻器的具體方法又略有差異,介紹如下直接坐標(biāo)預(yù)置通過直接預(yù)置起點(diǎn)坐標(biāo)(Xmin , fmin)與坐標(biāo)(Xmax, fmax)來預(yù)置頻率給定線,如圖6(a)所示.如果要求頻率與給定信號(hào)成反比的話,那么起點(diǎn)為GGh)敝率與給定低成反比(Xmin , fmax),坐標(biāo)為(Xmax, fmin),

11、如圖 6(b)所示.圖6直接預(yù)置坐標(biāo)調(diào)整頻率給定線(2)上、下限值預(yù)置有的變頻器并不直接預(yù)置坐標(biāo)點(diǎn),而是通過預(yù)置給定信號(hào)或給定頻率的上、下限值來間接地進(jìn)行坐標(biāo)預(yù)置.具體地說,又有(a)預(yù)置給定信號(hào)的上、下限值給定信號(hào)的最大限值用 Xmax表示；最小限值用Xmin表示,也可以圖7頻率給定線的起點(diǎn)與終點(diǎn)用百分?jǐn)?shù)Xmin%來表示,如圖7(a)所示.(b)預(yù)置給定頻率的上、下限值即給定頻率的最大值fmax和最小值fmin,如圖7(b)所示.2.4頻率給定線的應(yīng)用舉例實(shí)例1 某用戶要求：當(dāng)模擬量給定信號(hào)為15V時(shí),變頻器輸出頻率為050Hz.要滿足上述要求,各種變頻器的處理方法大致可分為兩大類(1)變頻

12、器的給定信號(hào)范圍可選對(duì)于這類變頻器,可以將給定信號(hào)范圍直接預(yù)置為15V,使:與1V對(duì)應(yīng)的頻率為0Hz,與5V對(duì)應(yīng)的頻率為50Hz,作出頻率給定線如圖8(a)中之A1s vW周尸票求的狡率壕定統(tǒng)曲線所示(曲線為根本頻率線).-fo. ool PiOOFSV VT(b)選用如0詡皿3 wk 23 OS +t3u- + Vacon-CX選出K薩ex圖8實(shí)例1示意圖之一 舉例說明如下：a選用明電VT230S系列變頻器,如圖8b所示:將功能碼 B00-1最大頻率的簡(jiǎn)單設(shè)定預(yù)置為1,那么最高頻率選擇為50Hz;將功能碼C12-0FSV端子輸入模式預(yù)置為3,那么端子FSV輸入的給定信 號(hào)范圍預(yù)置為15V.b

13、選用瓦薩CX系列變頻器如圖8所示.將功能碼1.2最大頻率預(yù)置為50Hz;將功能碼2.3Uin信號(hào)的范圍預(yù)置為1,那么給定信號(hào)范圍由用戶設(shè)定；將功能碼2.4U in信號(hào)的最小值預(yù)置為10%,那么端子U in輸入的給定信 號(hào)的最小值為10 x 10%= 1V;將功能碼2.5Uin信號(hào)的最大值預(yù)置為50%,那么端子U in輸入的給定信 號(hào)的最大值為10 x 50% = 5V.2變頻器的給定信號(hào)范圍不可選這類變頻器的模擬量給定信號(hào)范圍通常規(guī)定為 010V,針對(duì)這種情況,首 先應(yīng)正確作出頻率給定線.如圖 9a所示,由XG= 1V、fX = 0Hz得到頻 率給定線的起點(diǎn)A ;又由XG = 5V、fX =

14、50Hz得到頻率給定線的終點(diǎn)B.圖9中,曲線為根本頻率給定線.u用戶狀求的粉即、給定戰(zhàn)但選用富士G11S涯用安川G 7 A圖9實(shí)例1示意圖之二由曲線的延長(zhǎng)線知：與XG = 0V對(duì)應(yīng)的頻率是fBI = -12.5Hz,為最高頻率的-25%;與XG = 10V對(duì)應(yīng)的頻率是fXM = 112.5Hz,為最高頻率fmax的225%不同變頻器的功能預(yù)置情況舉例如下：a選用富士 G11S系列變頻器,如圖9b所示.將功能碼F01頻率設(shè)定1預(yù)置為1,那么給定信號(hào)從端子12輸入,信號(hào)范圍為0+ 10V;將功能碼F03最高輸出頻率1預(yù)置為50Hz;將功能碼F17頻率設(shè)定信號(hào)增益預(yù)置為225%,使與5V對(duì)應(yīng)的頻率為

15、50Hz;將功能碼F18頻率偏置預(yù)置為-12.5Hz,使與1V對(duì)應(yīng)的頻率為0Hz.b選用安Jl| G7A系列變頻器,如圖9c所示.將功能碼E1-04最高輸出頻率預(yù)置為50Hz;將功能碼H3-01選擇頻率指令端子A1的信號(hào)值預(yù)置為0,那么給定信號(hào)的范圍為0+ 10V;將功能碼H3-02頻率指令端子A1輸入增益預(yù)置為225% ,使與5V對(duì)應(yīng)的頻率為50Hz;將功能碼H3-03(頻率指令端子A1輸入偏置)預(yù)置為-25%,使與1V對(duì)應(yīng) 的頻率為0Hz 實(shí)例2用戶要求：當(dāng)模擬量給定信號(hào)為(010)V時(shí),變頻器的輸出頻率為(030)Hz解決方法：可將最大給定信號(hào)時(shí)的頻率增益 G%預(yù)置為60%,如圖10中曲

