變頻器資料[共66頁]

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1、 變頻器的控制方式 1　引言 　　我們通常意義上講的低壓變頻器，其輸出電壓一般為220～650v、輸出功率為0.2～400kw、工作頻率為0～800hz左右，變頻器的主電路采用交－直－交電路。根據(jù)不同的變頻控制理論，其模式主要有以下三種: （1）v/f=c的正弦脈寬調制模式 （2）矢量控制（vc）模式 （3）直接轉矩控制（dtc）模式 　　針對以上三種控制模式理論，可以發(fā)展為幾種不同的變頻器控制方式，即v/f控制方式（包括開環(huán)v/f控制和閉環(huán)v/f控制）、無速度傳感器矢量控制方式（矢量控制vc的一種）、閉環(huán)矢量控制方式（即有速度傳感器矢量控制vc的一種）、轉矩控制方式（矢量控

2、制vc或直接轉矩控制dtc）等。這些控制方式在變頻器通電運行前必須首先設置。 2　v/f控制方式 2.1　基本概念 　　我們知道，變頻器v/f控制的基本思想是u/f=c，因此定義在頻率為fx時，ux的表達式為ux/fx=c，其中c為常數(shù)，就是“壓頻比系數(shù)”。圖1中所示就是變頻器的基本運行v/f曲線。 圖1　基本運行v/f曲線 　　由圖1可以看出，當電動機的運行頻率高于一定值時，變頻器的輸出電壓不再能隨頻率的上升而上升，我們就將該特定值稱之為基本運行頻率，用fb表示。也就是說，基本運行頻率是指變頻器輸出最高電壓時對應的最小頻率。在通常情況下，基本運行頻率是電動機的額定頻率，如電

3、動機銘牌上標識的50hz或60hz。同時與基本運行頻率對應的變頻器輸出電壓稱之為最大輸出電壓，用vmax表示。 　　當電動機的運行頻率超過基本運行頻率fb后，u/f不再是一個常數(shù)，而是隨著輸出頻率的上升而減少，電動機磁通也因此減少，變成“弱磁調速”狀態(tài)。 　　基本運行頻率是決定變頻器的逆變波形占空比的一個設置參數(shù)，當設定該值后，變頻器cpu將基本運行頻率值和運行頻率進行運算后，調整變頻器輸出波形的占空比來達到調整輸出電壓的目的。因此，在一般情況下，不要隨意改變基本運行頻率的參數(shù)設置，如確有必要，一定要根據(jù)電動機的參數(shù)特性來適當設值，否則，容易造成變頻器過熱、過流等現(xiàn)象。 2.2　預定義

4、的v/f曲線和用戶自定義v/f曲線 　　由于電動機負載的多樣性和不確定性，因此很多變頻器廠商都推出了預定義的v/f曲線和用戶自定義的任意v/f曲線。 　　預定義的v/f曲線是指變頻器內部已經(jīng)為用戶定義的各種不同類型的曲線。如艾默生ev2000變頻器有三種特定曲線（圖2a），曲線1為2.0次冪降轉矩特性、曲線2為1.7次冪降轉矩特性、曲線為1.2次冪降轉矩特性。羅克韋爾abpowerflex400變頻器有4種定義的曲線（如圖2b），其定義的方式是在電動機額定頻率一半（即50％fn）時的輸出電壓是電動機額定電壓的30％時（即30％vn）為曲線1，35％vn為曲線2，40％vn為曲線3，vn為曲

5、線4。這些預定義的v/f曲線非常適合在可變轉矩（如典型的風機和泵類負載）中使用，用戶可以根據(jù)負載特性進行調整，以達到最優(yōu)的節(jié)能效果。 a） 艾默生ev2000b）abpoweflex400 圖2　預定義v/f曲線 　　對于其他特殊的負載，如同步電動機，則可以通過設置用戶自定義v/f曲線的幾個參數(shù)，來得到任意v/f曲線，從而可以適應這些負載的特殊要求和特定功能。自定義v/f曲線一般都通過折線設定，典型的有三段折線和兩段折線。 用戶自定義v/f曲線 　　以三段折線設定為例，如圖3所示，f通常為變頻器的基本運行頻率，在某些變頻器中定義為電動機的額定頻率，;v通常為變頻器的最

6、大輸出電壓，在某些變頻器中定義為電動機的額定電壓。如果最大輸出電壓等于額定電壓或者基本運行頻率等于額定頻率，則兩者是一回事，如果兩者之間數(shù)值不相等，就必須根據(jù)變頻器的用戶手冊來確定具體的數(shù)據(jù)。圖中給出了三個中間坐標數(shù)值，即（f1，v1）、（f2，v2）、（f3，v3），用戶只需填入相應的電壓值或電壓百分比以及頻率值或頻率百分比即可。如果將其中的兩點重合就可以看成是二段折線設定。 　　雖然用戶自定義v/f曲線可以任意設定，但是一旦數(shù)值設定不當，就會造成意外故障。比如說低頻時轉矩提升電壓過高，造成電動機起動時低頻抖動。所以，v/f曲線特性必須以滿足電動機的運行為前提條件。 2.3　v/f曲線轉

7、矩補償 　　變頻器在啟動或極低速運行時，根據(jù)v/f曲線，電動機在低頻時對應輸出的電壓較低，轉矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，這就導致勵磁不足而使電動機不能獲得足夠的旋轉力，因此需要對轉矩進行補充補償，這稱為轉矩補償。通常的做法是對輸出電壓做一些提升補償，以補償定子電阻上電壓降引起的輸出轉矩損失，從而改善電動機的輸出轉矩。 圖4　轉矩補償 　　圖4中，v0表示手動轉矩提升電壓、vmax表示最大輸出電壓、f0表示轉矩提升的截止頻率、fb表示基本運行頻率。 　　對于v0的設置原則一般有以下幾點: （1）當電動機與變頻器之間的距離太遠時，由于線路壓降增大，應適當增大v0值; （

8、2）當電動機容量小于變頻器額定容量時，由于此容量電動機的繞組電阻比大容量電動機大，電阻壓降也大，應適當增大v0值; （3）當電動機抖動厲害時，說明轉矩過大，轉矩補償增益調得過高，應適當減小v0值。 　　這里必須避免這樣一個誤區(qū):即使提高很多輸出電壓，電動機轉矩并不能和其電流相對應的提高。這是因為電動機電流包含電動機產(chǎn)生的轉矩分量和其它分量（如勵磁分量）。 　　關于截止頻率f0，在有些變頻器中是固定的頻率值，如abbacs550變頻器f0＝20hz、羅克韋爾abpowerflex400變頻器f0＝25hz;有些變頻器是可以設置的，如艾默生ev2000變頻器f0=0～50%基本運行頻率。

