變頻器轉(zhuǎn)矩提升和啟動(dòng)頻率參數(shù)的設(shè)定(編輯修改稿)
2025-07-20 14:13 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 高于額定頻率時(shí)，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。在這種情況下，由于u/f比將隨頻率的上升而下降，電動(dòng)機(jī)磁路內(nèi)的磁通也因此而減小，處于弱磁運(yùn)行狀態(tài)。因此，通常把轉(zhuǎn)折點(diǎn)ａ稱(chēng)為弱磁點(diǎn)。 u/f線的選擇功能(1) 不同負(fù)載在低速時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)矩的要求 各類(lèi)負(fù)載在低速時(shí)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。低速時(shí)的阻轉(zhuǎn)矩比額定轉(zhuǎn)矩小得多。圖9 各類(lèi)負(fù)載的機(jī)械特性(b) 恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在不同的轉(zhuǎn)速下, 負(fù)載的阻轉(zhuǎn)矩基本不變, 如圖9中之曲線②所示。低速時(shí)的阻轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)速時(shí)是基本相同的。(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(jī)械特性呈雙曲線狀，如圖9中之曲線③所示。低速時(shí)的阻轉(zhuǎn)矩比額定轉(zhuǎn)速時(shí)還要大得多。(2) 變頻器對(duì)u/f線的設(shè)置 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。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。使用戶(hù)可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)行時(shí)負(fù)載的輕重來(lái)選擇u/f比，如圖10所示。 圖10 變頻器為用戶(hù)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)暮蠊绻?fù)載在低速時(shí)的轉(zhuǎn)矩較大而轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償(u/f比)預(yù)置得較小，則低速時(shí)帶不動(dòng)負(fù)載。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(guò)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(guò)高而導(dǎo)致“過(guò)電流”跳閘。(b) 預(yù)置要點(diǎn) 調(diào)試時(shí)，u/f比的預(yù)置宜由小逐漸加大，每加大一檔，觀察在最低頻時(shí)能否帶得動(dòng)負(fù)載？及至能帶動(dòng)時(shí)，還應(yīng)反過(guò)來(lái)觀察空載時(shí)會(huì)不會(huì)跳閘？一直到在最低頻率下運(yùn)行時(shí)，既能帶得動(dòng)負(fù)載，又不會(huì)空載跳閘時(shí)為止。3 矢量控制功能 基本思想(1) 對(duì)直流電動(dòng)機(jī)的分析在變頻調(diào)速技術(shù)成熟之前，直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速特性被公認(rèn)為是最好的。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) 它的主磁場(chǎng)和電樞磁場(chǎng)在空間是互相垂直的，如圖11(a)所示。圖11 直流電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)(b) 電路特點(diǎn) 它的勵(lì)磁電路和電樞電路是互相獨(dú)立的，如圖11(b)所示。在調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速時(shí)，只調(diào)節(jié)其中一個(gè)電路的參數(shù)。(2) 變頻器的矢量控制模式(a) 基本構(gòu)思 仿照直流電動(dòng)機(jī)的控制特點(diǎn)，對(duì)于調(diào)節(jié)頻率的給定信號(hào)，分解成和直流電動(dòng)機(jī)具有相同特點(diǎn)的磁場(chǎng)電流信號(hào)i*m和轉(zhuǎn)矩電流信號(hào)i*t，并且假想地看作是兩個(gè)旋轉(zhuǎn)著的直流磁場(chǎng)的信號(hào)。當(dāng)給定信號(hào)改變時(shí)，也和直流電動(dòng)機(jī)一樣，只改變其中一個(gè)信號(hào)，從而使異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速控制具有和直流電動(dòng)機(jī)類(lèi)似的特點(diǎn)。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。從而得到與直流電動(dòng)機(jī)類(lèi)似的硬機(jī)械特性, 提高了低頻時(shí)的帶負(fù)載能力。 圖12 矢量控制框圖(b) 無(wú)反饋矢量控制模式與有反饋矢量控制模式根據(jù)在實(shí)行矢量控制時(shí)，是否需要轉(zhuǎn)速反饋的特點(diǎn)，而有無(wú)反饋和有反饋矢量控制之分。無(wú)反饋矢量控制是根據(jù)測(cè)量到的電流、電壓和磁通等數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)接地計(jì)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(shí)，得到較硬機(jī)械特性的控制模式。由于計(jì)算量較大，故動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力稍差。有反饋矢量控制則必須在電動(dòng)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。由于轉(zhuǎn)速大小直接由速度傳感器測(cè)量得到，既準(zhǔn)確、又迅速。與無(wú)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(dòng)態(tài)響應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)的輸入如上述，要實(shí)現(xiàn)矢量控制功能，必須根據(jù)電動(dòng)機(jī)自身的參數(shù)進(jìn)行一系列等效變換的計(jì)算。而進(jìn)行計(jì)算的最基本條件，是必須盡可能多地了解電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。因此，把電動(dòng)機(jī)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(shí)現(xiàn)矢量控制的必要條件。(1) 自動(dòng)檢測(cè)功能從上面所舉例子可以看出，進(jìn)行矢量控制時(shí)，所需數(shù)據(jù)中的相當(dāng)部分，一般用戶(hù)是很難得到的。這給矢量控制的應(yīng)用帶來(lái)了困難。對(duì)此，當(dāng)代的許多變頻器都已經(jīng)配置了自動(dòng)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)參數(shù)的功能。但檢測(cè)的具體方法，各種變頻器不盡相同。自動(dòng)檢測(cè)功能的英語(yǔ)名稱(chēng)是autotuning, 故有的變頻器直譯為“自動(dòng)調(diào)諧”功能, 也有的稱(chēng)之為“自學(xué)習(xí)”功能。(2) 自動(dòng)檢測(cè)方法舉例 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)?！?”—允許自動(dòng)檢測(cè)。，數(shù)據(jù)碼是:“0”—不進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)?！?”—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(～)。(b) “1”。(c) 按變頻器鍵盤(pán)上的run鍵, 變頻器將執(zhí)行自動(dòng) 檢測(cè)。檢測(cè)完畢后, 自動(dòng)轉(zhuǎn)為“0”?！?”—變頻器設(shè)置了一個(gè)自動(dòng)檢測(cè)的操作程序(說(shuō)明書(shū)中稱(chēng)為“調(diào)諧宏”)?！?”時(shí)，該操作程序開(kāi)始運(yùn)行，并在顯示屏上指導(dǎo)用戶(hù)進(jìn)行必要的功能預(yù)置和操作。檢測(cè)完畢后，自動(dòng)轉(zhuǎn)為“0”。 轉(zhuǎn)速反饋矢量控制中編碼器的相關(guān)功能當(dāng)變頻器的控制方式預(yù)置為有反饋矢量控制方式時(shí)，轉(zhuǎn)速測(cè)定是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。和變頻器配用的測(cè)速裝置大多采用旋轉(zhuǎn)編碼器。(1) 旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出信號(hào) 和變頻器配用的旋轉(zhuǎn)編碼器通常為二相(ａ相和b相)原
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