【正文】 and微分時(shí)間Abstract:This關(guān) 鍵 詞: 程序控制操作指令通過(guò)外接輸入端子從外部輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)... ...講座五—變頻器的系統(tǒng)控制功能 TheFrequencySwitchingterminalsterminalstheandpaper升速/降速功能of 變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)(副主編，機(jī)械工業(yè)出版社2003年1月出版)。參考文獻(xiàn)(略)作者簡(jiǎn)介張燕賓(1937) 在減速過(guò)程中，使直流回路的電壓保持在上限值的93%(UD≯93%UDH)，使減速過(guò)程最優(yōu)化。 某些變頻器的特殊功能(1) 加、減速的銜接功能 功能設(shè)置如果使電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)電磁鐵YB同時(shí)通電，則當(dāng)抱閘尚未完全松開(kāi)的過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)將處于過(guò)載狀態(tài)。 由于磁抱閘從通電到完全松開(kāi)，以及從斷電到完全抱緊，都需要時(shí)間(～)，并且有一個(gè)逐漸松開(kāi)和逐漸抱緊的過(guò)程。 VD2用于當(dāng)外加電壓過(guò)０時(shí)，為線圈YB提供一個(gè)續(xù)流通路。 電磁制動(dòng)電動(dòng)機(jī)如圖12(b)所示。圖12 (2) 功能設(shè)置采用直流制動(dòng)，能增大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩、縮短停機(jī)時(shí)間，且不產(chǎn)生泵升電壓。如先在低速段運(yùn)行，然后從低速降為0Hz，可消除滑行現(xiàn)象。選擇功能即選擇是否需要起動(dòng)前的直流制動(dòng)功能。圖9齒輪箱的齒輪之間總是存在間隙的，起動(dòng)時(shí)容易發(fā)生齒間的撞擊，如在較低頻率下持續(xù)一個(gè)短時(shí)間tDR，可以減緩齒間的撞擊； 當(dāng)給定信號(hào)X=XS%時(shí)，變頻器直接輸出與XS%對(duì)應(yīng)的頻率，如圖8(b)所示。稍有給定信號(hào)(X=0+)，變頻器的輸出頻率即為起動(dòng)頻率fS，如圖8(a)所示。有些負(fù)載在靜止?fàn)顟B(tài)下的靜摩擦力較大，難以從0Hz開(kāi)始起動(dòng)，設(shè)置了起動(dòng)頻率后，可以在起動(dòng)瞬間有一點(diǎn)沖力，使拖動(dòng)系統(tǒng)較易起動(dòng)起來(lái)。 在減速的初始階段或終了階段，按線性方式減速。大多數(shù)負(fù)載都可以選用線性方式。圖5 (b) 減速過(guò)程的主要矛盾 如果直流電壓UD升得太高，將導(dǎo)致整流和逆變器件的損壞。 當(dāng)頻率剛下降的瞬間，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速(同步轉(zhuǎn)速)立即下降，但由于拖動(dòng)系統(tǒng)具有慣性的緣故，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不可能立即下降?！D3(a)所示是電動(dòng)機(jī)在頻率為fX1時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)，圖3(c)所示是加速過(guò)程中電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)。同時(shí)，可通過(guò)逐漸增大頻率以減緩起動(dòng)過(guò)程，如在整個(gè)起動(dòng)過(guò)程中，使同步轉(zhuǎn)速n0與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速nM間的轉(zhuǎn)差Δn限制在一定范圍內(nèi)，則起動(dòng)電流也將限制在一定范圍內(nèi)，如圖2(c)所示。 在接通電源瞬間:timetheaccelerationintroduced慣性停機(jī)Inverter摘　　要: 本文介紹了變頻器中的加、減速時(shí)間，加、減速方式，以及起動(dòng)和停機(jī)的相關(guān)功能。 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)。改變給定轉(zhuǎn)矩的大小，可以改變卷繞的松緊程度。v＝C在轉(zhuǎn)速控制模式下，起動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩不可能根據(jù)負(fù)載輕重自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。如果變頻器的運(yùn)行指令在轉(zhuǎn)矩控制下結(jié)束，變頻器 將自動(dòng)轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)速控制模式，并按預(yù)置的減速時(shí)間減速并 停止。