16、圖10實(shí)例2之頻率給定線注意:變頻器的最大頻率不能小于根本頻率(通常等于額定頻率),故本例中 不能把最大頻率預(yù)置為30Hz.3模擬量給定的正、反轉(zhuǎn)限制與濾波3.1模擬量給定的正、反轉(zhuǎn)功能(1)限制方式主要有兩種方式：(a)由雙極性給定信號(hào)限制給定信號(hào)可一可+ ,正信號(hào)限制正轉(zhuǎn),負(fù)信號(hào)限制反轉(zhuǎn),如圖11(a) 所示.圖11模擬量給定的正、反轉(zhuǎn)限制(b)由單極性給定信號(hào)限制給定信號(hào)只有+ 值,由給定信號(hào)中間的任意值作為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的分界點(diǎn), 如圖11(b)所示.(2)死區(qū)的設(shè)置用模擬量給定信號(hào)進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)限制時(shí),0速限制很難穩(wěn)定,在給定信號(hào)為0時(shí),常常出現(xiàn)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的蠕動(dòng)現(xiàn)象.為了預(yù)防這種蠕動(dòng) 現(xiàn)象

17、,需要在0 速附近設(shè)定一個(gè)死區(qū) X,使給定信號(hào)從- X到+ A X 的區(qū)間內(nèi),輸出頻率為0Hz.有效0的功能在給定信號(hào)為單極性的正、反轉(zhuǎn)限制方式中,存在著一個(gè)特殊的問題. 即,萬一給定信號(hào)因電路接觸不良或其他原因而喪失,那么變頻器的給定輸入端得到的信號(hào)為0,其輸出頻率將跳變?yōu)榉崔D(zhuǎn)的最大頻率,電動(dòng)機(jī)將 從正常工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入高速反轉(zhuǎn)狀態(tài).十清楚顯,在生產(chǎn)過程中,這種情況的出現(xiàn)將是十分有害的,甚至有 可能損壞生產(chǎn)機(jī)械.對(duì)此,變頻器設(shè)置了一個(gè)有效0功能.就是說,變頻器的最小給定 信號(hào)不等于0(Xmin豐0).如果給定信號(hào)X = 0,變頻器將認(rèn)為是故障狀態(tài) 而把輸出頻率降至0Hz.例如,將有效0 預(yù)置為0

18、.3V.貝肚當(dāng)給定信號(hào)X = 0.3V時(shí),變頻器的輸出頻率為fmin;當(dāng)給定信號(hào)X v 0.3V時(shí),變頻器的輸出頻率降為0Hz.3.2模擬量給定的濾波時(shí)間(1) 濾波時(shí)間的含義變頻器在接受模擬量給定信號(hào)時(shí), 首先要進(jìn)行濾波,其物理意義與圖 12中的濾波電容類似(通常都采用數(shù)字濾波).圖中,綜坐標(biāo)是給定信號(hào)的 百分?jǐn)?shù)X%.圖12給定信號(hào)的濾波濾波的目的,是消除干擾信號(hào)對(duì)頻率給定信號(hào)的影響.濾波時(shí)間常數(shù),是指給定信號(hào)上升至穩(wěn)定值63%所需的時(shí)間.(2) 濾波時(shí)間的影響-濾波時(shí)間太短當(dāng)變頻器顯示給定頻率時(shí),有可能不夠穩(wěn)定；-濾波時(shí)間太長(zhǎng)當(dāng)調(diào)節(jié)給定信號(hào)時(shí),給定頻率隨給定信號(hào)改變時(shí)的響應(yīng)速度較慢.4輔助

19、給定與其他功能4.1輔助給定功能(1)根本概念當(dāng)變頻器有兩個(gè)或多個(gè)模擬量給定信號(hào)同時(shí)從不同的端子輸入時(shí),其中必有一個(gè)為主給定信號(hào),其他為輔助給定信號(hào).大多數(shù)變頻器的輔助給定信號(hào)都是疊加到主給定信號(hào)(相加或相減)上去的.疊加后在頻率給定線如圖13中的曲線和曲線所不.3繪定軸人蛇r(b)主給定就助給走電ill圖13主給定與輔助給定(2)應(yīng)用舉例(a) 多單元拖動(dòng)系統(tǒng)的同步運(yùn)行圖14白動(dòng)同步限制在造紙、印染等機(jī)械中,整臺(tái)機(jī)器具有假設(shè)干個(gè)單元,每個(gè)單元都有各白獨(dú)立的拖動(dòng)系統(tǒng),如圖14所示:第1單元由電動(dòng)機(jī)M 1拖動(dòng),第二單元由 電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng).通常,把第1單元稱為主令單元,后面的各單元稱為 從動(dòng)單元.

20、在這種情況下,總是要求被加工物在各單元的線速度一致 ：顯然,如果后面的速度低于前面,將導(dǎo)致被加工物的堆積；反之,如果后面的速度高于前面,將導(dǎo)致被加工物的撕裂.因此,對(duì)于多單元拖動(dòng)系統(tǒng)的要求是：在調(diào)速時(shí),各單元必須同時(shí)調(diào)節(jié)；各單元的運(yùn)行線速度必須步調(diào)一致,即實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行.(b) 同步信號(hào)的取出通常,各單元都有線速度的檢測(cè)裝置,如圖14中的SV1和SV2所示.把SV1和SV2取出的線速度信號(hào)在數(shù)據(jù)處理器中進(jìn)行比較后變換成同步信號(hào),接至各從動(dòng)單元的輔助給定輸入端,通過功能預(yù)置,使 VR1端的主給定信號(hào)與VR2端的輔助給定信號(hào)相減.(c) 電路特點(diǎn),如圖14所示.-統(tǒng)調(diào)信號(hào)將各變頻器的主給定端 VR1

