【正文】 率隨時(shí)間成正比地上升，如圖6(a)所示。和加速過程類似，變頻器的減速方式也分線性方式、S形方式和半S形方式。圖7 而在終了階段或初始階段，按S形方式減速，如圖7(c)和7(d)所示。 電動(dòng)機(jī)開始起動(dòng)時(shí)，并不從0Hz開始加速，而是直接從某一頻率下開始加速。圖8 (2) 暫停加速功能起重機(jī)械在起吊重物前，吊鉤的鋼絲繩通常是處于松弛狀態(tài)的，預(yù)置了暫停加速功能后，可首先使鋼絲繩拉緊后再上升。 首先按預(yù)置的減速時(shí)間減速，然后轉(zhuǎn)為直流制動(dòng)，直至停機(jī)，如圖11(c)所示。預(yù)置直流制動(dòng)電壓UDB(或制動(dòng)電流IDB)的主要依據(jù)是負(fù)載慣性的大小，慣性越大者，UDB也應(yīng)越大。 即施加直流制動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)短。 當(dāng)接觸器ＫＭ接通時(shí)，YB經(jīng)ＫＭ的輔助接點(diǎn)而得電，所得電壓是經(jīng)半波整流的相電壓(DC99Ｖ)。壓敏電阻RVRV2用于當(dāng)ＫＭ斷開時(shí)，防止線圈YB因反電動(dòng)勢(shì)過大而擊穿。在逐漸松開和逐漸抱緊的過程中，希望在抱閘和閘輥之間，盡量減少滑動(dòng)磨擦。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)從停住狀態(tài)轉(zhuǎn)為運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，預(yù)先向電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)輸入足夠大的勵(lì)磁電流，使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生足夠強(qiáng)的零速轉(zhuǎn)矩的功能。 在加速過程中，使加速電流保持在變頻器允許的極限狀態(tài)(IA≯150%IN，IA是加速電流，IN是變頻器的額定電流)下，從而使加速過程最小化。(3) 異常停機(jī)功能 男講座四the基本控制端introducedoutputsomeOutputAlarmoutputarrived即通過面板上的鍵盤輸入操作指令。System自動(dòng)調(diào)節(jié)控制paperPIDcontrol反饋信號(hào)并對(duì)PID調(diào)節(jié)的基本原理進(jìn)行了深入淺出的講解。和頻率給定方式類似, 變頻器操作指令的輸入方式也有: (1) 鍵盤操作functionterminalscontrolcontrolintroducedterminalsAbstract:This報(bào)警輸出端Terminals 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)。在異常停機(jī)期間，其操作信號(hào)都將無效。(c) 最優(yōu)加速方式 (2) 加、減速時(shí)間的最小極限功能 加減速的銜接功能5在制動(dòng)電磁鐵YB逐漸抱緊的過程中，電動(dòng)機(jī)也必將處于過載狀態(tài)。 起重機(jī)械由于重物本身具有重力加速度，當(dāng)重物從空中的停止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)為上升或下降的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，如果使制動(dòng)電磁鐵YB先通電，等抱閘松開后再接通電動(dòng)機(jī)，則在抱閘逐漸松開，而電動(dòng)機(jī)尚未通電的過程中，重物必將下滑，形成“溜鉤”。 圖13中，二極管VD1用于進(jìn)行半波整流。 即在定子繞組上施加直流電壓UDB或直流電流IDB的大小，它決定了直流制動(dòng)的強(qiáng)度。 (b) 直流制動(dòng)強(qiáng)度其轉(zhuǎn)換時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率即為直流制動(dòng)的起始頻率fDB, 如圖12(b)所示。此外, 停止后, 定子的直流磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子鐵心還有一定的“吸住”作用, 以克服機(jī)械的“爬行”。有的負(fù)載要求能夠迅速停機(jī)，但減速時(shí)間太短將引起電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速的下降跟不上頻率的下降，產(chǎn)生較大的泵升電壓，使直流回路的電壓超過允許值。 慣性大的負(fù)載從高速直接減速至0Hz時(shí)，有可能因停不住而出現(xiàn)滑行的現(xiàn)象。 變頻器的停機(jī)功能 (b) 自由制動(dòng) (2) 功能設(shè)置　變頻器輸出頻率從0Hz開始上升至?xí)和ｎl率fDR，停留tDR后再加速，如圖9(a)所示。對(duì)于慣性較大的負(fù)載，起動(dòng)后先在較低頻率下持續(xù)一個(gè)短時(shí)間tDR，然后再加速；設(shè)置一個(gè)死區(qū)XS%，在給定信號(hào)XXS%的范圍內(nèi)，變頻器的輸出頻率為0Hz?！≈饕袃煞N方式: 設(shè)置起動(dòng)頻率是部分生產(chǎn)機(jī)械的實(shí)際需要，例如: 變頻器的輸出頻率隨時(shí)間成正比地下降，如圖7(a)所示。 (b) 減速方式S形方式 變頻器的輸出頻率從最高頻率下降到0Hz所需要的時(shí)間。 加速時(shí)間的定義如圖5(a)所示。 變頻器的輸出頻率從0Hz上升到基本頻率所需要的時(shí)間?！?其大小將影響直流回路電壓的上升幅度。圖4 (3) 變頻調(diào)速系統(tǒng)的減速(a) 減速過程中的電動(dòng)機(jī)狀態(tài) 加速過程中，必須處理好加速的快慢與拖動(dòng)系統(tǒng)慣性之間的矛盾。 假設(shè)變頻器的輸出頻率從fX1上升至fX2，如圖3(b)所示?！