9、　　轉矩補償可以根據(jù)變頻器的參數(shù)設置選擇手動和自動，如手動設置則允許用戶v0在0－20%或30％umax之間任意設定，如自動設置則是變頻器根據(jù)電動機啟動過程中的力矩情況進行自動補償，其參數(shù)是隨著負載變化而更改的。 2.4　閉環(huán)v/f控制 　　閉環(huán)v/f控制就是在v/f控制方式下，設置轉速反饋環(huán)節(jié)。測速裝置可以是旋轉編碼器，也可以是光電開關，安裝方式比較自由，既可以安裝在電動機軸上，也可以安裝在其他相關聯(lián)的位置。同樣，通常所說的不帶轉速反饋的v/f控制，也稱之為開環(huán)v/f控制。 　　閉環(huán)v/f控制選用速度反饋信號可以選用一相或者二相信號，一相信號如接近開關或是旋轉編碼器的a相和b相之一

10、。旋轉編碼器是一種測量旋轉角度的測量器件，它集機、光、電技術于一體，通過光電轉換，將角位移轉換成相應的電脈沖或數(shù)字信號輸出。旋轉編碼器通常采用兩個相位差90的方波編碼方式，其旋轉方向由兩個波形的相位差決定。旋轉編碼器有很多種型號，通常的速度反饋則選用增量型編碼器，電動機的運動速度由一定時間內編碼器所產(chǎn)生的脈沖信號決定。脈沖信號輸出即可與變頻器的pg接口相連接，就可以得到測量值。編碼器的精度由旋轉一周產(chǎn)生方波數(shù)決定，當旋轉一周可產(chǎn)生2000個方波時，每一個方波周期表示為360/2000，其最大的響應頻率達到100khz左右。 a）pg接口示意b）速度增益曲線 圖5　閉環(huán)v/f控制接線

11、圖和速度增益示意圖 圖5所示為旋轉編碼器pg與變頻器vf組成的閉環(huán)v/f控制。圖5a中，ps+/ps-為編碼器的工作電源，a+信號為a相信號或b相信號，本控制方式采用一相反饋。 　　閉環(huán)v/f控制為了獲得良好的速度控制性能，還必須設置比例增益p值和積分時間i值，圖5b所示為參數(shù)設置情況。 2.4.1　調整參數(shù)必須遵循以下原則 （1）最低輸出頻率的增益調整。請用最低輸出頻率控制電動機運行，在此狀態(tài)下，在無振動的范圍內增大p02值，然后，在無振動范圍內減小設定i02值。監(jiān)視變頻器的輸出電流，并且確認達到變頻器額定電流50％以下的輸出電流，超過50％時，請減小p02值，增大i02值 （2）

12、最高輸出頻率的調整。請用最高輸出頻率控制電動機運行，在此狀態(tài)下，在無振動的范圍內增大設定p01值，然后，在無振動范圍內減小設定i01值 （3）增益的微調。在增益更細微調整時，可以邊觀察速度波形邊微調。在加速完成時發(fā)生上沖超調，請減小p01值，增大i01值，停止時發(fā)生下沖超調，請減小p02值，增大i02值。 2.4.2　帶pg閉環(huán)v/f控制系統(tǒng)要注意以下幾點 （1）一般編碼器為5～36v工作電源，因此必須要選用合適的pg接口電源，確保編碼器正常工作 （2）編碼器的工作方式有許多中，包括集電極開路、推挽式和線驅動，集電極開路還分npn或pnp，因此必須在選配合適pg接口的基礎上，還必須

13、選用正確的接線方式和跳線方式（npn或pnp方式） （3）編碼器與變頻器的距離一般以不超過100m為宜，必須采用屏蔽和抗干擾處理 （4）閉環(huán)v/f控制多用于簡易速度控制，且安裝位置可以不在電動機軸端，因此在參數(shù)設置上必須加以區(qū)別，設定轉速計算值必須折算到電動機側 （5）轉速的設定和反饋一般都以轉/分（r/min）為單位，一般而言設定值在面板上可以數(shù)字輸入，若是用模擬信號作為給定量時，模擬給定最大值對應于電動機的同步轉速。 3　無速度傳感器矢量控制方式 3.1　基本概念 　　在高性能的異步電動機矢量控制系統(tǒng)中，轉速的閉環(huán)控制環(huán)節(jié)一般是必不可少的。通常，采用旋轉編碼器等速度傳感器來進行

14、轉速檢測，并反饋轉速信號。但是，由于速度傳感器的安裝給系統(tǒng)帶來一些缺陷:系統(tǒng)的成本大大增加;精度越高的編碼器價格也越貴;編碼器在電動機軸上的安裝存在同心度的問題，安裝不當將影響測速的精度;安裝在電動機軸上的體積增大，而且給電動機的維護帶來一定困難，同時破壞了異步電動機的簡單堅固的特點;在惡劣的環(huán)境下，編碼器工作的精度易受環(huán)境的影響。而無速度傳感器的控制系統(tǒng)無需檢測硬件，免去了速度傳感器帶來的種種麻煩，提高了系統(tǒng)的可靠性，降低了系統(tǒng)的成本;另一方面，使得系統(tǒng)的體積小、重量輕，而且減少了電動機與控制器的連線。因此，無速度傳感器的矢量控制方式在工程應用中變得非常必要。 無速度傳感器的矢量控制方式是

15、基于磁場定向控制理論發(fā)展而來的。實現(xiàn)精確的磁場定向矢量控制需要在異步電動機內安裝磁通檢測裝置，要在異步電動機內安裝磁通檢測裝置是很困難的，但人們發(fā)現(xiàn)，即使不在異步電動機中直接安裝磁通檢測裝置，也可以在通用變頻器內部得到與磁通相應的量，并由此得到了無速度傳感器的矢量控制方式。它的基本控制思想是根據(jù)輸入的電動機的銘牌參數(shù)，按照一定的關系式分別對作為基本控制量的勵磁電流（或者磁通）和轉矩電流進行檢測，并通過控制電動機定子繞組上的電壓的頻率使勵磁電流（或者磁通）和轉矩電流的指令值和檢測值達到一致，并輸出轉矩，從而實現(xiàn)矢量控制。采用矢量控制方式的通用變頻器不僅可在調速范圍上與直流電動機相匹敵，而且可以控

16、制異步電動機產(chǎn)生的轉矩。由于矢量控制方式所依據(jù)的是準確的被控異步電動機的參數(shù)，因此需要在使用時準確地輸入異步電動機的參數(shù)，并對拖動的電動機進行調諧整定，否則難以達到理想的控制效果。 　　無速度傳感器矢量控制方式的基本技術指標定義如下:速度控制精度0.5％，速度控制范圍1:100，轉矩控制響應<200ms，啟動轉矩>150％/0.5hz。其中啟動轉矩指標，根據(jù)不同品牌的變頻器其性能有所高低變動，大致在150％～250％之間。如圖6所示為安川g7的無速度傳感器矢量控制方式下的啟動轉矩特性，在0.3hz極低速下能達到150%以上的轉矩。 圖6　無速度傳感器矢量控制方式啟動轉矩特性 有時

17、為了描述上的方便，也把無速度傳感器的矢量控制方式稱為開環(huán)矢量控制或無pg反饋矢量控制。 3.2　電動機參數(shù)的調諧整定 　　由于電動機磁通模型的建立必須依賴于電動機參數(shù)，因此選擇無速度傳感器矢量控制時，第一次運行前必須首先對電動機進行參數(shù)的調諧整定。目前新型矢量控制通用變頻器中已經(jīng)具備異步電動機參數(shù)自動調諧、自適應功能，帶有這種功能的通用變頻器在驅動異步電動機進行正常運轉之前可以自動地對異步電動機的參數(shù)進行調諧后存儲在相應的參數(shù)組中，并根據(jù)調諧結果調整控制算法中的有關數(shù)值。 　　自動調諧（因在電動機旋轉情況下進行，又稱旋轉式調諧）的步驟一般是這樣的:首先在變頻器參數(shù)中輸入需要調諧的電動機的