21、-COM都并聯(lián)起來,與統(tǒng)調(diào)給定信號(hào)相接,使 各變頻器的主給定信號(hào)同時(shí)改變,實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)調(diào).-各單元的微調(diào)當(dāng)從動(dòng)單元與主令單元的不一致時(shí),數(shù)據(jù)處理器將輸出一個(gè)微調(diào)信號(hào) 給從動(dòng)單元,使從動(dòng)單元的線速度和主令單元相等.1單元是主令單元,不需要進(jìn)行微調(diào).4.2頻率給定的其他功能(1) 頻率指令的保持功能變頻器在停機(jī)后,是否保持停機(jī)前的運(yùn)行頻率的選擇功能. 再開機(jī)時(shí), 變頻器的運(yùn)行頻率有兩種狀態(tài)可供選擇：-保持功能無效運(yùn)行頻率為0Hz,如要回復(fù)到原來的工作頻率,須重新加速-保持功能有效運(yùn)行頻率白動(dòng)上升到停機(jī)前的工作頻率.(2) 點(diǎn)動(dòng)頻率功能點(diǎn)動(dòng)是各類機(jī)械在調(diào)試過程中經(jīng)常使用的操作方式.由于主要用于調(diào) 試,故

22、所需頻率較低,一般也不需要調(diào)節(jié).所以,點(diǎn)動(dòng)頻率 (用fJ表示)是 通過功能預(yù)置來確定的.有的變頻器也可以預(yù)置多檔點(diǎn)動(dòng)頻率.(3) 頻率給定異常時(shí)的處理功能給定信號(hào)異常大致有以下兩種情形：(a) 給定信號(hào)喪失當(dāng)外接模擬頻率給定信號(hào)因電路接觸不良或斷線而喪失時(shí),變頻器處理方式的選擇功能.例如,是否停機(jī),如繼續(xù)運(yùn)行,那么在多大頻率下運(yùn)行 等.(b) 給定信號(hào)小于最低頻率時(shí)的處理功能有的負(fù)載在頻率很低時(shí)實(shí)際上不能運(yùn)行,因而需要預(yù)置最低頻率. 對(duì)應(yīng)地,也就有一個(gè)最小給定信號(hào).當(dāng)實(shí)際給定信號(hào)小于最小給定信號(hào)時(shí), 應(yīng)視為異常狀態(tài).5頻率的限制功能5.1上、下限頻率(1)根底概念(a)生產(chǎn)機(jī)械對(duì)轉(zhuǎn)速范圍的要求

23、生產(chǎn)機(jī)械根據(jù)工藝過程的實(shí)際需要,常常要求對(duì)轉(zhuǎn)速范圍進(jìn)行限制.以某攪拌機(jī)為例,如圖15(a)所示.要求的最高轉(zhuǎn)速是600r/min,最低轉(zhuǎn)速是 150r/min.圖15上限頻率和下限頻率(b)變頻器的上、下限頻率根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械所要求的最高與最低轉(zhuǎn)速, 以及電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械之間 的傳動(dòng)比,可以推算出相對(duì)應(yīng)的頻率,分別稱為上限頻率 (用fH表示)與下 限頻率(用fL表示).在上例中,如傳動(dòng)比入=2,貝肚f.F臉：皿(2) 上限頻率與最高頻率的關(guān)系,上限頻率小于最周頻率,上限頻率比最周頻率優(yōu)先這是由于,上限頻率是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求來決定的,所以具有優(yōu)先權(quán).5.2回避頻率(1)根底概念任何機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中

24、,都或多或少會(huì)產(chǎn)生振動(dòng).每臺(tái)機(jī)器又都有一 個(gè)固有振蕩頻率,它取決于機(jī)械的結(jié)構(gòu).如果生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)行在某一轉(zhuǎn)速下 時(shí),所引起的振動(dòng)頻率和機(jī)械的固有振蕩頻率相吻合的話,那么機(jī)械的振動(dòng) 將因發(fā)生諧振而變得十分強(qiáng)烈(也稱為機(jī)械共振),并可能導(dǎo)致機(jī)械損壞的 嚴(yán)重后果圖16回避頻率設(shè)置回避頻率fJ的目的,就是使拖動(dòng)系統(tǒng)回避掉可能引起諧振的轉(zhuǎn) 速,如圖16所示.(2) 回避頻率的預(yù)置預(yù)置回避頻率時(shí),必須預(yù)置以下兩個(gè)數(shù)據(jù)：中央回避頻率fJ即回避頻率所在的位置；回避寬度 fJ即回避區(qū)域,如圖16(a)所示.(3) 回避頻率的數(shù)量大多數(shù)變頻器都可以預(yù)置三個(gè)回避頻率,如圖16(b)所示.6載波頻率的選擇功能6.1根底概

25、念變頻器輸出電壓的波形,都是經(jīng)過脈寬調(diào)制后的系列脈沖波.脈寬調(diào) 制的根本方法是：各脈沖的上升沿和下降沿都是由正弦波和三角波的交點(diǎn) 決定的,如圖17所示.在這里,正弦波稱為調(diào)制波,三角波稱為載波.三 角波的頻率就稱為載波頻率,用fC表示.為 immruiJULiLr ：* umnnnnn/L w 叫inrmjLnjinnr ？ UtirnmiL _曲 _圖17變頻器輸出電壓波的形成圖17中,uU、uV、uW是各相的相電壓波形,uUV那么是U相和V 相間線電壓的波形.顯然,電壓脈沖序列的頻率必等于載波頻率.在PWM電壓脈沖序列的作用下,電流波形是脈動(dòng)的,脈動(dòng)頻率與載波 頻率一致.脈動(dòng)電流將使電動(dòng)機(jī)

26、鐵心的硅鋼片之間產(chǎn)生電磁力并引起振動(dòng), 產(chǎn)生電磁噪聲.改變載波頻率時(shí),電磁噪聲的音調(diào)也將發(fā)生改變. 所以,有 的變頻器對(duì)于調(diào)節(jié)載波頻率的功能,稱為音調(diào)調(diào)節(jié)功能.6.2載波頻率大小的影響(1)載波頻率對(duì)變頻器輸出電流的影響(a) 載波頻率與電流波形運(yùn)行頻率越低,那么電壓波的平均占空比越小,電流高次諧波成分越大,故 適當(dāng)提升載波頻率,可以改善電流波形.(b) 載波頻率與死區(qū)逆變橋中,同一橋臂的上、下兩個(gè)逆變管是在不停地交替導(dǎo)通的,為 了保證在交替導(dǎo)通時(shí),只有當(dāng)一個(gè)逆變管完全截止的情況下,另一個(gè)逆變 管才開始導(dǎo)通.在交替過程中,必須有一個(gè)死區(qū)(等待時(shí)間).載波頻率和 死區(qū)的關(guān)系有如下的幾個(gè)方面：變頻

