【正文】 表明，反電動勢是定子側(cè)輸入電壓減去阻抗壓降的結(jié)果。異步電動機的電磁轉(zhuǎn)矩是轉(zhuǎn)子電流和磁通相互作用的結(jié)果。但反電動勢是由定子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁通而感生的，無法從外部進行控制。下半部則是勵磁電流的波形。由式(8)知, 當(dāng)頻率fX下降時，反電動勢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ΦM和電磁功率PM的增大。主磁通Φ1 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。 異步電動機的能量傳遞 (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pCu1和定子鐵心的鐵損pFe1)后，便是通過磁場傳遞給轉(zhuǎn)子的功率，稱為電磁功率，用PM表示:然而, 式(1)表明, 電動機的輸入功率和頻率之間卻并無直接關(guān)系。這是因為，異步電動機的轉(zhuǎn)速和頻率有關(guān):P2─電動機輸出的機械功率，kW。(b) 電動機的輸出功率電動機是用來拖動負(fù)載旋轉(zhuǎn)的，因此，其輸出功率便是軸上的機械功率:Torqueinterrelatedthe轉(zhuǎn)矩控制Abstract:ThisImproving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。(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。 載波頻率大小的影響(1) 載波頻率對變頻器輸出電流的影響(a) 載波頻率與電流波形 　運行頻率越低, 則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)提高載波頻率, 可以改善電流波形。在這里，正弦波稱為調(diào)制波，三角波稱為載波。 圖16 回避頻率 設(shè)置回避頻率fJ的目的，就是使拖動系統(tǒng)回避掉可能引起諧振的轉(zhuǎn)速，如圖16所示。要求的最高轉(zhuǎn)速是600r/min，最低轉(zhuǎn)速是150r/min。有的變頻器也可以預(yù)置多檔點動頻率。 頻率給定的其他功能(1) 頻率指令的保持功能 變頻器在停機后, 是否保持停機前的運行頻率的選擇功能。(b) 同步信號的取出通常，各單元都有線速度的檢測裝置，如圖14中的SV1和SV2所示。 圖13 主給定與輔助給定 (2) 應(yīng)用舉例(a) 多單元拖動系統(tǒng)的同步運行 圖14 自動同步控制 在造紙、印染等機械中，整臺機器具有若干個單元，每個單元都有各自獨立的拖動系統(tǒng), 如圖14所示:第１單元由電動機Ｍ１拖動，第二單元由電動機Ｍ２拖動……。濾波時間常數(shù)，是指給定信號上升至穩(wěn)定值63％所需的時間。就是說，變頻器的最小給定信號不等于0(Xmin≠0)。3 模擬量給定的正、反轉(zhuǎn)控制與濾波 模擬量給定的正、反轉(zhuǎn)功能(1) 控制方式 主要有兩種方式:(a) 由雙極性給定信號控制 給定信號可－可＋，正信號控制正轉(zhuǎn)，負(fù)信號控制反轉(zhuǎn)，如圖11(a)所示。(b) 選用安川G7A系列變頻器，如圖9(c)所示。圖9中，曲線①為基本頻率給定線。(b) 選用瓦薩CX系列變頻器如圖8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，而是通過預(yù)置給定信號或給定頻率的上、下限值來間接地進行坐標(biāo)預(yù)置。fmax─變頻器預(yù)置的最大頻率，Hz。在模擬量給定時，是與最大給定信號對應(yīng)的頻率。2 模擬量給定的調(diào)整功能 基礎(chǔ)概念(1) 頻率給定線的定義 由模擬量進行頻率給定時，變頻器的給定信號X(X是給定信號的統(tǒng)稱，既可以是電壓信號UG，也可以是電流信號IG與對應(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。例如，可顯示運行過程中的各種參數(shù)，以及故障代碼等。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。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的方式。analogmandwith　頻率給定線　偏置頻率Abstract:Thisand因此，從根本上說，對電動機進行過載保護的目的，是使電動機不因過熱而燒壞。ofRestartpreventioninverter.Keywords:Overintroduced運行數(shù)據(jù)ofFunction防止跳閘papertheStallState 電動機過載的保護功能 基礎(chǔ)概念電動機過載的基本特征是溫升超過額定溫升。當(dāng)電動機產(chǎn)生的熱量和散發(fā)的熱量相平衡時，溫升不再增... ...