18、基本參數(shù)，包括電動機的類型（異步電動機或同步電動機）、電動機的額定功率（單位是kw）、電動機的額定電流（單位是a）、電動機的額定頻率（單位是hz）、電動機的額定轉速（單位r/min）;然后將電動機與機械設備分開，電動機作為單體;接著用變頻器的操作面板指令操作，變頻器的控制程序就會一邊根據(jù)內部預先設定的運行程序自動運轉，一邊測定一次電壓和一次電流，然后計算出電動機的各項參數(shù)。但在電動機與機械設備難以分開的場合卻很不方便，此時可采用靜止式調諧整定的方法，即將固定在任一相位、僅改變振幅而不產(chǎn)生旋轉的三相交流電壓施加于電動機上，電動機不旋轉，由此時的電壓、電流波形按電動機等值回路對各項參數(shù)進行運算，便

19、能高精度測定控制上必需的電動機參數(shù)。在靜止式調諧中，用原來方法無法測定的漏電流也能測定，控制性能進一步提高。利用靜止式調諧技術，可對于機械設備組合一起的電動機自動調諧、自動測定控制上所需的各項常數(shù)，因而顯著提高了通用變頻器使用的方便性。 圖7　異步電動機穩(wěn)態(tài)等效電路 　　從圖7所示的異步電動機的t型等效電路表示中可以看出，電動機除了常規(guī)的參數(shù)如電動機極數(shù)、額定功率、額定電流外，還有r1（定子電阻）、x11（定子漏感抗）、r2（轉子電阻）、x21（轉子漏感抗）、xm（互感抗）和i0（空載電流）。 　　從上面已經(jīng)知道，參數(shù)辨識分電動機靜止辨識和旋轉辨識兩種，其中在靜止辨識中，變頻器能自動

20、測量并計算定子和轉子電阻以及相對于基本頻率的漏感抗，并同時將測量的參數(shù)寫入;在旋轉辨識中，變頻器自動測量電動機的互感抗和空載電流。 3.3　速度調節(jié)器asr 圖8　速度調節(jié)器簡化框圖 　　速度調節(jié)器asr的結構如圖8所示，圖8中kp為比例增益，ki為積分時間。積分時間設為0時，則無積分作用，速度環(huán)為單純的比例調節(jié)器。由于是無速度傳感器矢量控制方式，速度環(huán)的實際速度來源于變頻器內部的實際計算值。 　　速度調節(jié)器asr的整定參數(shù)包括比例增益p和積分時間i，其數(shù)值大小將直接影響矢量控制的效果，其目標就是要取得動態(tài)性能良好的階躍響應，如圖9a所示。具體調節(jié)的影響情況如下: （1）增加

21、比例增益p，可加快系統(tǒng)的動態(tài)響應，但p值過大，系統(tǒng)容易振蕩; （2）減小積分時間i值，可加快系統(tǒng)的動態(tài)響應，但i值過小，系統(tǒng)超調就會增大，且容易產(chǎn)生振蕩; （3）通常先調整比例增益p值，保證系統(tǒng)不振蕩的前提下盡量增大p值，然后調節(jié)積分時間i值使系統(tǒng)既有快速的響應特性又超調不大。 a）參數(shù)整定情況之一b）參數(shù)整定情況之二c）參數(shù)整定情況之三 圖9　速度調節(jié)器asr的階躍響應與pi參數(shù)的關系 　　圖9b是比例增益p值與速度調節(jié)器asr的階躍響應關系，圖9c是積分時間i值與速度調節(jié)器asr的階躍響應關系。 　　一般的矢量變頻器為了適應電動機低速和高速帶載運行都有快速響應的情況，都設有

22、兩套pi參數(shù)值（即低速pi值和高速pi值），同時設有切換頻率。為了保證兩套pi值的正常過渡，一些變頻器還另外設置了兩個切換頻率，即切換頻率1和切換頻率2，如圖10。其控制原理是:低于切換頻率1的頻率動態(tài)響應pi值取a點的數(shù)值，高于切換頻率2的頻率動態(tài)響應pi值取b點的數(shù)值，位于切換頻率1和切換頻率2的頻率動態(tài)響應pi值取兩套pi參數(shù)的加權平均值。 　　如果pi參數(shù)設置不當，系統(tǒng)在快速啟動到高速后，可能產(chǎn)生減速過電壓故障（如果沒有外接制動電阻或制動單元），這是由于在速度超調后的下降過程中系統(tǒng)再生制動狀態(tài)能量回饋所致，因此合適的pi值對于系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關重要。 圖10　pi參數(shù)與頻率切換的

23、關系 3.4　轉差補償增益和靜差率 　　靜差就是從一個穩(wěn)定的轉速過渡到另一個穩(wěn)定的轉速之間的差值，靜差率是指電動機空載與滿載的速度差，這兩個參數(shù)對于電動機的控制特性都是要求比較高的。 　　由于無速度傳感器的矢量控制方式對于轉速的測量是間接的，一般都是通過容易測量的定子電壓和電流信號間接求得轉速。目前常用的方法有: （1）利用電動機模型推導出轉速方程式，從而計算轉速; （2）利用電動機模型計算轉差頻率，進行補償; （3）根據(jù)模型參考自適應控制理論，選擇合適的參考模型和可調整模型，同時辨識轉速和轉子磁鏈; （4）利用其它辨識或估計方法求得轉速; （5）利用電動機的齒諧波電勢計

24、算轉速;等等。但是，無論哪一種方法，對于電動機實際運行的速度計算或辨識精度都非常有限，為了精確調整靜差，確保電動機的靜差率低于0.01%，就需要對轉差補償增益進行設置。 　　所謂轉差補償增益，就是用于計算轉差頻率，設定值100％表示額定的轉矩電流對應額定的轉差頻率，因此設置合理的轉差補償增益系統(tǒng)可以精確調整速度控制的靜差。其參數(shù)的設置原則是:當電動機重載時速度偏低，就應該加大該系數(shù)，反之就減小該參數(shù)。 4　有速度傳感器矢量控制方式 4．1　基本概念 　　有速度傳感器的矢量控制方式，主要用于高精度的速度控制、轉矩控制、簡單伺服控制等對控制性能要求嚴格的使用場合。在該方式下采用的速度傳感

25、器一般是旋轉編碼器，并安裝在被控電動機的軸端，而不是象閉環(huán)v/f控制安裝編碼器或接近開關那樣隨意。在很多時候，為了描述上的方便，也把有速度傳感器的矢量控制方式稱為閉環(huán)矢量控制或有pg反饋矢量控制，本文為了不與運行方式中的pid閉環(huán)控制相混淆，以及與無速度傳感器矢量控制相對應，基本采用“有速度傳感器矢量控制方式”這種稱呼。 　　有速度傳感器矢量控制方式的變頻調速是一種理想的控制方式，它有許多優(yōu)點: （1）可以從零轉速起進行速度控制，即使低速亦能運行，因此調速范圍很寬廣，可達1000:1; （2）可以對轉矩實行精確控制; （3）系統(tǒng)的動態(tài)響應速度甚快; （4）電動機的加速度特性很好等優(yōu)點

