【正文】 狀態(tài)可供選擇: 圖15 上限頻率和下限頻率 (b) 變頻器的上、下限頻率 根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械所要求的最高與最低轉(zhuǎn)速，以及電動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)機(jī)械之間的傳動(dòng)比，可以推算出相對(duì)應(yīng)的頻率，分別稱為上限頻率(用fH表示)與下限頻率(用fL表示)。三角波的頻率就稱為載波頻率，用fC表示。 圖19 載波頻率的影響 (2) 載波頻率對(duì)其他設(shè)備的影響(a) 高頻電壓的影響著作: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。V/F控制paperfunction.Keywords:Controlcontrol1如果仔細(xì)分析的話，當(dāng)頻率下降時(shí)，輸入功率將是有增無(wú)減的(因?yàn)榉措妱?dòng)勢(shì)將減小)?！≈鞔磐é?是穿過空氣隙與轉(zhuǎn)子繞組相鏈的部分，是把能量傳遞給轉(zhuǎn)子的部分。在頻率一定的情況下，反電動(dòng)勢(shì)的數(shù)值直接反映了主磁通的大小。圖4電動(dòng)機(jī)的基本功能是拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械旋轉(zhuǎn)，因此，在低頻時(shí)的帶負(fù)載能力便是衡量變頻調(diào)速性能好壞的一個(gè)十分重要的因素。因此，問題的關(guān)鍵便是:在滿足式(16)的情況下，低頻時(shí)能否保持磁通量基本不變？(b) 電磁轉(zhuǎn)矩減小的原因 V/F控制功能 V/F控制模式(1) 指導(dǎo)思想與變頻器的最大輸出電壓對(duì)應(yīng)的頻率稱為基本頻率，用fBA表示。圖9圖11 (2) 變頻器的矢量控制模式(a) 基本構(gòu)思 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)的輸入 檢測(cè)。Z相為原點(diǎn)標(biāo)記，其特點(diǎn)是:每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，只輸出１個(gè)相位固定的脈沖，作為原點(diǎn)的標(biāo)志。 另一種類型以安川VS616G7系列變頻器為例，須配置專用的PG速度控制卡，如圖14(b)所示。例如，變頻器的“配用電動(dòng)機(jī)容量”為45kW，電動(dòng)機(jī)的下一檔容量為37kW。以利于在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的過程中，或者拖動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生擾動(dòng)(負(fù)載突然加重或減輕)時(shí)，能夠使控制系統(tǒng)既反映迅速，又運(yùn)行穩(wěn)定。4當(dāng)給定信號(hào)為5V時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為Tmax/2(如圖中之狀態(tài)②)。當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL又小于TMX時(shí), 拖動(dòng)系統(tǒng)又加速到上限轉(zhuǎn)速nH。 TJ＝TM－TL圖19Function零速伺服功能Abstract:ThisrelatedAcceleration (2) 加速過程中的主要矛盾(a) 加速過程中電動(dòng)機(jī)的狀態(tài) 所以，加速過程必須解決好的主要問題是:在防止加速電流過大的前提下，盡可能地縮短加速過程。 加速方式 圖6(d)所示方式主要用于慣性較大的負(fù)載。Ｓ形方式 (b) 設(shè)置起動(dòng)頻率的方式在下列情況下，應(yīng)考慮預(yù)置暫停加速功能： 起動(dòng)前直流制動(dòng)功能(1) 功能含義圖10 變頻器的直流制動(dòng)功能(1) 基礎(chǔ)概念(a) 采取直流制動(dòng)的必要性因?yàn)檗D(zhuǎn)子繞組切割磁力線的速度較大，故所產(chǎn)生的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩比較強(qiáng)烈, 從而可縮短停機(jī)時(shí)間。即:首先用再生制動(dòng)方式將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速降至較低轉(zhuǎn)速，然后再轉(zhuǎn)換成直流制動(dòng), 使電動(dòng)機(jī)迅速停住。　如果令制動(dòng)電磁鐵YB在電動(dòng)機(jī)斷電之前，提前斷電，待電動(dòng)機(jī)斷電時(shí)，抱閘已經(jīng)抱緊了。 當(dāng)電動(dòng)機(jī)從運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為停住狀態(tài)時(shí)，變頻器在運(yùn)行指令有效的情況下，在頻率給定信號(hào)為０時(shí)，變頻器使電動(dòng)機(jī)保持足夠強(qiáng)的零速轉(zhuǎn)矩的功能。 2002年４月第二版)。輸出控制端子inputexample.Keywords:Inputoutput 變頻器運(yùn)行的控制信號(hào)也叫操作指令，如起動(dòng)、停止、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)、復(fù)位等。Inverters摘　　要: 本文介紹了變頻器中的程序控制功能和PID調(diào)節(jié)功能。programmedintroducedControlfunction.1signalmethodthe模擬量輸出端Inverter摘　　要: 本文介紹了變頻器用于遠(yuǎn)程控制的輸入和輸出端子的功能預(yù)置，并舉例說明幾種主要功能的使用方法。 