27、器的輸出電流越大,每次交替所要求的死區(qū)也越大載波頻率越高,那么死區(qū)的累計(jì)值越大,變頻器的平均輸出電流越小.圖18載波頻率對(duì)輸出電流的影響因此,載波頻率越高,變頻器的允許輸出電流越小,如圖18所示(圖中曲線系根據(jù)西門子440系列變頻器提供的資料作出).(c) 載波頻率引起的漏電流載波頻率越高,因線路相互之間,以及線路與地之間分布電容的容抗越小, 由高頻脈沖電壓引起的漏電流越大,如圖19(a)所示.圖19載波頻率的影響(2)載波頻率對(duì)其他設(shè)備的影響(a)高頻電壓的影響對(duì)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的影響當(dāng)電動(dòng)機(jī)與變頻器之間的距離較遠(yuǎn)時(shí),那么載波頻率越高,由線路分布 電容引起的不良效應(yīng)(如電動(dòng)機(jī)側(cè)電壓升高、電動(dòng)機(jī)振動(dòng)

28、等)越大;對(duì)其他設(shè)備的干擾載波頻率越高,那么高頻電壓通過靜電感應(yīng)對(duì)其他設(shè)備的干擾也越嚴(yán)重.(b) 高頻電流的影響如圖19(b)所示.-電磁感應(yīng)對(duì)其他設(shè)備的干擾高頻電流產(chǎn)生的高頻磁場(chǎng)將通過電磁感應(yīng)對(duì)其他設(shè)備的限制線路產(chǎn)生干擾；-電磁輻射對(duì)其他設(shè)備的干擾高頻電磁場(chǎng)具有強(qiáng)大的輻射能量, 使其他設(shè)備,尤其通訊設(shè)備受到干 擾.(3) 載波頻率與輸出功率的關(guān)系載波頻率越高,諧波電流的頻率也越高,那么電動(dòng)機(jī)定子繞組的趨表效應(yīng)越嚴(yán)重,有效電阻值及其損失增大,電動(dòng)機(jī)的輸出功率越小；載波頻率越高,死區(qū)的累計(jì)時(shí)間越大,變頻器實(shí)際工作的時(shí)間越短,輸 出功率越小.(4) 載波頻率與環(huán)境溫度當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),逆變橋中,上

29、、下兩個(gè)逆變管在交替導(dǎo)通過程中的死區(qū)將變窄,嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致橋臂直通(短路)而損壞變頻器.參考文獻(xiàn)(略)作者簡(jiǎn)介張燕賓(1937-)男 高級(jí)工程師 退休前在宜昌市白動(dòng)化研究所工作,曾 任白動(dòng)化研究所副所長(zhǎng)、宜昌市科委駐深圳聯(lián)絡(luò)處主任；宜昌市白動(dòng)化學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、湖北省白動(dòng)化學(xué)會(huì)常務(wù)理事.著作:SPWM變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)(編 著,機(jī)械工業(yè)出版社1997年12月初版;2002年4月第二版;變頻調(diào)速應(yīng)用 實(shí)踐主編,機(jī)械工業(yè)出版社2001年1月出版;變頻器應(yīng)用根底副主編, 機(jī)械工業(yè)出版社2003年1月出版.講座二 電 動(dòng) 機(jī) 特 性 的 控 制 功 能Control Function for Improving

30、 the Mechanical Characteristics of Motor摘 要：本文綜述了變頻器為了改善電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性而設(shè)置的各種控制模式及其相關(guān)功能.關(guān)鍵詞：限制模式 V/F限制 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償 矢量限制 白動(dòng)檢測(cè) 旋轉(zhuǎn)編 碼器轉(zhuǎn)矩限制Abstract： This paper introduced all control mode for improving the mechanical characteristics of motor. And its interrelated function.Keywords： Control mode V/F control Torque boo

31、st Vector control Auto-tunin g Encoder Torque control1變頻引出的特殊問題1.1異步電動(dòng)機(jī)在頻率下降后出現(xiàn)的問題異步電動(dòng)機(jī)的輸入輸出如圖1所示2)異步電動(dòng)機(jī)的輸入和輸出(a)電動(dòng)機(jī)的輸入功率眾所周知,電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的器件.三相交流異步電動(dòng)機(jī)輸 入的是三相電功率P1:P =如(1)=31os 牝式中：已一電動(dòng)機(jī)的輸入功率,冏, 見一定子側(cè)的姓電壓,V： U,-定干側(cè)的相電壓,V :七一定于伽的相電流,A.CDS燈一定干側(cè)的功率因數(shù).(b)電動(dòng)機(jī)的輸出功率電動(dòng)機(jī)是用來拖動(dòng)負(fù)載旋轉(zhuǎn)的,因此,其輸出功率便是軸上的機(jī)械功率P550式 中：P

32、八電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率,kW;T町電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩,Nm;n k電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速,r/min .(c) 頻率下降后出現(xiàn)的問題 毫無疑問,頻率下降的結(jié)果是轉(zhuǎn)速下降.這是由于,異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和 頻率有關(guān)：式中；與一下降了的頻率,Hz;F一蹴極對(duì)數(shù)；5轉(zhuǎn)差率,由下式計(jì)算；式(4)中：n 0同步轉(zhuǎn)速(即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速),r/min .由式(2)知,轉(zhuǎn)速下降的結(jié)果是：電動(dòng)機(jī)的輸出功率下降.然而,式(1)說明,電動(dòng)機(jī)的輸入功率和頻率之間卻并無直接關(guān)系.如果仔細(xì)分析的話,當(dāng)頻率下降時(shí),輸入功率將是有增無減的(由于反電動(dòng)勢(shì)將減小).輸入不變而輸出減少,這似乎有悖于能量守恒的原理,出現(xiàn)了什么問題呢？(2)異步