26、。 4．2　編碼器pg接線與參數(shù) 　　矢量變頻器與編碼器pg之間的連接方式，必須與編碼器pg的型號相對應。一般而言，編碼器pg型號分差動輸出、集電極開路輸出和推挽輸出三種，其信號的傳遞方式必須考慮到變頻器pg卡的接口，因此選擇合適的pg卡型號或者設置合理的跳線至關重要。前者的典型代表是安川vsg7變頻器，后者的典型代表為艾默生td3000變頻器。 　　以安川vsg7變頻器為例，其用于帶速度傳感器矢量控制方式安裝的pg卡類型主要有兩種: （1）pg－b2卡，含a/b相脈沖輸入，對應補碼輸出，如圖1所示。 圖1　pg－b2卡與編碼器接線圖 （2）pg－x2卡，含a/b/z相脈沖

27、輸入，對應線驅動，如圖2所示。 圖2　pg－x2卡與編碼器接線圖 　　艾默生td3000變頻器的pg卡是統(tǒng)一配置的，最高輸入頻率為120khz，它與不同的編碼器pg接線時，只需注意接線方式和跳線cn4。當跳線cn4位于di側時，可以選擇編碼器信號由a+、a－、b＋、b－差動輸出（如圖3所示）或者a＋、b＋推挽輸出（如圖5所示）;當跳線cn4位于oci側時，可以選擇編碼器信號由a－、b－開路集電極輸出（如圖4所示）。 圖3　差動輸出編碼器接線圖 圖4　集電極開路輸出編碼器（加上虛線為電壓型輸出編碼器）接線圖 　　在變頻器的參數(shù)組中對于編碼器pg都有比較嚴格的定義，這些定義

28、包括: （1）編碼器pg每轉脈沖數(shù)。此參數(shù)可以查看編碼器本身的技術指標，單位為p/r。 （2）編碼器pg方向選擇。如果變頻器pg卡與編碼器pg接線次序代表的方向，和變頻器與電動機連接次序代表的方向匹配，設定值應為正向，否則為反向。必須注意當方向選擇錯誤時，變頻器將無法加速到你所需要的頻率，并報過流故障或編碼器反向故障。更改此參數(shù)可方便地調整接線方向的對應關系，而無須重新接線。 圖5　推挽輸出編碼器接線圖 圖6　編碼器pg的方向選擇 　　圖6中所示為安川vsg7變頻器的編碼器pg方向選擇示意。編碼器pg從輸入軸看時順時針方向cw旋轉時，為a相超前，另外，正轉指令輸出時，電動機

29、從輸出側看時逆時針ccw旋轉。然而，一般的編碼器pg在電動機正轉時，安裝在負載側時為a相超前，安裝在與負載側相反時b相超前。 （3）編碼器pg斷線動作。如果編碼器pg斷線（即pgo），變頻器將無法得到速度反饋值，將立即報警并輸出電壓被關閉，電動機自由滑行停車，在停車過程中，故障將無法復位，直到停機為止。 （4）編碼器pg斷線檢測時間。一般為10s以下，以確認在此時間內編碼器pg的斷線故障是否持續(xù)存在。 （5）零速檢測值。本參數(shù)是為了檢測編碼器pg斷線而定義的功能，當設定頻率大于零速檢測值，而反饋速度小于零速檢測值，并且持續(xù)時間在編碼器pg斷線檢測時間參數(shù)以上，則變頻器確認為編碼器pg斷線

30、故障（pgo）成立。 （6）編碼器pg與電動機之間的齒輪齒數(shù)。本參數(shù)是為了適應編碼器安裝在齒輪電動機上的情況，可設定齒輪齒數(shù)。由電動機轉速公式可以得出: 電動機速度（r/min）=（從編碼器pg輸入的脈沖數(shù)60）（負載側齒輪齒數(shù)/電動機側齒輪齒數(shù)）/編碼器pg的每轉脈沖數(shù) （7）檢出電動機的過速度。電動機超過規(guī)定以上的轉速時，檢出故障。通常設定100％～120％的最大頻率為檢出過速度的基準值，如果在預定的時間內頻率持續(xù)超出該值，則定義為電動機過速度故障（os）。如發(fā)生該故障，變頻器自由停車。 （8）檢出電動機和速度指令的速度差。我們定義電動機的實際速度和設定速度的差值為速度偏差，如果在

31、一定的時間內其速度偏差值持續(xù)超出某一范圍值（如10％時），則檢出速度偏差過大（dev）。如發(fā)生該故障，變頻器可以按照預先設定的故障停機方式停機。 4．3　帶速度傳感器矢量控制與閉環(huán)v/f控制的區(qū)別 　　帶速度傳感器矢量控制與閉環(huán)v/f控制在安裝編碼器pg上有共同點，而且都有類似的pid環(huán)以及相應的參數(shù)設置，好像給人一種雷同的感覺。但兩者存在著很大的區(qū)別，主要一點在于前者是矢量控制，而后者屬于傳統(tǒng)的v/f控制。 圖7　帶速度傳感器矢量控制原理框圖 圖8　閉環(huán)v/f控制原理框圖 　　我們對比一下帶速度傳感器矢量控制與閉環(huán)v/f控制的原理框圖，如圖7、圖8中所示。矢量控制時的

32、速度控制asr是把速度指令和速度反饋信號進行差值比較，然后進行pi控制后，經(jīng)過一定的濾波時間，再經(jīng)過轉矩限定，輸出轉矩電流，進入轉矩環(huán)控制;而閉環(huán)v/f控制是將速度指令和速度反饋信號的偏差調為零，pid的結果只是去直接控制變頻器的頻率輸出。 　　除了控制原理上的區(qū)分外，帶速度傳感器矢量控制與閉環(huán)v/f控制還有以下幾點不同: （1）控制精度不同。帶速度傳感器矢量控制的速度控制精度能達到0.05％，而閉環(huán)v/f控制則只有0.5％（相當于無傳感器矢量控制的水平）。 （2）啟動轉矩不同。帶速度傳感器矢量控制的啟動轉矩可達到200％/0hz，而閉環(huán)v/f控制則只有180％/0.5hz。 （3）安

33、裝方式不一樣。帶速度傳感器矢量控制的編碼器安裝要求非常嚴格，必須與電動機或者齒輪電動機的軸一致;而閉環(huán)v/f控制則可以安裝在傳動點的任意一個位置。 （4）編碼器選型不一樣。帶速度傳感器矢量的編碼器要求比較嚴格，通常都要求二相輸入;而閉環(huán)v/f控制則可以只要求一相輸入，甚至可以用高性能接近開關替代。 （5）編碼器斷線停機方式不一樣。帶速度傳感器矢量控制的編碼器斷線故障檢出后，將不得不自由停車;而閉環(huán)v/f控制還可以在頻率指令下繼續(xù)開環(huán)v/f控制運行。 5　轉矩控制方式 5.1　基本概念 　　采用矢量控制方式的通用變頻器不僅可在調速范圍上與直流電動機相媲美，而且可以控制異步電動機產(chǎn)生的

