【正文】 inverter39。目標信號ofterminalsuseof 宜昌市自動化學會理事長、湖北省自動化學會常務(wù)理事。(d) 最優(yōu)減速方式對此，有的變頻器設(shè)置了加、減速時間的最小極限功能。 當接觸器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)。 變頻器的預勵磁和零伺服功能 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確的場合，常常采用帶有機械制動功能的電磁制動電動機。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。(b) 停留時間tDD，如圖11(d)所示。直流制動時間即進行直流制動(施加直流電壓)的時間tDB。 低頻持續(xù)時間錐形電動機如果從0Hz開始逐漸升速, 將導致定、轉(zhuǎn)子之間的磨擦。 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) 功能含義圖6(c)所示方式主要用于如風機一類具有較大慣性的二次方律負載中，由于低速時負荷較輕，故可按線性方式加速，以縮短加速過程。 減速時間的定義如圖5(b)所示。 加速時間的定義 (b) 減速時間的定義在一般情況下，直流電壓的升高是更為主要的因素。　 減速過程電源電壓為額定電壓(380V), 如圖1(b)的下部所示。Andand圖(b)是負載較重時的情形。 (20) (c) 在轉(zhuǎn)矩控制模式下起動的優(yōu)點(b) t2時段 轉(zhuǎn)矩控制時的轉(zhuǎn)速當負載轉(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置的上限頻率，拖動系統(tǒng)將按上限轉(zhuǎn)速ｎH運行。轉(zhuǎn)矩控制是矢量控制模式下的一種特殊控制方式。和變頻器配用的測速裝置大多采用旋轉(zhuǎn)編碼器。(c) 按變頻器鍵盤上的RUN鍵, 變頻器將執(zhí)行自動但檢測的具體方法，各種變頻器不盡相同。由于轉(zhuǎn)速大小直接由速度傳感器測量得到，既準確、又迅速。 圖12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9中的曲線①所示。圖8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)果是導致電動機的臨界轉(zhuǎn)矩也減小。 Φ＝const (2) 保持磁通不變的方法由式(8)知，保持Φ＝const的準確方法是:圖4的上半部是電動機的磁化曲線。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: 定子側(cè)的等效電路(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。s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。 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)。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。以某攪拌機為例，如圖15(a)所示。1單元是主令單元，不需要進行微調(diào)。疊加后在頻率給定線如圖13中的曲線②和曲線③所示。 對此，變頻器設(shè)置了一個有效0功能。將功能碼F18(頻率偏置)預置為，使與1V對應(yīng)的頻率為0Hz。將功能碼C120(FSV端子輸入模式)預置為3，則端子FSV輸入的給定信號范圍預置為1～5Ｖ。(b) 百分數(shù)表示 用百分數(shù)fBI％表示: (2) 頻率增益 當給定信號為最大值Xmax時，對應(yīng)的最大給定頻率fXM與變頻器預置的最大輸出頻率fmax之比的百分數(shù)，用G％表示:式中，Ｇ％─頻率增益，％。 但由于電流信號電路比較復雜，故在距離不遠的情況下，仍以選用電壓給定方式居多。5V等。mand1 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。application.Keywords: Frequency外接模擬量給定 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。paper防止跳閘Function運行數(shù)據(jù)inverter.Keywords:Overpreventionofandwithanalog圖2面板遙控給定 此外, 采用哪一種給定方式, 須通過功能預置來事先決定。例如，可顯示運行過程中的各種參數(shù)，以及故障代碼等。在模擬量給定時，是與最大給定信號對應(yīng)的頻率。 圖6 直接預置坐標調(diào)整頻率給定線 (2) 上、下限值預置 有的變頻器并不直接預置坐標點，而是通過預置給定信號或給定頻率的上、下限值來間接地進行坐標預置。圖9中，曲線①為基本頻率給定線。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)，負信號控制反轉(zhuǎn)，如圖11(a)所示。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。(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。有的變頻器也可以預置多檔點動頻率。 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。 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, 故適當提高載波頻率, 可以改善電流波形。Improvingthe(b) 電動機的輸出功率電動機是用來拖動負載旋轉(zhuǎn)的，因此，其輸出功率便是軸上的機械功率:P2─電動機輸出的機械功率，kW。 顯然，頻率下降的結(jié)果必將導致電磁功率PM的“中部崛起”，這意味著磁通的大量增加。由式(8)知, 當頻率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，并導致磁通ΦM和電磁功率PM的增大。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。式(17)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。圖6 基本頻率 (3) 基本U/f線因此，通常把轉(zhuǎn)折點Ａ稱為弱磁點。低速時的阻轉(zhuǎn)矩比額定轉(zhuǎn)速時還要大得多。 變頻器為用戶提供的U/f線 (3) U/f線的預置要點(a) 預置不當?shù)暮蠊斀o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。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。 (1) 自動檢測功能“2”時，該操作程序開始運行，并在顯示屏上指導用戶進行必要的功能預置和操作。