33、電動(dòng)機(jī)的能量傳遞異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子是依靠電磁感應(yīng)(轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng))而得 到能量的,如圖2(a)所示.所以,其能量是通過磁場(chǎng)來傳遞的.傳遞過程 如圖2(b)所示,可歸納如下：圖2異步電動(dòng)機(jī)的能量傳遞(a) 從輸入的電功率P1中扣除定子側(cè)損失(定子繞組的銅損pCul和定子鐵心的鐵損pFel)后,便是通過磁場(chǎng)傳遞給轉(zhuǎn)子的功率,稱為電磁功率,用 PMzK :=心(5)式禮PCBa定子繞級(jí)的洞損,MP盯一定于注心的鐵損 M(b) 轉(zhuǎn)子得到的電磁功率PM中扣除轉(zhuǎn)子側(cè)損失(轉(zhuǎn)子繞組的銅損PCu2和轉(zhuǎn)子鐵心的鐵損PFe2),便是轉(zhuǎn)子輸出的機(jī)械功率 P2:式如中：口腳一苗統(tǒng)組的洞相 氐虹Fh-轉(zhuǎn)于銖心的缺偵

34、 E顯然,頻率下降的結(jié)果必將導(dǎo)致電磁功率pm的“中部崛起,這意味著磁通的大量增加.那么,PM是如何增大的呢？(3)定子側(cè)的等效電路(a)定子磁通及其在電路中的作用如圖3(a)所示,定子磁通可以分為兩個(gè)局部：(a)主磴通和漏瞄(時(shí)定于的寸效電路圖3定子側(cè)的等效電路主磁通中1主磁通中1是穿過空氣隙與轉(zhuǎn)子繞組相鏈的局部,是把能量傳遞給轉(zhuǎn)子的 局部.它在定子繞組中產(chǎn)生的白感電動(dòng)勢(shì)稱為反電動(dòng)勢(shì),用 E1表示,其有 效值的計(jì)算如下式：Ex= 4.44VA %(7)式(7)中；虹一比例常數(shù)：%一定子電流的頻軍H礦虬一每相定子繞組的匝歉；電一主莓通的振幅值,式(7)說明,反電動(dòng)勢(shì)E1與頻率fX和主磁通 中M的

35、乘積成正比：E】 = K：與駕(S)在頻率一定的情況下,反電動(dòng)勢(shì)的數(shù)值直接反映了主磁通的大小.或者說,主磁通中M的大小是通過反電動(dòng)勢(shì) E1的大小來表達(dá)的.漏磁通中0漏磁通中0是未穿過空氣隙與轉(zhuǎn)子繞組相鏈的局部,它并不傳遞能量,它在定子繞組中產(chǎn)生的白感電動(dòng)勢(shì)只起電抗的作用,稱為漏磁電抗X1,其壓降為I1X1 .(b)定子側(cè)的等效電路圖3(b)所示即為定子繞組的一相等效電路,其電動(dòng)勢(shì)平衡方程如下畦二一厝十一十成Tj(S)式餌)中：年一電源的相電壓,V：理一定于的相電潦,A：R一定于每相組的電阻,邛；隊(duì)一定子莓相繞垠的漏磁電抗,Q：j 一豆敦算符口由式餌),定于電流的大小可計(jì)算如下：&醇十鹿勝布|(

36、10)(c) 電磁功率的計(jì)算如上述,把能量從定子傳遞給轉(zhuǎn)子的是主磁通M而主磁通中M在電路中通過反電動(dòng)勢(shì)E1來表達(dá),所以,電磁功率可計(jì)算如下：斗=既上8#烏(II)(d) 頻率下降的后果由式(8)知,當(dāng)頻率fX下降時(shí),反電動(dòng)勢(shì)E1也將下降,由式(10)知,這將引起電流I1的增大,并導(dǎo)致磁通 中M和電磁功率PM的增大.1.2保持磁通不變的必要性和途徑(1)保持磁通不變的必要性(a) 磁通減小任何電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩都是電流和磁通相互作用的結(jié)果,電流是不允許超 過額定值的,否那么將引起電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱.因此,如果磁通減小,電磁轉(zhuǎn)矩 也必減小,導(dǎo)致帶載水平降低.(b) 磁通增大電動(dòng)機(jī)的磁路將飽和,由于在變頻調(diào)

37、速時(shí),運(yùn)行頻率fX是在相當(dāng)大的范圍 內(nèi)變化的,因此,如不采取舉措的話,磁通的變化范圍也是非常大的.它 極容易使電動(dòng)機(jī)的磁路嚴(yán)重飽和,導(dǎo)致勵(lì)磁電流的波形嚴(yán)重畸變,產(chǎn)生峰；下半值很高的尖峰電流,如圖4所示.圖4的上半部是電動(dòng)機(jī)的磁化曲線 部那么是勵(lì)磁電流的波形.槌肆未飽時(shí) W盛路并始情和 勃袒&項(xiàng).抱*圖4磁化曲線與勵(lì)磁電流所以,變頻調(diào)速的一個(gè)特殊問題便是：當(dāng)頻率fX變化時(shí),必須使磁通 持不變:=const(2)保持磁通不變的方法由式(8)知,保持中=const的準(zhǔn)確方法是：12)即,在調(diào)節(jié)頻率時(shí),必須保持反電動(dòng)勢(shì) E1X和頻率fX的比值不變.但反電動(dòng)勢(shì)是由定子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁通而感生的,無法從外部