34、轉矩。 5.2　轉矩控制功能結構 圖9　轉矩控制功能框圖 　　轉矩控制根據(jù)不同的數(shù)學算法其功能結構也不同，圖9是一種典型的采用矢量方式實現(xiàn)的轉矩控制功能框圖。先是根據(jù)轉矩設定值計算出轉差頻率，并與變頻器獲得的反饋速度（一般用編碼器pg）或是直接推算的電動機速度相加，在速度限制下輸出同步頻率。很顯然，在轉矩控制方式下，速度調節(jié)器asr并不起直接作用，也無法控制速度。 　　轉矩控制時，變頻器的輸出頻率自動跟蹤負載速度的變化，但輸出頻率的變化受設定的加速和減速時間影響，如需要加快跟蹤的速度，需要將加速和減速時間設得短一些。 　　轉矩分正向轉矩和反向轉矩，其設定可以通過模擬量端子的電平來

35、決定，該轉矩方向與運行指令的方向（即正轉和反轉）無關。當模擬量信號為0～10v時，為正轉矩，即電動機正轉方向的轉矩指令（從電動機的輸出軸看是逆時針轉）;當模擬量信號為－10v～0時，為負轉矩，即電動機反轉方向的轉矩指令（從電動機的輸出軸看是順時針轉）。 5.3　轉矩控制和速度控制的切換 　　由于轉矩控制時不能控制轉速的大小，所以，在某些轉速控制系統(tǒng)中，轉矩控制主要用于起動或停止的過渡過程中。當拖動系統(tǒng)已經(jīng)起動后，仍應切換成轉速控制方式，以便控制轉速。 切換的時序圖如圖10所示。 圖10　轉矩控制和轉速控制的時序圖 （1）t1時段:變頻器發(fā)出運行指令時，如未得到切換信號，則為轉

36、速控制模式。變頻器按轉速指令決定其輸出頻率的大小。同時，可以預置轉矩上限。 （2）t2時段:變頻器得到切換至轉矩控制的信號（通常從外接輸入電路輸入），轉為轉矩控制模式。變頻器按轉矩指令決定其電磁轉矩的大小。同時，必須預置轉速上限。 （3）t3時段:變頻器得到切換至轉速控制的信號,回到轉速控制模式。 （4）t4時段:變頻器再次得到切換至轉矩控制的信號,回到轉矩控制模式。 （5）t5時段:變頻器的運行指令結束，將在轉速控制模式下按預置的減速時間減速并停止。 　　如果變頻器的運行指令在轉矩控制下結束，變頻器將自動轉為轉速控制模式，并按預置的減速時間減速并停止。 5.4　轉矩控制與限轉

37、矩功能 　　在轉矩控制中，經(jīng)常會與速度控制下的限轉矩功能搞混淆。所謂轉矩限定，就是用來限制速度調節(jié)器asr輸出的轉矩電流。 　　定義轉矩限定值0.0～200％為變頻器額定電流的百分數(shù);如果轉矩限定＝100％，即設定的轉矩電流極限值為變頻器的額定電流。圖11所示為轉矩限值功能示意圖，f1、f2分別限制電動和制動狀態(tài)時輸出轉矩的大小。 圖11　轉矩限制功能圖 　　再生制動狀態(tài)運行時，應根據(jù)需要的制動轉矩適當調整再生制動限定值f2，在要求大制動轉矩的場合，應外接制動電阻或制動單元，否則可能會產(chǎn)生過壓故障。 　　對于轉矩限制值，一般可以通過兩種方式進行設定。一種是通過參數(shù)設定，變頻

38、器都提供了相應的參數(shù)，如安川vsg7的l7－01到l7－04可以分別設定四個象限的轉矩限定值。另外一種就是通過模擬量輸入設定，用輸入量的0～10v或4～20ma信號對應0－200％的轉矩限值。 6　dtc方式 6.1　基本概念 　　直接轉矩控制也稱之為“直接自控制”，這種“直接自控制”的思想是以轉矩為中心來進行磁鏈、轉矩的綜合控制。和矢量控制不同，直接轉矩控制不采用解耦的方式，從而在算法上不存在旋轉坐標變換，簡單地通過檢測電動機定子電壓和電流，借助瞬時空間矢量理論計算電動機的磁鏈和轉矩，并根據(jù)與給定值比較所得差值，實現(xiàn)磁鏈和轉矩的直接控制。 　　直接轉矩控制技術，是利用空間矢量、定

39、子磁場定向的分析方法，直接在定子坐標系下分析異步電動機的數(shù)學模型，計算與控制異步電動機的磁鏈和轉矩，采用離散的兩點式調節(jié)器（band—band控制），把轉矩檢測值與轉矩給定值作比較，使轉矩波動限制在一定的容差范圍內，容差的大小由頻率調節(jié)器來控制，并產(chǎn)生pwm脈寬調制信號，直接對逆變器的開關狀態(tài)進行控制，以獲得高動態(tài)性能的轉矩輸出。它的控制效果不取決于異步電動機的數(shù)學模型是否能夠簡化，而是取決于轉矩的實際狀況，它不需要將交流電動機與直流電動機作比較、等效、轉化，即不需要模仿直流電動機的控制，由于它省掉了矢量變換方式的坐標變換與計算和為解耦而簡化異步電動機數(shù)學模型，沒有通常的pwm脈寬調制信號發(fā)生

40、器，所以它的控制結構簡單、控制信號處理的物理概念明確、系統(tǒng)的轉矩響應迅速且無超調，是一種具有高靜、動態(tài)性能的交流調速控制方式。 　　與矢量控制方式比較，直接轉矩控制磁場定向所用的是定子磁鏈，它采用離散的電壓狀態(tài)和六邊形磁鏈軌跡或近似圓形磁鏈軌跡的概念。只要知道定子電阻就可以把它觀測出來。而矢量控制磁場定向所用的是轉子磁鏈，觀測轉子磁鏈需要知道電動機轉子電阻和電感。因此直接轉矩控制大大減少了矢量控制技術中控制性能易受參數(shù)變化影響的問題。直接轉矩控制強調的是轉矩的直接控制與效果。與矢量控制方法不同，它不是通過控制電流、磁鏈等量來間接控制轉矩，而是把轉矩直接作為被控量，對轉矩的直接控制或直接控制轉

41、矩，既直接又簡化。 　　直接轉矩控制對交流傳動來說是一個優(yōu)秀的電動機控制方法，它可以對所有交流電動機的核心變量進行直接控制。它開發(fā)出交流傳動前所未有的能力并給所有的應用提供了益處。在dtc中，定子磁通和轉矩被作為主要的控制變量。高速數(shù)字信號處理器與先進的電動機軟件模型相結合使電動機的狀態(tài)每秒鐘被更新40,000次。由于電動機狀態(tài)以及實際值和給定值的比較值被不斷地更新，逆變器的每一次開關狀態(tài)都是單獨確定的。這意味著傳動可以產(chǎn)生最佳的開關組合并對負載擾動和瞬時掉電等動態(tài)變化做出快速響應。在dtc中不需要對電壓，頻率分別控制的pwm調制器。 6.2　dtc直接轉矩控制的速度控制性能 　abb的