177。 式(18)中: p0—編碼器每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)，p/r。但特殊電動機(如高轉(zhuǎn)差電動機等)則不能用。 即使運行在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。(b) 電動機的轉(zhuǎn)矩大小是不能控制的, 它總是和負載的阻轉(zhuǎn)矩處于平衡狀態(tài)。 轉(zhuǎn)矩控制和轉(zhuǎn)速控制的時序圖 (a) t1時段對加、減速過程的要求很高(a) 卷繞機械的工作特點 (21)l負載的阻轉(zhuǎn)矩隨被卷物卷徑的增大而增大:如圖19(b)中之曲線②所示。 宜昌市自動化學會理事長、湖北省自動化學會常務(wù)理事。起動頻率time,startStarting電動機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。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現(xiàn)減速的，如圖4(b)所示。制動電流 和加速過程相同，在生產(chǎn)實踐中，拖動系統(tǒng)的減速過程也屬于不進行生產(chǎn)的過渡過程，故減速過程應(yīng)該越短越好。線性方式對于附有機械制動裝置的電磁制動電動機，在磁抱閘松開過程中，為了減小閘皮和閘輥之間的磨擦，要求先在低頻下運行，待磁抱閘完全松開后再升速，等等。例如:拖動系統(tǒng)以自由制動的方式停機，在尚未停住前又重新起動。 (c) 減速加直流制動 對于需要準確行車的場合，如卷揚機，為準確停車，即在低速短時運行即爬行后，再減至0Hz，即可達到準確停車的目的。 (1) 預勵磁功能這時，就出現(xiàn)了加速過程和減速過程的銜接問題。曲線②和曲線③是在加速過程尚未完成，而運行指令已經(jīng)結(jié)束時的減速曲線。 當生產(chǎn)機械發(fā)生緊急情況時，將發(fā)出緊急停機信號。andcontrol.control terminalsfunc。程序步圖1UP/DOWNterminalsfor多檔速功能Control 圖14(a)是運行指令，圖14(b)是加、減速曲線。 (2) 起重機械的溜鉤問題 直流制動原理和預置采用直流制動, 可以實現(xiàn)快速停機, 并消除爬行現(xiàn)象。 變頻器通過停止輸出來停機, 這時, 電動機的電源被切斷, 拖動系統(tǒng)處于自由制動狀態(tài)。 起動前的直流制動3 起動前先在電動機的定子繞組內(nèi)通入直流電流，以保證電動機在零速的狀態(tài)下開始起動。有些機械在環(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行一個短時間，使?jié)櫥拖♂尯笤偌铀?。線性方式 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。 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。定義２定義1　如上述，頻率下降時，電動機處于再生制動狀態(tài)。由于所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的方向相反，能夠促使電動機的轉(zhuǎn)速迅速地降下來，故也稱為再生制動狀態(tài)。 加速過程仍以4極電動機為例，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。起動電流大。motor39。of加速方式 高級工程師 (2) 用于恒張力控制圖18負載的輕重是隨機的以電氣機車和電梯為例, 乘客時多時少, 無規(guī)律可循。同時，必須預置轉(zhuǎn)速上限。和變頻器配用的旋轉(zhuǎn)編碼器通常為二相(Ａ相和B相)原點輸出型, 其輸出信號分為兩相:Ａ相和B相。　而進行計算的最基本條件，是必須盡可能多地了解電動機的各項數(shù)據(jù)。低速時的阻轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)速時是基本相同的。當電動機的運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點以后所示。如圖6中之曲線②所示(曲線①是KU＝Kf的U/f線)。式(9)可以改寫為:滿足式(16)的情況下進行變頻調(diào)速時，隨著頻率的下降，電動機的臨界轉(zhuǎn)矩和帶負載能力(用有效轉(zhuǎn)矩ＴMEX表示)也有所下降，如圖5所示。設(shè)頻率的調(diào)節(jié)比為:(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: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) 異步電動機的能量傳遞異步電動機的輸入輸出如圖1所示。TorqueforFunction改變載波頻率時, 電磁噪聲的音調(diào)也將發(fā)生改變。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)。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)。圖中，綜坐標是給定信號的百分數(shù)X％。解決方法:可將最大給定信號時的頻率增益G％預置為60％，如圖10中曲線②所示。如圖9(a)所示，由ＸG＝1V、fX＝0Hz得到頻率給定線②的起點Ａ。不同變頻器的具體方法又略有差異，介紹如下:(1) 直接坐標預置 通過直接預置起點坐標(Xmin，fmin)與坐標(Xmax，fmax)來預置頻率給定線，如圖6(a)所示。UG＝10V與fX＝50Hz相對應(yīng)。 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。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，實際就是鍵盤給定。interrelated故溫升不可能按線性規(guī)律上升，而是越升越慢。of過電流thetheOver 電動機的溫升曲線(1) 溫升曲線及其含義電動機運行時，其損耗功率(主要是銅損)必然要轉(zhuǎn)換成熱能，使電動機的溫度升高。paper(2) 面板給定方式 通過面板上的鍵盤或電位器進行頻率給定(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)來進行給定。電流信號 以電流大小作為給定信號。(2) 基本頻率給定線 (a) 定義 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。fXM─虛擬的最大給定頻率，Hz。(最大頻率)預置為50Hz。將功能碼E104(最高輸出頻率)預置為50Hz。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。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。再開機時, 變頻器的運行頻率有兩種