38、進(jìn)行限制于是用保持定子側(cè)輸入電壓和頻率之比等于常數(shù)來代替 ：式(13)中:U1X運(yùn)行頻率為fX時(shí)的輸入電壓,V.所以,在改變頻率時(shí),必須同時(shí)改變定子側(cè)的輸入電壓設(shè)頻率的調(diào)節(jié)比為：(14)式14中：、一蚊率調(diào)節(jié)匕ft-is行頻率即調(diào)節(jié)后的膠率,由:,一額定頗率,Hz o15)電壓的詢節(jié)比為：心1式中：K.-電壓調(diào)節(jié)比,u一與七時(shí)應(yīng)的電JH, v；U B 一航定電壓,V o那么,當(dāng)式U3得到清足時(shí),有！ Kf, 從而使轉(zhuǎn)矩得到補(bǔ)償,提升電動(dòng)機(jī)在低速時(shí)的帶負(fù)載水平.如圖 6中之曲 線所示(曲線是Kl Kf的U/f線).這種方法稱為轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償或轉(zhuǎn)矩提升,這種限制方式稱為V/F限制模式轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償圖6(2)

39、根本頻率與變頻器的最大輸出電壓對(duì)應(yīng)的頻率稱為根本頻率,用fBA表示.在大多數(shù)情況下,根本頻率等于電動(dòng)機(jī)的額定頻率,如圖 7所示.圖7根本頻率(3) 根本U/f線在變頻器的輸出頻率從0Hz上升到根本頻率fBA的過程中,滿足KU=Kf的U/f線,稱為根本U/f線,如圖8(a)所示圖8 根本U/f線(4) 弱磁點(diǎn)當(dāng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率高于額定頻率時(shí),變頻器的輸出電壓不再能隨頻率的上升而上升,如圖8(b)中之A點(diǎn)以后所示.在這種情況下,由于U/f比將隨頻率的上升而下降,電動(dòng)機(jī)磁路內(nèi)的磁通也因此而減小,處于弱磁運(yùn)行狀態(tài).因此,通常把轉(zhuǎn)折點(diǎn)A稱為弱磁點(diǎn).2.2 U/f線的選擇功能(1) 不同負(fù)載在低速時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)矩

40、的要求各類負(fù)載在低速時(shí)所呈現(xiàn)的阻轉(zhuǎn)矩是很不一樣的,例如：(a) 二次方律負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方成正比,如圖 9中的曲線所示.低速時(shí)的阻轉(zhuǎn)矩 比額定轉(zhuǎn)矩小得多；圖9各類負(fù)載的機(jī)械特性(b) 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在不同的轉(zhuǎn)速下,負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩根本不變,如圖9中之曲線所示.低速 時(shí)的阻轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)速時(shí)是根本相同的；(c) 恒功率負(fù)載在不同的轉(zhuǎn)速下,負(fù)載功率保持恒定,其機(jī)械特性呈雙曲線狀,如圖 9中 之曲線所示.低速時(shí)的阻轉(zhuǎn)矩比額定轉(zhuǎn)速時(shí)還要大得多.(2)變頻器對(duì)U/f線的設(shè)置由于每臺(tái)變頻器應(yīng)用到什么負(fù)載上是不確定的,而不同負(fù)載在低 頻時(shí)對(duì)U/f比的要求又很不一致.為此,各種變頻器在V/F限制模式下,提供了任意

41、預(yù)置 U/f比的 功能.使用戶可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)負(fù)載的輕重來選擇 U/f比,如 圖10所示.圖10變頻器為用戶提供的U/f線(3) U/f 線的預(yù)置要點(diǎn)(a) 預(yù)置不當(dāng)?shù)暮蠊绻?fù)載在低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩較大而轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(U/f比)預(yù)置得較小, 那么低速時(shí)帶不動(dòng)負(fù)載.反之,如果負(fù)載在低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩較輕而轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(U/f比)預(yù)置得較大,那么 補(bǔ)償過分,低速時(shí)電動(dòng)機(jī)的磁路將飽和,勵(lì)磁電流發(fā)生畸變,嚴(yán)重時(shí)會(huì)因 勵(lì)磁電流峰值過高而導(dǎo)致“過電流跳閘.(b) 預(yù)置要點(diǎn)調(diào)試時(shí),U/f比的預(yù)置宜由小逐漸加大,每加大一檔,觀察在最 低頻時(shí)能否帶得動(dòng)負(fù)載？及至能帶動(dòng)時(shí),還應(yīng)反過來觀察空載時(shí)會(huì)不會(huì)跳 閘？ 一直到在最低

42、頻率下運(yùn)行時(shí),既能帶得動(dòng)負(fù)載,又不會(huì)空載跳閘時(shí)為 止.3 矢量限制功能3.1根本思想(1)對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的分析在變頻調(diào)速技術(shù)成熟之前,直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性被公認(rèn)為是最好的.究其原因,是由于它具有兩個(gè)十分重要的特點(diǎn)(a)磁場(chǎng)特點(diǎn)它的主磁場(chǎng)和電樞磁場(chǎng)在空間是互相垂直的,如圖11(a)所示;(b仃愧電翌機(jī)的電路圖11直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)(b)電路特點(diǎn)它的勵(lì)磁電路和電樞電路是互相獨(dú)立的,如圖11(b)所示.在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速時(shí),只調(diào)節(jié)其中一個(gè)電路的參數(shù).(2) 變頻器的矢量限制模式(a)根本構(gòu)思仿照直流電動(dòng)機(jī)的限制特點(diǎn),對(duì)于調(diào)節(jié)頻率的給定信號(hào),分解成和直流電動(dòng)機(jī)具有相同特點(diǎn)的磁場(chǎng)電流信號(hào)i*M和轉(zhuǎn)矩電流信號(hào)i*T