42、acs800能夠對速度進行精確的控制，根據(jù)不同的速度精度可以選擇無脈沖編碼器和有脈沖編碼器兩種，下表1給出了在使用dtc直接轉矩控制時的典型速度性能指標。 　　其中動態(tài)速度誤差依賴于速度控制器的參數(shù)整定，圖12為動態(tài)速度響應曲線。 圖12　dtc直接轉矩控制時的速度響應曲線 tn:電動機額定轉矩nn:電動機額定速度 nact:實際速度nref:設定速度 　　在參數(shù)組23中可以對速度控制器進行pid變量設定，速度控制器的原理見圖13a，該控制器包含了比例、微分、積分和微分加速度補償，其經(jīng)過pid作用后的輸出作為轉矩控制器的給定信號。 　　速度控制器的參數(shù)內容包括以下幾方面:

43、 （1）增益參數(shù):定義速度控制器的比例增益，如增益過大可能引起速度波動。 （2）積分時間參數(shù):定義速度控制器的積分時間，即在偏差階躍信號下，控制器輸出信號的變化率。積分時間越短，連續(xù)偏差值的校正就越快，但是如果太短就會造成控制不穩(wěn)定。 （3）微分時間參數(shù):定義速度控制器的微分時間，即在偏差值發(fā)生改變的情況下增加控制器的輸出。微分時間越長，在偏差改變的過程中，控制器的輸出速度就越快。微分作用使控制對擾動的敏感度增加。 （4）加速補償?shù)奈⒎謺r間:在加速過程中為了補償慣性，將給定變化量的微分加到速度控制器的輸出中。 （5）滑差增益:定義了電動機滑差補償控制的滑差增益，100％表示完全滑差補

44、償、0％表示零滑差補償。 　　速度控制器的參數(shù)值能在電動機辨識（與矢量控制的電動機辨識相同）整定期間進行自動調節(jié)，當然也可以手動整定控制器的相關參數(shù)，或是讓變頻器單獨執(zhí)行一次速度控制器自動整定運行。要注意的是，最終速度控制器的控制效果取決于各個參數(shù)的綜合作用，因此電動機帶載運行進行自整定才是最合適的，同時可以在電動機額定轉速的三分之一作用進行恒速度運行。 6.3　dtc直接轉矩控制的轉矩控制性能 　　直接轉矩控制技術對于轉矩的控制非常出色，即使不使用任何來自電動機軸上的速度反饋，變頻器也能進行精確的轉矩控制。當然，由于在無脈沖編碼器情況下的直接轉矩控制，在零頻附近運行時，線性誤差和可重復

45、性誤差可能會較大，對于需用在此頻段內的負載，建議采用有脈沖編碼器的直接轉矩控制。表2顯示了在abb變頻器acs800使用直接轉矩控制時的典型轉矩控制性能指標。 （a）（b）圖13　dtc直接轉矩控制 （a）dtc直接轉矩控制時的速度控制器 （b）dtc直接轉矩控制時的轉矩響應曲線 tn:電動機額定轉矩tref:設定轉矩tact:實際轉矩 　　如圖13（b）為直接轉矩控制方式下的轉矩響應曲線。 表1　直接轉矩控制速度性能指標 表2　直接轉矩控制轉矩性能指標 　　對于參數(shù)的設置，首先必須在參數(shù)99.02選擇應用程序宏設定為t－ctrl轉矩控制宏和參數(shù)99.04

46、定義為dtc直接轉矩控制，然后在參數(shù)組24中可以對轉矩控制進行設定，參數(shù)內容包括: （1）轉矩給定的斜坡上升時間:就是從零增加到電動機額定轉矩的時間; （2）轉矩給定的斜坡下降時間:就是從電動機額定轉矩下降到零的時間。 轉矩控制宏一般應用于需要控制電動機轉矩的場合，如嚙合輥控制、張力控制等。其默認的接線方式是:轉矩給定值由模擬量輸入口以電流信號提供，0ma對應0％、20ma對應100％的電動機額定轉矩。 變頻器的頻率給定方式 1　引言 　　在使用一臺變頻器的時候，目的是通過改變變頻器的輸出頻率，即改變變頻器驅動電動機的供電頻率從而改變電動機的轉速。如何調節(jié)變頻器的輸出頻率呢？關鍵

47、是必須首先向變頻器提供改變頻率的信號，這個信號，就稱之為“頻率給定信號”。所謂頻率給定方式，就是調節(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。 　　變頻器常見的頻率給定方式主要有:操作器鍵盤給定、接點信號給定、模擬信號給定、脈沖信號給定和通訊方式給定等。這些頻率給定方式各有優(yōu)缺點，必須按照實際的需要進行選擇設置，同時也可以根據(jù)功能需要選擇不同頻率給定方式之間的疊加和切換。 2　操作器鍵盤給定 　　操作器鍵盤給定是變頻器最簡單的頻率給定方式，用戶可以通過變頻器的操作器鍵盤上的電位器、數(shù)字鍵或上升下降鍵來直接改變變頻器的設定頻率。 　　操作器鍵盤給定的最大優(yōu)點就是簡單、方便、醒目

48、（可選配led數(shù)碼顯示和中文lcd液晶顯示），同時又兼具監(jiān)視功能，即能夠將變頻器運行時的電流、電壓、實際轉速、母線電壓等實時顯示出來。如果選擇鍵盤數(shù)字鍵或上升下降鍵給定，則由于是數(shù)字量給定，精度和分辨率非常高，其中精度可達最高頻率0.01%、分辨率為0.01hz。如果選擇操作器上的電位器給定，則屬于模擬量給定，精度稍低，但由于無需像外置電位器的模擬量輸入那樣另外接線，實用性非常高。 變頻器的操作器鍵盤通?？梢匀∠禄蛘吡硗膺x配，再通過延長線安置在用戶操作和使用方便的地方。一般情況下，延長線可以在5m以下選用，對于距離較遠則不能簡單地加長延長線，而是必須需要使用遠程操作器鍵盤。 圖1　艾默

49、生變頻器遠程操作器連線 　　圖1所示為艾默生td系列變頻器的遠程操作器連線示意。該遠程操作器型號為tdo-rc02，與其變頻器td2000/2100系列操作器鍵盤的外觀、基本操作方法以及顯示風格等基本一致。它是采用內置rs-485通訊方式實現(xiàn)遠程操作控制的，工作電壓為直流24v，在距離只有幾十米的范圍內可以采用變頻器內部直流電源，若超過50m以上或者變頻器內部直流電源另有他用，可以選用10w左右的標準直流24v電源。由于采用通訊方式實現(xiàn)遠程操作控制，所以該操作器的安裝距離可以在數(shù)百米范圍內正常工作，并且通過采用不同的通訊地址對多達32臺變頻器進行遠控操作。這些操作內容包括正反轉運行、電動運行