講座一—頻率的給定與相關(guān)功能 Reference外接模擬量給定functionapplication.Keywords: FrequencyExternalmand1 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。 變頻器的面板通?？梢匀∠?，通過延長線安置在用戶操作方便的地方，如圖2所示。5V等。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。 但由于電流信號電路比較復(fù)雜，故在距離不遠(yuǎn)的情況下，仍以選用電壓給定方式居多。(2) 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。(b) 百分?jǐn)?shù)表示 用百分?jǐn)?shù)fBI％表示: (2) 頻率增益 當(dāng)給定信號為最大值Xmax時，對應(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％─頻率增益，％。如果要求頻率與給定信號成反比的話，則起點為(Xmin，fmax)，坐標(biāo)為(Xmax，fmin)，如圖6(b)所示。將功能碼C120(FSV端子輸入模式)預(yù)置為3，則端子FSV輸入的給定信號范圍預(yù)置為1～5Ｖ。又由ＸG＝5V、fX＝50Hz得到頻率給定線②的終點Ｂ。將功能碼F18(頻率偏置)預(yù)置為，使與1V對應(yīng)的頻率為0Hz。 圖10 實例2之頻率給定線注意:變頻器的最大頻率不能小于基本頻率(通常等于額定頻率)，故本例中不能把最大頻率預(yù)置為30Hz。 對此，變頻器設(shè)置了一個有效0功能。 圖12 給定信號的濾波濾波的目的, 是消除干擾信號對頻率給定信號的影響。疊加后在頻率給定線如圖13中的曲線②和曲線③所示。各單元的運行線速度必須步調(diào)一致, 即實現(xiàn)同步運行。1單元是主令單元，不需要進行微調(diào)。所以，點動頻率(用fJ表示)是通過功能預(yù)置來確定的。以某攪拌機為例，如圖15(a)所示。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(yán)重后果。脈寬調(diào)制的基本方法是:各脈沖的上升沿和下降沿都是由正弦波和三角波的交點決定的，如圖17所示。所以, 有的變頻器對于調(diào)節(jié)載波頻率的功能, 稱為音調(diào)調(diào)節(jié)功能。 圖18 載波頻率對輸出電流的影響 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)。電磁感應(yīng)對其他設(shè)備的干擾 高頻電流產(chǎn)生的高頻磁場將通過電磁感應(yīng)對其他設(shè)備的控制線路產(chǎn)生干擾。參考文獻(略)作者簡介張燕賓(1937) 男 高級工程師 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。for矢量控制improvingsboost圖1式(2)中:(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。 定子側(cè)的等效電路如上述，把能量從定子傳遞給轉(zhuǎn)子的是主磁通ΦM，而主磁通ΦM在電路中通過反電動勢E1來體現(xiàn)，所以，電磁功率可計算如下:圖4的上半部是電動機的磁化曲線。 Φ＝const (2) 保持磁通不變的方法由式(8)知，保持Φ＝const的準(zhǔn)確方法是: 即，在調(diào)節(jié)頻率時，必須保持反電動勢E1X和頻率fX的比值不變。圖5由式(12)知, 磁通ΦM也必減小，磁通不變的要求并沒有真正得到滿足，結(jié)果是導(dǎo)致電動機的臨界轉(zhuǎn)矩也減小。這種方法稱為轉(zhuǎn)矩補償或轉(zhuǎn)矩提升，這種控制方式稱為V/F控制模式。圖8在這種情況下，由于U/f比將隨頻率的上升而下降，電動機磁路內(nèi)的磁通也因此而減小，處于弱磁運行狀態(tài)。各類負(fù)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(fù)載阻轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的二次方成正比，如圖9中的曲線①所示。(c) 恒功率負(fù)載在不同的轉(zhuǎn)速下，負(fù)載功率保持恒定，其機械特性呈雙曲線狀，如圖9中之曲線③所示。仿照直流電動機的控制特點，對于調(diào)節(jié)頻率的給定信號，分解成和直流電動機具有相同特點的磁場電流信號i*M和轉(zhuǎn)矩電流信號i*T，并且假想地看作是兩個旋轉(zhuǎn)著的直流磁場的信號。 圖12根據(jù)在實行矢量控制時，是否需要轉(zhuǎn)速反饋的特點，而有無反饋和有反饋矢量控制之分。由于轉(zhuǎn)速大小直接由速度傳感器測量得到，既準(zhǔn)確、又迅速。因此，把電動機銘牌上的額定數(shù)據(jù)以及定、轉(zhuǎn)子的參數(shù)輸入給變頻器，就是實現(xiàn)矢量控制的必要條件。