【正文】 在給定信號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 稱為基本頻率給定線。 但由于受聯(lián)接線長度的限制，控制面板與變頻器之間的距離不能過長。電流信號 以電流大小作為給定信號。(3) 外部給定方式 從外接輸入端子輸入頻率給定信號，來調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率的大小，稱為外部給定，或遠(yuǎn)控給定。(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 頻率的大小通過鍵盤上的升鍵(▲鍵)和降鍵(q鍵)來進(jìn)行給定。inputinverter.paperInterrelated 電動機(jī)的溫升曲線(1) 溫升曲線及其含義電動機(jī)運(yùn)行時，其損耗功率(主要是銅損)必然要轉(zhuǎn)換成熱能，使電動機(jī)的溫度升高。terminalsOverloadthe過電壓theMonitor過電流跳閘原因Abstract: Thisofcurrenttrip1故溫升不可能按線性規(guī)律上升，而是越升越慢?！∶姘褰o定　interrelatedforfrequency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。10V、0~5V、1~5V、0~177。 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。因?yàn)殡娏餍盘栐趥鬏斶^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)。UG＝10V與fX＝50Hz相對應(yīng)。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。不同變頻器的具體方法又略有差異，介紹如下:(1) 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。 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8(b)所示:將功能碼B001(最大頻率的簡單設(shè)定)預(yù)置為1，則最高頻率選擇為50Hz。如圖9(a)所示，由ＸG＝1V、fX＝0Hz得到頻率給定線②的起點(diǎn)Ａ。將功能碼F17(頻率設(shè)定信號增益)預(yù)置為225％，使與5V對應(yīng)的頻率為50Hz。解決方法:可將最大給定信號時的頻率增益G％預(yù)置為60％，如圖10中曲線②所示。 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(jī)械。圖中，綜坐標(biāo)是給定信號的百分?jǐn)?shù)X％。 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。各單元的微調(diào) 當(dāng)從動單元與主令單元的不一致時，數(shù)據(jù)處理器將輸出一個微調(diào)信號給從動單元，使從動單元的線速度和主令單元相等。因?yàn)橹饕糜谡{(diào)試，故所需頻率較低，一般也不需要調(diào)節(jié)。5 頻率的限制功能 上、下限頻率(1) 基礎(chǔ)概念(a) 生產(chǎn)機(jī)械對轉(zhuǎn)速范圍的要求 生產(chǎn)機(jī)械根據(jù)工藝過程的實(shí)際需要，常常要求對轉(zhuǎn)速范圍進(jìn)行限制。每臺機(jī)器又都有一個固有振蕩頻率，它取決于機(jī)械的結(jié)構(gòu)。6 載波頻率的選擇功能 基礎(chǔ)概念 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。改變載波頻率時, 電磁噪聲的音調(diào)也將發(fā)生改變。載波頻率越高，則死區(qū)的累計值越大，變頻器的平均輸出電流越小。(4) 載波頻率與環(huán)境溫度當(dāng)環(huán)境溫度升高時，逆變橋中，上、下兩個逆變管在交替導(dǎo)通過程中的死區(qū)將變窄，嚴(yán)重時可導(dǎo)致橋臂直通(短路)而損壞變頻器。Function關(guān) 鍵 詞: 控制模式forit39。TorqueEncoder異步電動機(jī)的輸入輸出如圖1所示。ｎM─電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速，r/min。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) 異步電動機(jī)的能量傳遞(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，其電動勢平衡方程如下:它極容易使電動機(jī)的磁路嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致勵磁電流的波形嚴(yán)重畸變，產(chǎn)生峰值很高的尖峰電流，如圖4所示。設(shè)頻率的調(diào)節(jié)比為:滿足式(16)的情況下進(jìn)行變頻調(diào)速時，隨著頻率的下降，電動機(jī)的臨界轉(zhuǎn)矩和帶負(fù)載能力(用有效轉(zhuǎn)矩ＴMEX表示)也有所下降，如圖5所示。式(9)可以改寫為:但在負(fù)載不變的情況下，電流I1及其阻抗壓降卻基本不變, 于是反電動勢E1X所占的比例必將減小。如圖6中之曲線②所示(曲線①是KU＝Kf的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8(a)所示。當(dāng)電動機(jī)的運(yùn)行頻率高于額定頻率時，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。低速時的阻轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)速時是基本相同的。