D3轉(zhuǎn)子繞組與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的相對(duì)速度很低，故起動(dòng)瞬間的沖擊電流很小。 (b) 變頻起動(dòng) 這里所說的工頻起動(dòng)，是指電動(dòng)機(jī)直接接上工頻電源時(shí)的起動(dòng)，也叫直接起動(dòng)或全壓起動(dòng)，如圖1(a)所示。 加、減速的時(shí)間與方式(1) 工頻起動(dòng)和變頻起動(dòng)patternstop.Keywords:Accelerationtotime,paper斜坡停機(jī)of 2002年４月第二版)。則電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩TM也將不變，如圖19(b)中之曲線①所示: P＝F根據(jù)電力拖動(dòng)的知識(shí)，加速度的計(jì)算公式是:變頻器的運(yùn)行指令結(jié)束，將在轉(zhuǎn)速控制模式下按預(yù)置的減速時(shí)間減速并停止。切換的時(shí)序圖如圖17所示。由于轉(zhuǎn)矩控制時(shí)不能控制轉(zhuǎn)速的大小，所以，在某些轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)矩控制主要用于起動(dòng)或停止的過渡過程中。如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變，而給定的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩變化(等于TL)，則系統(tǒng)的運(yùn)行如圖16(b)中之曲線③所示:當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，轉(zhuǎn)速為0。 (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)，很難使拖動(dòng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下等速運(yùn)行。(c) 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的限值是受發(fā)熱和過載能力(取決于臨界轉(zhuǎn)矩)制約的。 轉(zhuǎn)矩控制功能 轉(zhuǎn)矩控制與轉(zhuǎn)速控制的區(qū)別(1) 轉(zhuǎn)速控制的特點(diǎn)機(jī)械特性好因此，在具有矢量控制功能的變頻器中，有兩套PID調(diào)節(jié)功能:(a) 用于速度閉環(huán)控制的PID調(diào)節(jié)功能。則該變頻器只能在配接45kW或37kW的電動(dòng)機(jī)時(shí)，矢量控制功能是有效的。將控制卡PGB2插入變頻器的相關(guān)插座4CN中，再將PG的引出線接至控制卡上。圖14圖13(a)所示是編碼器的引出線。, 如圖13(b)所示, 和分別是A相和B相的“非”。 轉(zhuǎn)速反饋矢量控制中編碼器的相關(guān)功能檢測(cè)完畢后, 自動(dòng)轉(zhuǎn)為“0”。以艾默生TD3000系列變頻器為例，其相關(guān)功能如下:，數(shù)據(jù)碼是:“0”—禁止自動(dòng)檢測(cè)。究其原因，是因?yàn)樗哂袃蓚€(gè)十分重要的特點(diǎn):(a) 磁場(chǎng)特點(diǎn)為此，各種變頻器在V/F控制模式下，提供了任意預(yù)置U/f比的功能。 基本U/f線 (4) 弱磁點(diǎn)在大多數(shù)情況下，基本頻率等于電動(dòng)機(jī)的額定頻率，如圖7所示?！　?b) 調(diào)壓調(diào)頻存在的問題　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，否則將引起電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱?；蛘哒f，主磁通ΦM的大小是通過反電動(dòng)勢(shì)E1的大小來體現(xiàn)的。它在定子繞組中產(chǎn)生的自感電動(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: (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: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。 式(4)中: ｎ0—同步轉(zhuǎn)速(即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速), r/min。 變頻引出的特殊問題 異步電動(dòng)機(jī)在頻率下降后出現(xiàn)的問題controlmodecharacteristicsintroduced自動(dòng)檢測(cè)Mechanical2002年４月第二版)。 (3) 載波頻率與輸出功率的關(guān)系對(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)，則載波頻率越高，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)等)越大。在交替過程中，必須有一個(gè)死區(qū)(等待時(shí)間)。 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則是U相和V相間線電壓的波形。中心回避頻率fJ 即回避頻率所在的位置。在上例中，如傳動(dòng)比λ＝2，則: (2) 上限頻率與最高頻率的關(guān)系例如，是否停機(jī)，如繼續(xù)運(yùn)行，則在多大頻率下運(yùn)行等。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。(c) 電路特點(diǎn)，如圖14所示。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。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。例如，將有效０。