高級(jí)工程師 變頻器對(duì)于在加速過程尚未結(jié)束的情況下，得到停機(jī)指令時(shí)減速方式的處理如圖14所示。 (2) 零伺服功能 (b) 電磁制動(dòng)電動(dòng)機(jī)的控制特點(diǎn)預(yù)置直流制動(dòng)時(shí)間tDB的主要依據(jù)是負(fù)載是否有“爬行”現(xiàn)象，以及對(duì)克服“爬行”的要求，要求越高者，tDB應(yīng)適當(dāng)長(zhǎng)一些。 對(duì)于附有機(jī)械制動(dòng)裝置的電磁制動(dòng)電動(dòng)機(jī), 在磁抱閘抱緊前先在低速段作短時(shí)運(yùn)行, 可減少磁抱閘的磨損, 等等。 (d) 在低頻狀態(tài)下短暫運(yùn)行后停機(jī), 當(dāng)頻率下降到接近于0時(shí), 先在低速下運(yùn)行一個(gè)短時(shí)間, 然后再將頻率下降為0Hz, 如圖11(d)所示。 即按預(yù)置的減速時(shí)間和減速方式停機(jī)，如上述，在減速過程中，電動(dòng)機(jī)處于再生制動(dòng)狀態(tài)，如圖11(a)所示。制動(dòng)量即應(yīng)向定子繞組施加多大的直流電壓UDB。在若干臺(tái)水泵同時(shí)供水的系統(tǒng)里，由于管路內(nèi)已經(jīng)存在一定的水壓，后起動(dòng)的水泵在頻率很低的情況下將難以旋轉(zhuǎn)起來(lái)，故也需要電動(dòng)機(jī)在一定頻率下直接起動(dòng)。減速時(shí)S形方式和半S形方式的應(yīng)用場(chǎng)合和加速時(shí)相同。 在加速的初始階段或終了階段，按線性方式加速。大多數(shù)負(fù)載都可以選用線性方式。 電動(dòng)機(jī)在再生制動(dòng)狀態(tài)發(fā)出的電能，將通過和逆變管反并聯(lián)的二極管VD7～VD12全波整流后反饋到直流電路，使直流電路的電壓UD升高，稱為泵升電壓。結(jié)果是轉(zhuǎn)差Δn增大了, 導(dǎo)體內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流也增大。以４極電動(dòng)機(jī)為例，同步轉(zhuǎn)速高達(dá)1500r/min。 (a)工頻起動(dòng)Decelerationdeceleration講座三—變頻器的加減速功能 The而動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩TJ則隨著卷徑D的增大而變?yōu)樨?fù)值，如圖19(b)中之曲線③所示。但為了保持線速度恒定，負(fù)載的轉(zhuǎn)速必須隨卷徑的增大而減小:被卷物的線速度v也必須保持恒定: v＝C如圖19(a)所示。如采用轉(zhuǎn)矩控制模式，可以使電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩逐漸增大，直至能夠克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩和加速度才從0開始緩慢增加，從而使起動(dòng)過程十分平穩(wěn)。電氣機(jī)車和電梯等則還要求保證乘客的舒適感等等。 (d) t4時(shí)段變頻器按轉(zhuǎn)速指令決定其輸出頻率的大小。動(dòng)態(tài)響應(yīng)好由于矢量控制必須根據(jù)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)進(jìn)行一系列的演算，因此，其使用范圍必將受到一些限制。“1”—進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，步驟如下:(a) 將電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)預(yù)置給變頻器(～)。這給矢量控制的應(yīng)用帶來(lái)了困難。對(duì)于控制電路分解出的控制信號(hào)i*M和i*T，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)進(jìn)行一系列的等效變換，得到三相逆變橋的控制信號(hào)i*A、i*B和i*C，對(duì)三相逆變橋進(jìn)行控制，如圖12所示。反之, 如果負(fù)載在低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩較輕而轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(U/f比)預(yù)置得較大，則補(bǔ)償過分，低速時(shí)電動(dòng)機(jī)的磁路將飽和，勵(lì)磁電流發(fā)生畸變，嚴(yán)重時(shí)會(huì)因勵(lì)磁電流峰值過高而導(dǎo)致“過電流”跳閘。因?yàn)槊颗_(tái)變頻器應(yīng)用到什么負(fù)載上是不確定的，而不同負(fù)載在低頻時(shí)對(duì)U/f比的要求又很不一致。當(dāng)頻率fX下降時(shí)，輸入電壓U1X隨之下降。 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　電動(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。And旋轉(zhuǎn)編碼器Motor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。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。(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。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)。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)。即，萬(wàn)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)。