(b) 預(yù)置要點(diǎn)從而得到與直流電動機(jī)類似的硬機(jī)械特性, 提高了低頻時的帶負(fù)載能力。有反饋矢量控制則必須在電動機(jī)輸出軸上增加轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)，如圖12中的虛線所示。而進(jìn)行計算的最基本條件，是必須盡可能多地了解電動機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。對此，當(dāng)代的許多變頻器都已經(jīng)配置了自動檢測電動機(jī)參數(shù)的功能?！?b) “1”。當(dāng)變頻器的控制方式預(yù)置為有反饋矢量控制方式時，轉(zhuǎn)速測定是十分重要的一個環(huán)節(jié)。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, 其輸出信號分為兩相:Ａ相和B相。 編碼器與變頻器的聯(lián)接(a) 電動機(jī)的容量 尤其是有轉(zhuǎn)速反饋的矢量控制方式，其動態(tài)響應(yīng)時間一般都能小于100ms。同時，可以預(yù)置轉(zhuǎn)矩上限。同時，必須預(yù)置轉(zhuǎn)速上限。負(fù)載的輕重是隨機(jī)的以電氣機(jī)車和電梯為例, 乘客時多時少, 無規(guī)律可循。 (b) 拖動系統(tǒng)的加速度圖18在圖18中，圖(a)是負(fù)載較輕時的情形。 (2) 用于恒張力控制所以，卷繞功率是恒定的:拖動系統(tǒng)將處于減速狀態(tài)，滿足圖19(c)所示的轉(zhuǎn)速變化規(guī)律。 高級工程師Acceleration加速方式直流制動預(yù)勵磁功能ofpattern.motor39。time　　起動電流大。仍以4極電動機(jī)為例，假設(shè)在接通電源瞬間，則同步轉(zhuǎn)速只有15r/min，轉(zhuǎn)子繞組與旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度只有工頻起動時的百分之一。 加速過程 (b) 加速過程的主要矛盾由于所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方向相反，能夠促使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速迅速地降下來，故也稱為再生制動狀態(tài)。 (c) 多余能量的消耗　如上述，頻率下降時，電動機(jī)處于再生制動狀態(tài)。泵升電壓 所以，減速過程必須解決好的主要問題是在防止減速電流過大和直流電壓過高的前提下，盡可能地縮短減速過程。定義1定義２ 加速過程中，變頻器的輸出頻率隨時間上升的關(guān)系曲線，稱為加速方式。圖6 在加速的起始和終了階段，頻率的上升較緩，加速過程呈S形，如圖6(b)所示。而在終了階段或初始階段，按S形方式加速，如圖6(c)和6(d)所示。線性方式2(a) 功能含義有些機(jī)械在環(huán)境溫度較低的情況下，潤滑油容易凝固，故要求先在低速下運(yùn)行一個短時間，使?jié)櫥拖♂尯笤偌铀佟?起動前先在電動機(jī)的定子繞組內(nèi)通入直流電流，以保證電動機(jī)在零速的狀態(tài)下開始起動。 起動前的直流制動3圖11 變頻器通過停止輸出來停機(jī), 這時, 電動機(jī)的電源被切斷, 拖動系統(tǒng)處于自由制動狀態(tài)。在下列情況下, 應(yīng)考慮預(yù)置暫停減速功能:(2) 設(shè)置暫停減速的方式和暫停加速相同，需要預(yù)置的參數(shù)有:(a) 暫停減速的頻率fDD。采用直流制動, 可以實(shí)現(xiàn)快速停機(jī), 并消除爬行現(xiàn)象。 直流制動就是向定子繞組內(nèi)通入直流電流, 使異步電動機(jī)處于能耗制動狀態(tài)。 直流制動原理和預(yù)置4 (2) 起重機(jī)械的溜鉤問題圖14 圖14(a)是運(yùn)行指令，圖14(b)是加、減速曲線。 某些生產(chǎn)機(jī)械，出于特殊的需要，要求加、減速時間越短越好。在加速過程中，使加速電流保持在變頻器額定電流的120%(IA≯120%IN)，使加速過程最優(yōu)化。 退休前在宜昌市自動化研究所工作，曾任自動化研究所副所長、宜昌市科委駐深圳聯(lián)絡(luò)處主任。Control關(guān) 鍵 詞: 輸入控制端子多檔速功能functionforinterminalsoutputUP/DOWN 變頻器的控制功能 基礎(chǔ)概念圖1Function程序步thefunc。stheAnalogcontrol terminalswithcontrol.the開關(guān)量輸出端and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。 當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械發(fā)生緊急情況時，將發(fā)出緊急停機(jī)信號。其基本含義是:(a) 最快加速方式曲線②和曲線③是在加速過程尚未完成，而運(yùn)行指令已經(jīng)結(jié)束時的減速曲線。這時，就出現(xiàn)了加速過程和減速過程的銜接問題。 (1) 預(yù)勵磁功能 同樣，當(dāng)重物從上升或下降的運(yùn)動狀態(tài)轉(zhuǎn)為停止?fàn)顟B(tài)時，如果使電動機(jī)和制動電磁鐵YB同時斷電，則因?yàn)楸чl從斷電到完全抱緊，需要時間，在抱閘尚未完全抱緊的過程中，重物也必將下滑，形成“溜鉤”。(a) 電磁制動電動機(jī)簡介 在大多數(shù)情況下, 直流制動都是和再生制動配合使用的。這時, 轉(zhuǎn)子繞組切割磁力線后產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相反, 是制動轉(zhuǎn)矩。 對于需要準(zhǔn)確行車的場合，如卷揚(yáng)機(jī)，為準(zhǔn)確停車，即在低速短時運(yùn)行即爬行后，再減至0Hz，即可達(dá)到準(zhǔn)確停車的目的。 (c) 減速加直流制動如圖10(b)所示。例如:拖動系統(tǒng)以自由制動的方式停機(jī)，在尚未停住前又重新起動。變頻器直接輸出起動頻率fS后暫停加速，停留tDR后再加速，如圖9(b)所示。對于附有機(jī)械制動裝置的電磁制動電動機(jī)，在磁抱閘松開過程中，為了減小閘皮和閘輥之間的磨擦，要求先在低頻下運(yùn)行，待磁抱閘完全松開后再升速，等等。電動機(jī)起動后，先在較低頻率fDR下運(yùn)行一個短時間，然后再繼續(xù)加速的功能。所以, 設(shè)置了起動頻率, 可以在起動時很快建立起足夠的磁通, 使轉(zhuǎn)子與定子間保持一定的空氣隙等等。 減速方式 高速時負(fù)荷較重，加速過程應(yīng)減緩，以減小加速電流。線性方式 (2) 加、減速方式(a) 加速方式定義１ 變頻器的輸出頻率從0Hz上升到最高頻率所需要的時間。 加、減速的功能設(shè)置 和加速過程相同，在生產(chǎn)實(shí)踐中，拖動系統(tǒng)的減速過程也屬于不進(jìn)行生產(chǎn)的過渡過程，故減速過程應(yīng)該越短越好。制動電流在變頻調(diào)速系統(tǒng)中，是通過降低變頻器的輸出頻率來實(shí)現(xiàn)減速的，如圖4(b)所示。 另一方面，也減小了起動過程中的動態(tài)轉(zhuǎn)矩，加速過程將能保持平穩(wěn)，減小了對生產(chǎn)機(jī)械的沖擊。電動機(jī)的輸入電壓也從最低電壓開始逐漸上升，如圖2(b)的下部所示。 采用變頻調(diào)速的電路如圖2(a)所示, 起動過程的特點(diǎn)有:圖2由于轉(zhuǎn)子繞組與旋轉(zhuǎn)磁場的相對速度很高，故轉(zhuǎn)子電動勢和電流都很大，從而定子電流也很大，可達(dá)額定電流的(4～7)倍，如圖1(c)所示。Startingstartbetime,起動頻率Deceleration 宜昌市自動化學(xué)會理事長、湖北省自動化學(xué)會常務(wù)理事。如圖19(c)中之曲線④所示。如圖19(b)中之曲線②所示。 (21)l負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩隨被卷物卷徑的增大而增大:(a) 卷繞機(jī)械的工作特點(diǎn)對加、減速過程的要求很高 轉(zhuǎn)矩控制和轉(zhuǎn)速控制的時序圖 (a) t1時段當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL超過TMX時, 拖動系統(tǒng)將減速。其主要特點(diǎn)是:(a) 給定信號并不用于控制變頻器輸出頻率的大小, 而是用于控制電動機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩的大小，如圖15所示:當(dāng)給定信號為10V時，電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為最大值Tmax(如圖中之狀態(tài)①)。(b) 電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩大小是不能控制的, 它總是和負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩處于平衡狀態(tài)。能進(jìn)行四象限運(yùn)行。 即使運(yùn)行在1Hz()時, 也能產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)矩,且不會產(chǎn)生在V/F控制方式中容易遇到的磁路飽和現(xiàn)象。當(dāng)采用有反饋矢量控制模式時，變頻器存在著一個轉(zhuǎn)速反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，并且為此專門配置了PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)。但特殊電動機(jī)(如高轉(zhuǎn)差電動機(jī)等)則不能用。電動機(jī)的容量應(yīng)盡可能與變頻器說明書中標(biāo)明的“配用電動機(jī)容量”相符，最多低一個檔次。 式(18)中: p0—編碼器每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)，p/r。177。 (1) 旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出信號“2”時，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。 (1) 自動檢測功能與無反饋矢量控制模式相比，具有機(jī)械特性更硬、頻率調(diào)節(jié)范圍更大、動態(tài)響應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。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(jìn)行必要的修正，從而在不同頻率下運(yùn)行時，得到較硬機(jī)械特性的控制模式。當(dāng)給定信號改變時，也和直流電動機(jī)一樣，只改變其中一個信號，從而使異步電動機(jī)的調(diào)速控制具有和直流電動機(jī)類似的特點(diǎn)。在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速時，只調(diào)節(jié)其中一個電路的參數(shù)。它的主磁場和電樞磁場在空間是互相垂直的，如圖11(a)所示。 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退贂r的阻轉(zhuǎn)矩比額定轉(zhuǎn)速時還要大得多。低速時的阻轉(zhuǎn)矩比額定轉(zhuǎn)矩小得多。因此，通常把轉(zhuǎn)折點(diǎn)Ａ稱為弱磁點(diǎn)。 基本頻率 (3) 基本U/f線圖62式(17)