圖17當(dāng)拖動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)起動(dòng)后，仍應(yīng)切換成轉(zhuǎn)速控制方式，以便控制轉(zhuǎn)速。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，拖動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)始加速，加速度隨動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩(TJ=TMTL)的增加而增加。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③所示:圖16圖15(2) 轉(zhuǎn)矩控制的特點(diǎn)　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)械特性基本上都是平行的。(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。矢量控制只適用于一臺(tái)變頻器控制一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的場(chǎng)合。(b) 電動(dòng)機(jī)的磁極數(shù)(3) 編碼器脈沖數(shù)的選擇一般說(shuō)來(lái)，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:圖13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?！?”—允許自動(dòng)檢測(cè)。 矢量控制框圖 (b) 無(wú)反饋矢量控制模式與有反饋矢量控制模式它的勵(lì)磁電路和電樞電路是互相獨(dú)立的，如圖11(b)所示。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(guò)來(lái)觀察空載時(shí)會(huì)不會(huì)跳閘？一直到在最低頻率下運(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。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(lái)選擇U/f比，如圖10所示。 頻率下降(U/f＝C)后的機(jī)械特性 (2) 臨界轉(zhuǎn)矩下降的原因分析(a) 電磁轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生因此，如果磁通減小，電磁轉(zhuǎn)矩也必減小，導(dǎo)致帶載能力降低。 (c) 電磁功率的計(jì)算 式(7)表明，反電動(dòng)勢(shì)E1與頻率fX和主磁通ΦM的乘積成正比:如圖3(a)所示，定子磁通可以分為兩個(gè)部分:圖3所以，其能量是通過(guò)磁場(chǎng)來(lái)傳遞的。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。TM─電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩，N 異步電動(dòng)機(jī)的輸入和輸出 (1) 問(wèn)題的提出(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。V/FofallCharacteristics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)。載波頻率越高，諧波電流的頻率也越高，則電動(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。載波頻率和死區(qū)的關(guān)系有如下的幾個(gè)方面:顯然, 電壓脈沖序列的頻率必等于載波頻率。上限頻率小于最高頻率 (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。反之，如果后面的速度高于前面，將導(dǎo)致被加工物的撕裂。則:當(dāng)給定信號(hào)X＝, 變頻器的輸出頻率為fmin。為了防止這種蠕動(dòng)現(xiàn)象，需要在０速附近設(shè)定一個(gè)死區(qū)ΔX，使給定信號(hào)從ΔX到＋ΔX的區(qū)間內(nèi)，輸出頻率為0Hz。將功能碼H302(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。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9(b)所示。(Ｕin信號(hào)的最小值)預(yù)置為10%，則端子Ｕin輸入的給定信號(hào)的最小值為1010％＝1V。 圖7 頻率給定線的起點(diǎn)與終點(diǎn) (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。當(dāng)Ｇ％＜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②所示(曲線①是基本頻率給定線)。