43、,并且假想地看作是兩個(gè)旋轉(zhuǎn)著的直流磁場(chǎng)的信號(hào).當(dāng)給定信號(hào)改變時(shí),也和 直流電動(dòng)機(jī)一樣,只改變其中一個(gè)信號(hào),從而使異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速限制具 有和直流電動(dòng)機(jī)類似的特點(diǎn).對(duì)于限制電路分解出的限制信號(hào)i*M和i*T ,根據(jù)電動(dòng)機(jī)的參數(shù) 進(jìn)行一系列的等效變換,得到三相逆變橋的限制信號(hào)i*A、i*B和i*C ,對(duì) 三相逆變橋進(jìn)行限制,如圖12所示.從而得到與直流電動(dòng)機(jī)類似的硬機(jī)械 特性,提升了低頻時(shí)的帶負(fù)載水平.圖12矢量限制框圖(b) 無反響矢量限制模式與有反響矢量限制模式根據(jù)在實(shí)行矢量限制時(shí),是否需要轉(zhuǎn)速反響的特點(diǎn),而有無反響 和有反響矢量限制之分.無反響矢量限制是根據(jù)測(cè)量到的電流、電壓和磁通等數(shù)據(jù),簡(jiǎn)

44、接地計(jì)算出 當(dāng)前的轉(zhuǎn)速,并進(jìn)行必要的修正,從而在不同頻率下運(yùn)行時(shí),得到較硬機(jī) 械特性的限制模式.由于計(jì)算量較大,故動(dòng)態(tài)響應(yīng)水平稍差.有反響矢量限制那么必須在電動(dòng)機(jī)輸出軸上增加轉(zhuǎn)速反響環(huán)節(jié),如 圖12中的虛線所示.由于轉(zhuǎn)速大小直接由速度傳感器測(cè)量得到,既準(zhǔn)確、 又迅速.與無反響矢量限制模式相比,具有機(jī)械特性更硬、頻率調(diào)節(jié)范圍 更大、動(dòng)態(tài)響應(yīng)水平強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn).3.2電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)的輸入如上述,要實(shí)現(xiàn)矢量限制功能,必須根據(jù)電動(dòng)機(jī)白身的參數(shù)進(jìn)行 一系列等效變換的計(jì)算.而進(jìn)行計(jì)算的最根本條件,是必須盡可能多地了 解電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù).因此,把電動(dòng)機(jī)銘牌上的額定數(shù)據(jù)以及定、轉(zhuǎn)子的參數(shù)輸入給變頻器,就是實(shí)現(xiàn)矢量限制的

45、必要條件(1)白動(dòng)檢測(cè)功能從上面所舉例子可以看出,進(jìn)行矢量限制時(shí),所需數(shù)據(jù)中的相當(dāng) 局部,一般用戶是很難得到的.這給矢量限制的應(yīng)用帶來了困難.對(duì)此, 當(dāng)代的許多變頻器都已經(jīng)配置了白動(dòng)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)參數(shù)的功能.但檢測(cè)的具 體方法,各種變頻器不盡相同.白動(dòng)檢測(cè)功能的英語名稱是auto-tuning,故有的變頻器直譯為“白動(dòng)調(diào)諧功能,也有的稱之為“白學(xué)習(xí)功能.(2)白動(dòng)檢測(cè)方法舉例以艾默生TD3000系列變頻器為例,其相關(guān)功能如下：功能碼F1.09用于選擇白動(dòng)檢測(cè)功能,數(shù)據(jù)碼是：“0 一禁止白動(dòng)檢測(cè)；“ 1 一允許白動(dòng)檢測(cè).功能碼F1.10用于實(shí)施白動(dòng)檢測(cè),數(shù)據(jù)碼是：“0 一不進(jìn)行白動(dòng)檢測(cè)；“T 進(jìn)行白

46、動(dòng)檢測(cè),步驟如下：(a) 將電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)預(yù)置給變頻器(功能碼F1.00F1.05);(b) 將功能碼F1.10預(yù)置為“ T ；(c) 按變頻器鍵盤上的RUN!,變頻器將執(zhí)行白動(dòng)檢測(cè).檢測(cè)完畢后,自動(dòng)轉(zhuǎn)為“0.“2 一變頻器設(shè)置了一個(gè)白動(dòng)檢測(cè)的操作程序 (說明書中稱為 “調(diào)諧宏).當(dāng)功能碼F1.10預(yù)置為“2時(shí),該操作程序開始運(yùn)行,并 在顯示屏上指導(dǎo)用戶進(jìn)行必要的功能預(yù)置和操作.檢測(cè)完畢后,白動(dòng)轉(zhuǎn)為 “0.3.3轉(zhuǎn)速反響矢量限制中編碼器的相關(guān)功能當(dāng)變頻器的限制方式預(yù)置為有反響矢量限制方式時(shí),轉(zhuǎn)速測(cè)定是 十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié).和變頻器配用的測(cè)速裝置大多采用旋轉(zhuǎn)編碼器. (1)旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出信號(hào)

47、和變頻器配用的旋轉(zhuǎn)編碼器通常為二相(A相和B相)原點(diǎn)輸出型, 其輸出信號(hào)分為兩相：A相和B相.兩者在相位上互差90 45 ,如圖 13(b)所示,和分別是A相和B相的“非.每旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),編碼器輸出的脈 沖數(shù)可根據(jù)情況選擇.例如,TRD-J系列編碼器的脈沖數(shù)從10p/r1000p/r, 分16檔可選.Z相為原點(diǎn)標(biāo)記,其特點(diǎn)是：每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),只輸出1個(gè)相位固定的脈 沖,作為原點(diǎn)的標(biāo)志.圖13(a)所示是編碼器的引出線.(汨漓研器的引出線小)餉碼器的輸出信曾圖13編碼器的信號(hào)與接線(2)編碼器與變頻器的聯(lián)接主要有兩種類型：一種是直接聯(lián)接,例如艾默生TD3000系列變頻器和編碼器之間的聯(lián)接如圖14(a)所示