50、、停機、功能碼設置、功能碼參數(shù)查看、運行參數(shù)查看、故障復位等。 3　接點信號給定 　　接點信號給定就是通過變頻器的多功能輸入端子的up和down接點來改變變頻器的設定頻率值。該接點可以外接按鈕或其他類似于按鈕的開關信號（如plc或dcs的繼電器輸出模塊、常規(guī)中間繼電器）。具體接線如圖2所示。 圖2　接點信號給定 注意以下幾點: （1）多功能輸入端子需分別設置為up指令或down指令中的其中一個，不能重復設置，也不能只設置一個，更不能將up/down指令和保持加減速停止指令被同時分配。 （2）端子的up/down速率必須被正確設置，速率單位為hz/s。有了正確的速率設置，即使up

51、上升接點一直吸合，變頻器的頻率上升也不會一下子竄到最高輸出頻率，而是按照其上升速率上升。 （3）是否斷電保持頻率功能必須設置，如設置為“斷電保持有效”時，當變頻器電源切斷后頻率指令被記憶，接通電源運行指令再次輸入時，變頻器自動加速運行到被記憶的頻率為止。如設置“斷電保持無效”時，當變頻器電源切斷后頻率指令不被記憶，接通電源運行指令再次輸入時，變頻器按參數(shù)數(shù)值不同運行到某一固定頻率（0hz或其他，該參數(shù)依賴于變頻器的型號）。圖3為接點給定的時序示意圖。 圖3　接點給定的時序示意圖 4　模擬量給定 4.1　基本概念 　　模擬量給定方式即通過變頻器的模擬量端子從外部輸入模擬量信號（電流

52、或電壓）進行給定，并通過調節(jié)模擬量的大小來改變變頻器的輸出頻率。 　　模擬量給定中通常采用電流或電壓信號，常見于電位器、儀表、plc和dcs等控制回路。電流信號一般指0～20ma或4～20ma。電壓信號一般指0～10v、2～10v、0～10v、0～5v、1～5v、0～5v等。 　　電流信號在傳輸過程中，不受線路電壓降、接觸電阻及其壓降、雜散的熱電效應以及感應噪聲等影響，抗干擾能力較電壓信號強。但由于電流信號電路比較復雜，故在距離不遠的情況下，仍以選用電壓給定為模擬量信號居多。 　　變頻器通常都會有2個及以上的模擬量端子（或擴展模擬量端子），有些端子可以同時輸入電壓和電流信號（但必須通過跳

53、線或短路塊進行區(qū)分），因此對變頻器已經(jīng)選擇好模擬量給定方式后，還必須按照以下步驟進行參數(shù)設置: （1）選擇模擬量給定的輸入通道; （2）選擇模擬量給定的電壓或者電流方式及其調節(jié)范圍，同時設置電壓/電流跳線，注意必須在斷電時進行操作; （3）選擇模擬量端子多個通道之間的組合方式（疊加或者切換）; （4）選擇模擬量端子通道的濾波參數(shù)、增益參數(shù)、線性調整參數(shù)。 4.2　頻率給定曲線 　　所謂頻率給定曲線，就是指在模擬量給定方式下，變頻器的給定信號p與對應的變頻器輸出頻率f（x）之間的關系曲線f（x）=f（p）。這里的給定信號p，既可以是電壓信號，也可以是電流信號，其取值范圍在10v或20

54、ma之內。 　　一般的電動機調速都是線性關系，因此頻率給定曲線可以簡單地通過定義首尾兩點的坐標（模擬量，頻率）即可確定該曲線。如圖4（a）所示，定義首坐標為（pmin，fmin）和尾坐標（pmax，fmax），可以得到設定頻率與模擬量給定值之間的正比關系。如果在某些變頻器運行工況需要頻率與模擬量給定成反比關系的話，也可以定義首坐標為（pmin，fmax）和尾坐標（pmax，fmin），如圖4（b）所示。 （a）正比關系（b）反比關系 圖4　頻率給定曲線 　　這里必須注意以下幾點: （1）如果根據(jù)頻率給定曲線計算出來的設定頻率如果超出頻率上下限范圍的話，只能取頻率上下值，因此，頻率

55、上下限值優(yōu)先考慮; （2）在一些變頻器參數(shù)定義中，模擬量給定信號p或設定頻率f是采用百分比賦值，其百分比的定義為模擬量給定百分比p%=p/pmax100％和設定頻率百分比f％＝f/fmax100％; （3）在一些變頻器參數(shù)定義中，頻率給定曲線不是直接描述出來，而是通過最大頻率、偏置頻率和頻率增益表達。 4.3　模擬量給定的濾波和增益參數(shù) 　　模擬量的濾波是為了保證變頻器獲得的電壓或電流信號能真實地反映實際值，消除干擾信號對頻率給定信號的影響。濾波的工作原理是數(shù)字信號處理，即數(shù)字濾波。濾波時間常數(shù)就是特指模擬量給定信號上升至穩(wěn)定值的63％所需要的時間（單位為s）。 　　濾波時間的長短必

56、須根據(jù)不同的數(shù)學模型和工況進行設置，濾波時間太短，當變頻器顯示“給定頻率”時有可能不夠穩(wěn)定而呈閃爍狀;濾波時間太長，當調節(jié)給定信號時，給定頻率跟隨給定信號的響應速度會降低。一般而言，出于對抗干擾能力的考慮，需要增加濾波時間常數(shù);處于對響應速度快的考慮，需要降低濾波時間常數(shù)。 　　模擬量通道的增益參數(shù)與上面的頻率增益不一樣，后者主要是為定義頻率給定曲線的坐標值，前者則是在頻率給定曲線既定的前提下，降低或者提高模擬量通道的電壓值或者電流值。 4.4　模擬量給定的正反轉控制 　　一般情況下，變頻器的正反轉功能都可以通過正轉命令端子或反轉命令端子來實現(xiàn)。在模擬量給定方式下，還可以通過模擬量的正負

57、值來控制電動機的正反轉，即正信號（0～＋10v）時電動機正轉、負信號（－10v～0）時電動機反轉。如圖5所示，10v對應的頻率值為fmax，－10v對應的頻率值為－fmax。 圖5　模擬量的正反轉控制和死區(qū)功能 　　在用模擬量控制正反轉時，零界點即0v時應該為0hz，但實際上真正的0hz很難做到，且頻率值很不穩(wěn)定，在頻率0hz附近時，常常出現(xiàn)正轉命令和反轉命令共存的現(xiàn)象，并呈“反反復復”狀。為了克服這個問題，預防反復切換現(xiàn)象，就定義在零速附近為死區(qū)。 　　對于死區(qū)，不同類型的變頻器定義都會有所不同。一般有以下兩種: （1）線段型。如圖中所示，如定義（－1v，＋1v）為死區(qū)，則模擬量

58、信號在（－1v，＋1v）范圍時按零輸入處理，（＋1v，＋10v）對應（0hz，最大頻率），（－1v，－10v）對應（0hz，負的最大頻率）。 （2）滯環(huán)回線型。在變頻器的輸出頻率定義一個頻率死區(qū)（－fdead，＋fdead），這樣一來配合著電壓死區(qū)（－udead，＋udead）就圍成了滯環(huán)回線。 　　模擬量的正反轉控制功能還有一種就是在模擬量非雙極性功能的情況下（也就是說電壓不為負的單極性模擬量）也可以實現(xiàn)，即定義在給定信號中間的任意值作為正轉和反轉的零界點（相當于原點），高于原點以上的為正轉，低于原點以下的為反轉。同理，也可以相應設置死區(qū)功能，實現(xiàn)死區(qū)跳躍。但是，在這種情況下，卻存在一個