(2) 死區(qū)的設(shè)置 　 用模擬量給定信號(hào)進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)控制時(shí)，0速控制很難穩(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。將功能碼H301(選擇頻率指令端子A1的信號(hào)值)預(yù)置為0，則給定信號(hào)的范圍為0～＋10V。與XG＝10V對(duì)應(yīng)的頻率是fXM＝，為最高頻率fmax的225％。(Ｕin信號(hào)的范圍)預(yù)置為1，則給定信號(hào)范圍由用戶設(shè)定。 最小限值用Xmin表示，也可以用百分?jǐn)?shù)Xmin％來表示，如圖7(a)所示。在這里，變頻器的最大給定頻率fXM不一定與最大頻率fmax相等。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。其起點(diǎn)為(X＝0，fX＝0)。(2) 數(shù)字量給定與模擬量給定 優(yōu)先選擇數(shù)字量給定。給定信號(hào)的范圍有:0~20mA、4~20mA等。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。鍵盤給定屬于數(shù)字量給定，精度較高。KeyboardAndintroducedFunction圖1voltageprotection瞬時(shí)停電Inverter摘　　要: 本文介紹了變頻器的保護(hù)和顯示功能。and重合閘functionOvervoltagelossof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。關(guān) 鍵 詞: 頻率給定andexamplesanalog電位器給定屬于模擬量給定，精度稍低。給定信號(hào)的范圍有:0~10V、2~10V、0~177。(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。(3) 電壓信號(hào)與電流信號(hào) 優(yōu)先選擇電流信號(hào)。 則:UG＝0V與fX＝0Hz相對(duì)應(yīng)。 偏置頻率和頻率增益設(shè)定方式 (1) 偏置頻率 部分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。 圖5 頻率增益 坐標(biāo)設(shè)定方式 部分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。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1～5V，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)中之曲線②所示(曲線①為基本頻率線)。(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0~10V，針對(duì)這種情況，首先應(yīng)正確作出頻率給定線。將功能碼F03(最高輸出頻率1)預(yù)置為50Hz。實(shí)例2用戶要求:當(dāng)模擬量給定信號(hào)為(0～10)V時(shí)，變頻器的輸出頻率為(0～30)Hz。即，萬一給定信號(hào)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(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)。 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)。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(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)。在調(diào)速時(shí), 各單元必須同時(shí)調(diào)節(jié)。(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。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)。 回避頻率(1) 基礎(chǔ)概念 任何機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，都或多或少會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)。(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。脈動(dòng)電流將使電動(dòng)機(jī)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。(b) 高頻電流的影響如圖19(b)所示。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。講座二—電動(dòng)機(jī)特性的控制功能 ControlMotor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。旋轉(zhuǎn)編碼器modeAnd 漏磁通Φ0是未穿過空氣隙與轉(zhuǎn)子繞組相鏈的部分，它并不傳遞能量，它在定子繞組中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)只起電抗的作用，稱為漏磁電抗X1，其壓降為I1X1?！‰妱?dòng)機(jī)的磁路將飽和，由于在變頻調(diào)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，如不采取措施的話，磁通的變化范圍也是非常大的。 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Φ保持不變: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。 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)速性能的主要因素當(dāng)頻率fX下降時(shí)，輸入電壓U1X隨之下降。為了確保電動(dòng)機(jī)在低頻運(yùn)行時(shí)，