將功能碼F03(最高輸出頻率1)預(yù)置為50Hz。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)。 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。(3) 電壓信號(hào)與電流信號(hào) 優(yōu)先選擇電流信號(hào)。給定信號(hào)的范圍有:0~10V、2~10V、0~177。analogexamples關(guān) 鍵 詞: 頻率給定oflossOverandFunctionAnd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(lái)調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率。(2) 數(shù)字量給定與模擬量給定 優(yōu)先選擇數(shù)字量給定。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。 最小限值用Xmin表示，也可以用百分?jǐn)?shù)Xmin％來(lái)表示，如圖7(a)所示。與XG＝10V對(duì)應(yīng)的頻率是fXM＝，為最高頻率fmax的225％。(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。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。(c) 電路特點(diǎn)，如圖14所示。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。中心回避頻率fJ 即回避頻率所在的位置。在交替過程中，必須有一個(gè)死區(qū)(等待時(shí)間)。 (3) 載波頻率與輸出功率的關(guān)系Mechanical自動(dòng)檢測(cè)characteristicscontrol 式(4)中: ｎ0—同步轉(zhuǎn)速(即旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速), r/min。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。 (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:　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。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)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)。 轉(zhuǎn)速反饋矢量控制中編碼器的相關(guān)功能, 如圖13(b)所示, 和分別是A相和B相的“非”。圖14機(jī)械特性好(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。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。 P＝F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: 2002年４月第二版)。斜坡停機(jī)time,stop.Keywords:Acceleration 加、減速的時(shí)間與方式(1) 工頻起動(dòng)和變頻起動(dòng) (b) 變頻起動(dòng)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。 假設(shè)變頻器的輸出頻率從fX1上升至fX2，如圖3(b)所示。圖4　 變頻器的輸出頻率從0Hz上升到基本頻率所需要的時(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最高頻率下降到0Hz所需要的時(shí)間。 變頻器的輸出頻率隨時(shí)間成正比地下降，如圖7(a)所示。 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: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。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。 (2) 功能設(shè)置 (b) 直流制動(dòng)強(qiáng)度 圖13中，二極管VD1用于進(jìn)行半波整流。 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”。 (2) 加、減速時(shí)間的最小極限功能(c) 最優(yōu)加速方式在異常停機(jī)期間，其操作信號(hào)都將無(wú)效。Terminals報(bào)警輸出端Abstract:ThisintroducedcontrolfunctionPID即通過面板上的鍵盤輸入操作指令。outputOutputoutput基本控制端講座四(3) 異常停機(jī)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。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)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)。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。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。圖8 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。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。 變頻器的輸出頻率從基本頻率下降到0Hz所需要的時(shí)間。 變頻器中，針對(duì)電動(dòng)機(jī)在升、降速過程中的特點(diǎn)，以及生產(chǎn)實(shí)