但檢測的具體方法，各種變頻器不盡相同。(c) 按變頻器鍵盤上的RUN鍵, 變頻器將執(zhí)行自動“2”—變頻器設(shè)置了一個自動檢測的操作程序(說明書中稱為“調(diào)諧宏”)。和變頻器配用的測速裝置大多采用旋轉(zhuǎn)編碼器。兩者在相位上互差90176。 編碼器的信號與接線 (2) 編碼器與變頻器的聯(lián)接以生產(chǎn)變頻器的同一家公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)電動機或變頻調(diào)速專用電動機為最佳，一般的通用電動機也都可用。低頻轉(zhuǎn)矩大迄今為止，我們所討論的變頻調(diào)速，都是以控制電動機的轉(zhuǎn)速為目的的，其基本特點有:(a) 變頻器輸出頻率的大小(從而電動機轉(zhuǎn)速的高低)隨給定信號的大小而變。轉(zhuǎn)矩控制是矢量控制模式下的一種特殊控制方式。 轉(zhuǎn)矩控制的概念 轉(zhuǎn)矩控制時的轉(zhuǎn)速當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL小于TMX時，拖動系統(tǒng)將加速，并且一直加速至變頻器預(yù)置的上限頻率，拖動系統(tǒng)將按上限轉(zhuǎn)速ｎH運行。(b) t2時段 (c) t3時段 (20) (c) 在轉(zhuǎn)矩控制模式下起動的優(yōu)點圖(b)是負(fù)載較重時的情形。 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。and減速方式accelerationAnds 工頻起動電源電壓為額定電壓(380V), 如圖1(b)的下部所示。當(dāng)電動機的容量較大時，其起動電流將對電網(wǎng)產(chǎn)生干擾。 一方面，在生產(chǎn)實踐中，拖動系統(tǒng)的加速過程屬于不進行生產(chǎn)的過渡過程，從提高生產(chǎn)率的角度出發(fā)，加速過程應(yīng)該越短越好。 電動機從較高轉(zhuǎn)速降至較低轉(zhuǎn)速的過程稱為減速過程。 減速過程 (b) 泵升電壓　所以，和頻率下降速度有關(guān)的因素有:在一般情況下，直流電壓的升高是更為主要的因素。 加速時間的定義 (b) 減速時間的定義 減速時間的定義如圖5(b)所示。變頻器設(shè)置的加速方式有:例如，電梯在開始起動以及轉(zhuǎn)入等速運行時，從考慮乘客的舒適度出發(fā)，應(yīng)減緩速度的變化，以采用S形加速方式為宜。圖6(c)所示方式主要用于如風(fēng)機一類具有較大慣性的二次方律負(fù)載中，由于低速時負(fù)荷較輕，故可按線性方式加速，以縮短加速過程。半S形方式 變頻調(diào)速的起動功能 起動頻率與暫停加速功能(1) 起動頻率(a) 功能含義錐形電動機如果從0Hz開始逐漸升速, 將導(dǎo)致定、轉(zhuǎn)子之間的磨擦。 低頻持續(xù)時間如果電動機在起動前，拖動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速不為0(nm=0)的話，而變頻器的輸出頻率(從而同步轉(zhuǎn)速n0)從0Hz開始上升，則在起動瞬間，電動機或處于強烈的再生制動狀態(tài)(起動前為正轉(zhuǎn)時)，或處于反接制動狀態(tài)(起動前為反轉(zhuǎn)時)，如圖10(a)所示，容易引起電動機的過電流。直流制動時間即進行直流制動(施加直流電壓)的時間tDB。 變頻調(diào)速的停機功能 基礎(chǔ)概念(1)電動機的停機方式由于停機時間的長短由拖動系統(tǒng)的慣性決定, 故也稱為慣性停機, 如圖11(b)所示。(b) 停留時間tDD，如圖11(d)所示。 (b) 方法和原理如圖12(a), 由于定子繞組內(nèi)通入的是直流電流，故定子磁場的轉(zhuǎn)速為0。 采用直流制動時，需預(yù)置以下功能:(a) 直流制動的起始頻率fDB 變頻器的預(yù)勵磁和零伺服功能 基礎(chǔ)概念(1) 電磁制動電動機及其控制特點對于要求停機位置十分準(zhǔn)確的場合，常常采用帶有機械制動功能的電磁制動電動機。圖13 當(dāng)接觸器KM斷開、電動機Ｍ未運行時，制動電磁鐵的線圈YB處于失電狀態(tài)，制動器的抱閘為抱緊狀態(tài)。 在“有反饋矢量控制”方式下，當(dāng)變頻器的運行信號有效，但頻率給定信號為0Hz時, 可以使變頻器向電動機提供足夠的勵磁電流，產(chǎn)生足夠大的零速轉(zhuǎn)矩，以防止重物“溜鉤”。 生產(chǎn)實踐中，有時會遇到這樣的情況:在拖動系統(tǒng)正在加速的過程中，又得到減速或停機的指令。曲線①是在運行指令時間較長情況下的Ｓ形加速曲線。對此，有的變頻器設(shè)置了加、減速時間的最小極限功能。(d) 最優(yōu)減速方式 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。Function可編程控制端ofremoteuseBasicterminalsfunctionof目標(biāo)信號比例帶inverter39