因?yàn)轭l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)給定信號(hào)為最小值時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率。 終點(diǎn)為 (X＝Xmax，fX＝fmax)，如圖3(a)和(b)所示。因?yàn)?(a) 數(shù)字量給定時(shí)頻率精度較高。(b) 外接數(shù)字量給定 通過(guò)外接開(kāi)關(guān)量端子輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行給定。 模擬量給定信號(hào)的種類有:(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。Curvefrequencygaveallfor 電動(dòng)機(jī)的溫升曲線電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱過(guò)程屬于熱平衡的過(guò)渡過(guò)程。RunningMomentaryand端子功能關(guān) 鍵 詞: 過(guò)載變頻器功能解析(講座)變頻器功能解析—變頻器的保護(hù)和顯示功能 Protection欠電壓monitorUnderpowerdataCaUse因此，基本規(guī)律和其他的過(guò)渡過(guò)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①所示。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(shuō)明了它們的應(yīng)用。referencesomemandof頻率大小也可以通過(guò)電位器來(lái)調(diào)節(jié)。電壓信號(hào) 以電壓大小作為給定信號(hào)。(c) 外接脈沖給定 通過(guò)外接端子輸入脈沖序列進(jìn)行給定。(b) 數(shù)字量給定通常用觸點(diǎn)操作，非但不易損壞，且抗干擾能力強(qiáng)。 圖3基本頻率給定線 例如，給定信號(hào)為UG＝0～10V，要求對(duì)應(yīng)的輸出頻率為fX＝0～50Hz。(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。當(dāng)Ｇ％＞100％時(shí)，變頻器實(shí)際輸出的最大頻率等于fmax，如圖5中的曲線③所示。 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1～5V時(shí)，變頻器輸出頻率為0～50Hz。(Ｕin信號(hào)的最大值)預(yù)置為50％，則端子Ｕin輸入的給定信號(hào)的最大值為1050％＝5V。將功能碼F01(頻率設(shè)定1)預(yù)置為1，則給定信號(hào)從端子12輸入，信號(hào)范圍為0～＋10V。將功能碼H303(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。 (3) 有效0的功能 在給定信號(hào)為單極性的正、反轉(zhuǎn)控制方式中，存在著一個(gè)特殊的問(wèn)題。當(dāng)給定信號(hào)X＜, 變頻器的輸出頻率降為0Hz。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。因此，對(duì)于多單元拖動(dòng)系統(tǒng)的要求是:統(tǒng)調(diào)信號(hào)將各變頻器的主給定端VR1COM都并聯(lián)起來(lái), 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)。保持功能有效 運(yùn)行頻率自動(dòng)上升到停機(jī)前的工作頻率。對(duì)應(yīng)地，也就有一個(gè)最小給定信號(hào)。上限頻率比最高頻率優(yōu)先 這是因?yàn)?，上限頻率是根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的要求來(lái)決定的，所以具有優(yōu)先權(quán)?；乇軐挾圈J 即回避區(qū)域，如圖16(a)所示。 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。變頻器的輸出電流越大，每次交替所要求的死區(qū)也越大。對(duì)其他設(shè)備的干擾 　 載波頻率越高，則高頻電壓通過(guò)靜電感應(yīng)對(duì)其他設(shè)備的干擾也越嚴(yán)重。變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)(副主編，機(jī)械工業(yè)出版社2003年1月出版)。of轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償controlmotor.controlAutotuning三相交流異步電動(dòng)機(jī)輸入的是三相電功率P1:m。傳遞過(guò)程如圖2(b)所示, 可歸納如下:圖2漏磁通Φ0 (d) 頻率下降的后果(b) 磁通增大式(13)中: U1X—運(yùn)行頻率為fX時(shí)的輸入電壓，V?！?轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償 (2) 基本頻率圖7 圖10如果負(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，則低速時(shí)帶不動(dòng)負(fù)載。3從上面所舉例子可以看出，進(jìn)行矢量控制時(shí)，所需數(shù)據(jù)中的相當(dāng)部分，一般用戶是很難得到的。自動(dòng)檢測(cè)功能的英語(yǔ)名稱是autotuning, 故有的變頻器直譯為“自動(dòng)調(diào)諧”功能, 也有的稱之為“自學(xué)習(xí)”功能。，數(shù)據(jù)碼是:“0”—不進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)。例如, TRDJ系列編碼器的脈沖數(shù)從10p/r~1000p/r, 分16檔可選。 以2p=4(4極電動(dòng)機(jī))為最佳，要注意說(shuō)明書(shū)中對(duì)磁極數(shù)的規(guī)定。 (2) 速度控制的PID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。 轉(zhuǎn)矩控制和轉(zhuǎn)速控制的切換(1) 切換的必要性 (2) 切換的時(shí)序圖變頻器發(fā)出運(yùn)行指令時(shí)，如未得到切換信號(hào)，則為轉(zhuǎn)速控制模式。變頻器得到切換至轉(zhuǎn)矩控制的信號(hào)(通常從外接輸入電路輸入)，轉(zhuǎn)為轉(zhuǎn)矩控制模式。變頻器得到切換至轉(zhuǎn)速控制的信號(hào), 回到轉(zhuǎn)速控制模式。 轉(zhuǎn)矩控制的應(yīng)用(1) 用于牽引和起重裝置的起動(dòng)過(guò)程中牽引裝置主要有:電氣機(jī)車、電梯、起重裝置等。例如，裝載液體的傳輸帶以及起重和運(yùn)輸鋼水包時(shí)，其加、減速過(guò)程必須十分平穩(wěn)，起動(dòng)時(shí)應(yīng)毫無(wú)沖擊，以保證液體不會(huì)溢出。TJ—?jiǎng)討B(tài)轉(zhuǎn)矩，在忽略損耗轉(zhuǎn)矩的情況下，等于電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩之差:在預(yù)置起動(dòng)轉(zhuǎn)矩時(shí)，只能按負(fù)載最重的情況進(jìn)行設(shè)定，故在起動(dòng)瞬間容易產(chǎn)生沖擊。由于轉(zhuǎn)矩控制方式不能控制轉(zhuǎn)速，所以，隨著動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩的不斷增大，加速度也必然不斷增大，這又并非人們所希望的。在各種薄膜或線材的收卷或放卷過(guò)程中，通常要求:被卷物的張力F必須保持恒定: F＝C為此:參考文獻(xiàn)(略)作者簡(jiǎn)介張燕賓(1937) 變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)(副主編，機(jī)械工業(yè)出版社2003年1月出版)。關(guān) 鍵 詞: 加速時(shí)間thepattern,functionDeceleration電動(dòng)機(jī)從較低轉(zhuǎn)速升至較高轉(zhuǎn)速的過(guò)程稱為加速過(guò)程，加速過(guò)程的極限狀態(tài)便是電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)。圖1電源頻率為額定頻率(50Hz)，如圖1(b)的上部所示。 　 變頻起動(dòng)比較圖3(a)和圖3(c)可以看出:當(dāng)頻率fX上升時(shí)，同步轉(zhuǎn)速n0隨即也上升，但電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速nM因?yàn)橛袘T性而不能立即跟上。另一方面，由于拖動(dòng)系統(tǒng)存在著慣性，頻率上升得太快了，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速nM將跟不上同步轉(zhuǎn)速的上升，轉(zhuǎn)差Δn增大，引起加速電流的增大，甚至可能超過(guò)一定限值而導(dǎo)致變頻器跳閘。于是，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速超過(guò)了同步轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子繞組切割磁場(chǎng)的方向和原來(lái)相反了。所以，當(dāng)UD上升到一定限值時(shí)，須通過(guò)能耗電路(制動(dòng)電阻和制動(dòng)單元)放電，把直流回路內(nèi)多余的電能消耗掉。 就是電動(dòng)機(jī)處于發(fā)電機(jī)狀態(tài)時(shí)向直流回路輸送電流的大小?！?變頻器中，針對(duì)電動(dòng)機(jī)在升、降速過(guò)程中的特點(diǎn)，以及生產(chǎn)實(shí)際對(duì)拖動(dòng)系統(tǒng)的各種要求，設(shè)置了許多相關(guān)的功能，供用戶進(jìn)行選擇。定義２ 變頻器的輸出頻率從基本頻率下降到0Hz所需要的時(shí)間。 變頻器的輸出頻