【正文】 態(tài)轉(zhuǎn)矩，加速過程將能保持平穩(wěn)，減小了對生產(chǎn)機械的沖擊。電動機的輸入電壓也從最低電壓開始逐漸上升，如圖 (b)的下部所示。 ? (b) 變頻起動 ? 采用變頻調(diào)速的 ? 電路如圖 (a)所示 , ? 起動過程的特點有 : ? 起動電流大。 ? ? (a)工頻起動 ? 這里所說的工頻起動， ? 是指電動機直接接上工頻電 ? 源時的起動，也叫直接起動 ? 或全壓起動，如圖 (a)所示。則電動機的電磁轉(zhuǎn)矩 TM也將不變，如圖 (b)中之曲線①所示 : ? TM＝ C ? 而動態(tài)轉(zhuǎn)矩 TJ則隨著卷徑 D的增大而變?yōu)樨撝?，如圖 (b)中之曲線③所示。 ? 圖 (b)是負載較重時的情形。在預(yù)置起動轉(zhuǎn)矩時，只能按負載最重的情況進行設(shè)定，故在起動瞬間容易產(chǎn)生沖擊。 ? ? 如果變頻器的運行指令在轉(zhuǎn)矩控制下結(jié)束，變頻器 將自動轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)速控制模式，并按預(yù)置的減速時間減速并 停止。變頻器按轉(zhuǎn)矩指令決定其電磁轉(zhuǎn)矩的大小。 ? (2) 切換的時序圖 ? 切換的時序圖如圖所示 ? (a) t1時段 ? 變頻器發(fā)出運行指令時，如未得到切換信號，則為轉(zhuǎn)速控制模式。當(dāng)給定信號為 5V時，電動機的電磁轉(zhuǎn)矩為 Tmax/2(如圖中之狀態(tài)② )。因此 , 是隨負載的輕重而隨時變化的 。 ? ? ? (b) 用于系統(tǒng)控制 (例如供水系統(tǒng)的恒壓控制等 )的 PID調(diào)節(jié)功能。 ? (d) 電動機的臺數(shù) ? 矢量控制只適用于一臺變頻器控制一臺電動機的場合。則該變頻器只能在配接 45kW或 37kW的電動機時，矢量控制功能是有效的。 ? 自動檢測功能的英語名稱是 autotuning, 故有的變頻器直譯為“自動調(diào)諧”功能 , 也有的稱之為“自學(xué)習(xí)”功能。 ? 自動檢測功能 ? 從上面所舉例子可以看出，進行矢量控制時，所需數(shù)據(jù)中的相當(dāng)部分，一般用戶是很難得到的。與無反饋矢量控制模式相比，具有機械特性更硬、頻率調(diào)節(jié)范圍更大、動態(tài)響應(yīng)能力強等優(yōu)點。 ? 無反饋矢量控制是根據(jù)測量到的電流、電壓和磁通等數(shù)據(jù)，簡接地計算出當(dāng)前的轉(zhuǎn)速，并進行必要的修正，從而在不同頻率下運行時，得到較硬機械特性的控制模式。當(dāng)給定信號改變時，也和直流電動機一樣，只改變其中一個信號，從而使異步電動機的調(diào)速控制具有和直流電動機類似的特點。究其原因，是因為它具有兩個十分重要的特點 : ? (a) 磁場特點 ? 它的主磁場和電 ? 樞磁場在空間是互相垂 ? 直的，如圖 (a)所示 。使用戶可以根據(jù)電動機在低速運行時負載的輕重來選擇 U/f比，如圖所示。 ? (c) 恒功率負載 ? 在不同的轉(zhuǎn)速下，負載功率保持恒定，其機械特性呈雙曲線狀，如圖中之曲線③所示。 ? U/f線的選擇功能 ? (1) 不同負載在低速時對轉(zhuǎn)矩的要求 ? 各類負載在低速時所呈現(xiàn)的阻轉(zhuǎn)矩是很不一樣的 , 例如 : ? (a) 二次方律負載 ? 阻轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，如圖中的曲線①所示。 ? (3) 基本 U/f線 ? 在變頻器的輸出頻 ? 率從 0Hz上升到基本頻 ? 率 fBA的過程中 , 滿足 ? KU=Kf的 U/f線 , 稱為基 ? 本 U/f線 ,如圖 (a)所示。如圖中之曲線②所示(曲線①是 KU＝ Kf的 U/f線 )。 ? 當(dāng)頻率 fX下降時，輸入電壓 U1X隨之下降。 ? 變壓變頻存在的問題及原因分析 ? (1) 存在的問題 ? (a) 衡量調(diào)速性能的主要因素 ? 電動機的基本功能是拖動生產(chǎn)機械旋轉(zhuǎn)，因此，在低頻時的帶負載能力便是衡量變頻調(diào)速性能好壞的一個十分重要的因素。下半部則是勵磁電流的波形。因此，如果磁通減小，電磁轉(zhuǎn)矩也必減小，導(dǎo)致帶載能力降低。 ? 如果生產(chǎn)機械運行在某一轉(zhuǎn)速下時，所引起的振動頻率和機械的固有振蕩頻率相吻合的話，則機械的振動將因發(fā)生諧振而變得十分強烈 (也稱為機械共振 )，并可能導(dǎo)致機械損壞的嚴重后果。在上例中，如傳動比 λ＝ 2，則 : ? (2) 上限頻率與最高頻率的關(guān)系 ? 5 頻率的限制功能 ? 上、下限頻率 ? (1) 基礎(chǔ)概念 ? (a) 生產(chǎn)機械對轉(zhuǎn)速范圍的要求 ? 生產(chǎn)機械根據(jù)工藝過程的實際需要，常常要求對轉(zhuǎn)速范圍進行限制。例如，是否停機，如繼續(xù)運行，則在多大頻率下運行等。因為主要用于調(diào)試，故所需頻率較低，一般也不需要調(diào)節(jié)。保持功能無效 ? 運行頻率為 0Hz，如要回復(fù)到原來的工作頻率，須重新加速。 ? 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 。 ? 大多數(shù)變頻器的輔助給定信號都是疊加到主給定信號 (相加或相減 )上去的。濾波時間太短 ? 當(dāng)變頻器顯示“給 ? 定頻率”時，有可能不夠穩(wěn)定 。圖中，綜坐標(biāo)是給定信號的百分數(shù) X％。 例如，將有效“０”預(yù)置為 。 十分明顯，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)機械。 (2) 死區(qū)的設(shè)置 用模擬量給定信號進行正、反轉(zhuǎn)控制時，“ 0”速控制很難穩(wěn)定，在給定信號為“０”時，常常出現(xiàn)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)的“蠕動”現(xiàn)象。 因為頻率給定線是直線，所以，調(diào)整的著眼點便是 : (a) 頻率給定線的起點 即當(dāng)給定信號為最小值時對應(yīng)的頻率 。 (3) 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，是變頻器允許輸出的最高頻率 。 終點為 (X＝ Xmax， fX＝ fmax)，如圖 3(a)和 (b)所示。 但由于電流信號電路比較復(fù)雜，故在距離不遠的情況下，仍以選用電壓給定方式居多。因為 : (a) 數(shù)字量給定時頻率精度較高 。因為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。 (b) 外接數(shù)字量給定 通過外接開關(guān)量端子輸入開關(guān)信號進行給定。 5V等。 模擬量給定信號的種類有 : 變頻器的面板通?？梢匀∠拢ㄟ^延長線安置在用戶操作方便的地方，如圖所示。 (b) 電位器給定部分變頻器在面板上設(shè)置了電位器，如圖 1(a)所示。電氣傳動 ? １變極調(diào)速 ? ２變頻調(diào)速 ? ３轉(zhuǎn)子電路串接電阻調(diào)速 變頻器功能解析 1 頻率給定的方式與選擇 基礎(chǔ)概念 (1) 給定方式的基本含義 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，這個信號，稱為頻率給定信號，也有稱為頻率指令信號或頻率參考信號的。鍵盤給定屬于數(shù)字量給定，精度較高。 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”，實際就是鍵盤給定。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 (電壓或電流 )進行給定，并通過調(diào)節(jié)給定信號的大小來調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率。 10V、 0~5V、 1~5V、 0~177。給定信號的范圍有 :0~20mA、 4~20mA等。 選擇給定方式的一般原則 (1) 面板給定和外接給定 優(yōu)先選擇面板給定。 (2) 數(shù)字量給定與模擬量給定 優(yōu)先選擇數(shù)字量給定。因為電流信號在傳輸過程中，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。其起點為 (X＝ 0， fX＝ 0)。UG＝ 10V與 fX＝ 50Hz相對應(yīng)。所以，需要對頻率給定線進行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使之符合生產(chǎn)實際的需要。 (b) 由單極性給定信號控制 給定信號只有“＋”值，由給定信號中間的任意值作為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的分界點，如圖 11(b)所示。即，萬一給定信號因電路接觸不良或其他原因而“丟失”，則變頻器的給定輸入端得到的信號為“ 0”，其輸出頻率將跳變?yōu)榉崔D(zhuǎn)的最大頻率，電動機將從正常工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入高速反轉(zhuǎn)狀態(tài)。如果給定信號 X＝ 0，變頻器將認為是故障狀態(tài)而把輸出頻率降至 0Hz。 ? 模擬量給定的濾波時間 ? (1) 濾波時間的含義 ? 變頻器在接受模擬量給定信號時，首先要進行濾波，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 )。 ? (2) 濾波時間的 ? 影響 ? 4 輔助給定與其他功能 ? 輔助給定功能 ? 1) 基本概念 ? 當(dāng)變頻器有兩個或多個模擬量給定信號同時從不同的端子輸入時，其中必有一個為主給定信號，其他為輔助給定信號。通常 , 把第１單元稱為 ? 主令單元 , ? 后面的各單元稱 ? 為從動單元。在調(diào)速時 , 各單元必須同時調(diào)節(jié) 。再開機時 , 變頻器的運行頻率有兩種狀態(tài)可供選擇 : ? ? (2) 點動頻率功能 ? 點動是各類機械在調(diào)試過程中經(jīng)常使用的操作方式。 ? (3) 頻率給定異常時的處理功能 ? 給定信號異常大致有以下兩種情形 : ? (a) 給定信號丟失 ? 當(dāng)外接模擬頻率給定信號因電路接觸不良或斷線而丟失時，變頻器處理方式的選擇功能。當(dāng)實際給定信號小于最小給定信號時，應(yīng)視為異常狀態(tài)。 ? (b) 變頻器的上、下限頻率 ? 根據(jù)生產(chǎn)機械所要求的最高與最低轉(zhuǎn)速，以及電動機與生產(chǎn)機械之間的傳動比，可以推算出相對應(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 )。每臺機器又都有一個固有振蕩頻率，它取決于機械的結(jié)構(gòu)。中心回避頻率 ? fJ 即回避頻率所在 ? 的位置 。 6變頻引出的特殊問題 ? 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 ? 任何電動機的電磁轉(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，否則將引起電動機的發(fā)熱。圖的上半部是電動機的磁化曲線 。于是用保持定子側(cè)輸入電壓和頻率之比等于常