48、；(b)通過限制*棚接圖14編碼器與變頻器的聯(lián)接另一種類型以安川VS-616G7系列變頻器為例,須配置專用的PG速 度限制卡,如圖14(b)所示.將限制卡PG-B2插入變頻器的相關(guān)插座4CN 中,再將PG的引出線接至限制卡上.(3) 編碼器脈沖數(shù)的選擇一般說來,電動(dòng)機(jī)在最高頻率下工作時(shí),編碼器的脈沖頻率以接近于20kHz 為佳,即：舞土 R占順M形(13)式(18)中：p0 一編碼器每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù),p/r.3.4矢量限制的應(yīng)用要點(diǎn)(1)應(yīng)用矢量限制的注意點(diǎn)由于矢量限制必須根據(jù)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)進(jìn)行一系列的演算,因此, 其使用范圍必將受到一些限制.(a) 電動(dòng)機(jī)的容量電動(dòng)機(jī)的容量應(yīng)盡可能與變頻器說明書中

49、標(biāo)明的“配用電動(dòng)機(jī)容量相符,最多低一個(gè)檔次.例如,變頻器的“配用電動(dòng)機(jī)容量為 45kW電動(dòng)機(jī)的下一檔容量為37kW 那么該變頻器只能在配接45kW或37kW的電動(dòng)機(jī)時(shí),矢量限制功能是有效的.b電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)以2p=44極電動(dòng)機(jī)為最正確,要注意說明書中對(duì)磁極數(shù)的規(guī)定.c電動(dòng)機(jī)的型號(hào)以生產(chǎn)變頻器的同一家公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)或變頻調(diào)速專用電動(dòng)機(jī)為最佳,一般的通用電動(dòng)機(jī)也都可用.但特殊電動(dòng)機(jī) 如高轉(zhuǎn)差電動(dòng)機(jī)等那么不 能用.d電動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)矢量限制只適用于一臺(tái)變頻器限制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合.2速度限制的PID功能當(dāng)采用有反響矢量限制模式時(shí),變頻器存在著一個(gè)轉(zhuǎn)速反響的閉環(huán)系統(tǒng),并且為此專門配置了 PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)

50、.以利于在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的過程中,或者拖動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)負(fù)載忽然加重或減輕時(shí),能夠使限制系統(tǒng)既反映 迅速,又運(yùn)行穩(wěn)定.因此,在具有矢量限制功能的變頻器中,有兩套PID調(diào)節(jié)功能：a用于速度閉環(huán)限制的PID調(diào)節(jié)功能；b用于系統(tǒng)限制例如供水系統(tǒng)的恒壓限制等的PID調(diào)節(jié)功能.兩種PID調(diào)節(jié)功能中,P比例增益、I積分時(shí)間、D微分時(shí)間的作用對(duì) 象不同,但原理是相同的.2矢量限制的主要優(yōu)點(diǎn)低頻轉(zhuǎn)矩大即使運(yùn)行在1Hz或0.5Hz時(shí),也能產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)矩,且不會(huì)產(chǎn)生在V/F 限制方式中容易遇到的磁路飽和現(xiàn)象.-機(jī)械特性好在整個(gè)頻率調(diào)節(jié)范圍內(nèi),都具有較硬的機(jī)械特性,所有機(jī)械特性根本上都是平行的.-動(dòng)態(tài)響應(yīng)好尤其是有轉(zhuǎn)速反

51、響的矢量限制方式,其動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間一般都能小于100ms-能進(jìn)行四象限運(yùn)行.4 轉(zhuǎn)矩限制功能4.1轉(zhuǎn)矩限制與轉(zhuǎn)速限制的區(qū)別(1) 轉(zhuǎn)速限制的特點(diǎn)迄今為止,我們所討論的變頻調(diào)速,都是以限制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為 目的的,其根本特點(diǎn)有：(a) 變頻器輸出頻率的大小(從而電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的上下)隨給定信號(hào)的大小而 變；(b) 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩大小是不能限制的,它總是和負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩處于平衡狀 態(tài).因此,是隨負(fù)載的輕重而隨時(shí)變化的；(c) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的限值是受發(fā)熱和過載水平(取決于臨界轉(zhuǎn)矩)制約的.(2) 轉(zhuǎn)矩限制的特點(diǎn)轉(zhuǎn)矩限制是矢量限制模式下的一種特殊限制方式.其主要特點(diǎn)是：(a)給定信號(hào)并不用于限制變頻器輸出頻率的大小

52、,而是用于限制電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的大小,如圖15所示：當(dāng)給定信號(hào)為10V時(shí),電動(dòng)機(jī)的 電磁轉(zhuǎn)矩為最大值Tmax(如圖中之狀態(tài));當(dāng)給定信號(hào)為5V時(shí),電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為Tmax/2(如圖中之狀態(tài)).(b)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速大小取決于電磁轉(zhuǎn)矩和負(fù)載轉(zhuǎn)矩比較的結(jié)果,只能決定拖動(dòng)系統(tǒng)是加速還是減速,其輸出頻率不能調(diào)節(jié),彳艮難使拖動(dòng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下等速運(yùn)行.圖15轉(zhuǎn)矩限制的概念如果給定的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩不變(等于TMX)而負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化,系統(tǒng)的運(yùn)行如圖16(a)中之曲線所示：w嶇動(dòng)帆給定裁煩不窒,負(fù)妹電弛 (X負(fù)魅蝠不麥.電成搏均定轉(zhuǎn)雉交化圖16轉(zhuǎn)矩限制時(shí)的轉(zhuǎn)速當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL小于TMX寸,拖動(dòng)系統(tǒng)將加速,并且一直加速至變頻器預(yù)置的上限頻率,拖動(dòng)系統(tǒng)將按上限轉(zhuǎn)速n H運(yùn)行；當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL超過TMX寸,拖動(dòng)系統(tǒng)