59、特殊的問題，即萬一給定信號因電路接觸問題或其他原因而丟失，則變頻器的輸入端得到的信號為0v，其輸出頻率將跳變?yōu)榉崔D的最大頻率，電動機將從正常工作狀態(tài)轉入高速反轉狀態(tài)。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)機械。對此，變頻器設置了一個有效的“零”功能。就是說，讓變頻器的實際最小給定信號不等于0，而當給定信號等于0時，變頻器的輸出頻率則自動降至0速。 5　脈沖給定 　　脈沖給定方式即通過變頻器的特定的高速開關端子從外部輸入脈沖序列信號進行頻率給定，并通過調節(jié)脈沖頻率來改變變頻器的輸出頻率。 　　不同的變頻器對于脈沖序列輸入都有不同的定義，以安川vsg7為例:

60、脈沖頻率為0～32kkhz，低電平電壓為0.0～0.8v，高電平電壓為3.5～13.2v，占空比為30％～70％。 　　這里進行舉例說明一下脈沖給定的參數(shù)設置?，F(xiàn)在有一個變頻系統(tǒng)，其需求如下: （1）使用端子輸入的脈沖信號來設置給定頻率; （2）輸入信號范圍為1khz～20khz; （3）要求1khz輸入信號對應設定頻率為50hz，20khz輸入信號對應設定頻率為5hz。 根據(jù)上述要求，參數(shù)設置要點如下: （1）設置頻率給定方式為脈沖給定; （2）選擇多功能輸入端子為脈沖信號輸入（如脈沖信號端子固定則無需選擇，如安川vsg7的rp端子）; （3）設置脈沖最大輸入頻率為20khz

61、; （4）定義頻率給定曲線首坐標點的數(shù)值，即最小脈沖給定值的百分比為1khz20khz100％＝5％，以及最小脈沖數(shù)對應的頻率值50hz; （5）定義頻率給定曲線尾坐標點的數(shù)值，即最大脈沖給定值的百分比為100％，以及最大脈沖數(shù)對應的頻率值5hz。 6　通訊給定 6.1　基本概念 　　通訊給定方式就是指上位機通過通訊口按照特定的通訊協(xié)議、特定的通訊介質進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶冾l器以改變變頻器設定頻率的方式。 　　上位機一般指計算機（或工控機）、plc、dcs、人機界面等主控制設備。 　　上位機和變頻器之間傳輸數(shù)據(jù)的方式主要有兩種: （1）串行方式。它每次只傳送二進制的一位，主要優(yōu)點是連

62、線少，一般只有2根或3根，缺點是傳送速度較低; （2）并行方式。它每次可傳送一個完整的字符，傳送速度快，但所需的連線較多，一般需要8根或16根，成本相應就高了許多。由于上位機與變頻器之間的距離一般不會太遠，對傳輸速度的要求也不是很高，因此在通常情況下都采用串行傳輸方式。 上位機和變頻器之間進行通訊的主要方式也有兩種: （1）異步方式。每個字符前有一個起始位，表示該字符已經(jīng)開始;當數(shù)據(jù)傳輸完畢后，設置一個奇偶校驗位進行奇偶校驗;最后，又設置一個停止位，表示該字符已經(jīng)結束。異步傳輸?shù)膬?yōu)點是靈活性好，便于處理實時性較強的串行數(shù)據(jù);缺點是傳輸速度較低。 （2）同步方式。它可以同時傳輸一個包含許

63、多個字符的“數(shù)據(jù)塊”，只需在每個數(shù)據(jù)塊前面設置通訊雙方共同規(guī)定的同步符號“syn字符1”和“syn字符2”即可。同步方式的優(yōu)點是不必要在每個字符的前后設置標志符號（起始位和停止位），從而節(jié)省了時間，提高了傳輸速度;缺點是必須采用同步脈沖來協(xié)調，從而靈活性較差。 　　上位機和變頻器之間的傳遞方法也有兩種: （1）全雙工方式。數(shù)據(jù)在上位機和變頻器之間的發(fā)送和接收可以同時進行。 （2）半雙工方式。每臺設備都只能做一件事情，或接收，或發(fā)送，而不能同時發(fā)送或接收。每次發(fā)送或接收時，都需要進行發(fā)送和接收之間的換向。 上位機和變頻器之間的傳輸速度通常用“波特率”來表示，其定義如下:每秒鐘傳送二進制位

64、的位數(shù)，單位是bit/s。 6.2　通訊參數(shù)設置 　　只有設置正確的通訊參數(shù)才能確保上位機和變頻器之間的通訊正常，也才能保證通訊給定方式的準確性。通訊參數(shù)一般包含以下幾個主要內容: （1）波特率選擇。一般的變頻器通訊波特率可以選擇300bps、600bps、1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps、38400bps等。 （2）數(shù)據(jù)格式。常見的數(shù)據(jù)位包括一個起始位、八個數(shù)據(jù)位、一個停止位，校驗位則可以分別設置位奇校驗、偶校驗和無校驗三種。 （3）接線方式。包括直接電纜連接rs-232/rs-485和調制解調器modem（rs-232），其中設置為

65、調制解調器modem（rs-232）時，每當變頻器上電時，將通過變頻器的通訊口（rs-232）對調制解調器modem做一次初始化操作，以便調制解調器在接收到電話線路3次振鈴后自動響應，實現(xiàn)由撥號線路組成的遠程控制線路。 （4）通訊地址。用來標志變頻器本體的地址，其中有一個為廣播地址，可以接受和執(zhí)行上位機的廣播命令，而不會應答上位機。 （5）通訊超時檢出時間。當通訊口信號消失后，其持續(xù)時間超過通訊超時設置后，變頻器即判斷為通訊故障。 （6）變頻器應答延時。它指變頻器通訊口在接收并解釋執(zhí)行上位機發(fā)送過來的命令后，直到返回應答幀給上位機所需要的延遲時間。 6.3　通訊故障及處理 　　通訊超

66、時故障檢出后，變頻器將按照預先設置的動作模式進行操作。常見的動作模式有故障跳閘并停機、報警并維持現(xiàn)有頻率運行、報警并按限定頻率運行。 7　給定方式的疊加 7.1　基本概念 　　給定方式的疊加是指在主給定通道頻率的基礎上再加上輔助給定通道頻率作為變頻器的設定頻率。其疊加方式不是簡單的加法運算，還可以融合多種疊加運算公式。 7.2　疊加運算公式 　　不同給定方式的疊加是指在主給定通道頻率的基礎上再加上輔助給定通道頻率作為變頻器設定頻率。 8　給定方式的切換 　　給定方式的切換是指通過多功能端子的不同組合來實現(xiàn)不同給定方式之間的切換。在下面的列表1顯示中，通過多功能輸入端子x1、多功能輸入端子x2、