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(diào)制模式 （2）矢量控制（vc）模式 （3）直接轉(zhuǎn)矩控制（dtc）模式 　　針對(duì)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(zhuǎn)矩控制方式（矢量控

2、制vc或直接轉(zhuǎn)矩控制dtc）等。這些控制方式在變頻器通電運(yùn)行前必須首先設(shè)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(shí)，ux的表達(dá)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(yùn)行v/f曲線。 圖1　基本運(yùn)行v/f曲線 　　由圖1可以看出，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率高于一定值時(shí)，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(yùn)行頻率，用fb表示。也就是說，基本運(yùn)行頻率是指變頻器輸出最高電壓時(shí)對(duì)應(yīng)的最小頻率。在通常情況下，基本運(yùn)行頻率是電動(dòng)機(jī)的額定頻率，如電

3、動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)識(shí)的50hz或60hz。同時(shí)與基本運(yùn)行頻率對(duì)應(yīng)的變頻器輸出電壓稱之為最大輸出電壓，用vmax表示。 　　當(dāng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行頻率超過基本運(yùn)行頻率fb后，u/f不再是一個(gè)常數(shù)，而是隨著輸出頻率的上升而減少，電動(dòng)機(jī)磁通也因此減少，變成“弱磁調(diào)速”狀態(tài)。 　　基本運(yùn)行頻率是決定變頻器的逆變波形占空比的一個(gè)設(shè)置參數(shù)，當(dāng)設(shè)定該值后，變頻器cpu將基本運(yùn)行頻率值和運(yùn)行頻率進(jìn)行運(yùn)算后，調(diào)整變頻器輸出波形的占空比來達(dá)到調(diào)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(yùn)行頻率的參數(shù)設(shè)置，如確有必要，一定要根據(jù)電動(dòng)機(jī)的參數(shù)特性來適當(dāng)設(shè)值，否則，容易造成變頻器過熱、過流等現(xiàn)象。 2.2　預(yù)定義

4、的v/f曲線和用戶自定義v/f曲線 　　由于電動(dòng)機(jī)負(fù)載的多樣性和不確定性，因此很多變頻器廠商都推出了預(yù)定義的v/f曲線和用戶自定義的任意v/f曲線。 　　預(yù)定義的v/f曲線是指變頻器內(nèi)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(zhuǎn)矩特性、曲線2為1.7次冪降轉(zhuǎn)矩特性、曲線為1.2次冪降轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)額定頻率一半（即50％fn）時(shí)的輸出電壓是電動(dòng)機(jī)額定電壓的30％時(shí)（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(yù)定義的v/f曲線非常適合在可變轉(zhuǎn)矩（如典型的風(fēng)機(jī)和泵類負(fù)載）中使用，用戶可以根據(jù)負(fù)載特性進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最優(yōu)的節(jié)能效果。 a） 艾默生ev2000b）abpoweflex400 圖2　預(yù)定義v/f曲線 　　對(duì)于其他特殊的負(fù)載，如同步電動(dòng)機(jī)，則可以通過設(shè)置用戶自定義v/f曲線的幾個(gè)參數(shù)，來得到任意v/f曲線，從而可以適應(yīng)這些負(fù)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(shè)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(shè)定為例，如圖3所示，f通常為變頻器的基本運(yùn)行頻率，在某些變頻器中定義為電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的額定電壓。如果最大輸出電壓等于額定電壓或者基本運(yùn)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(cè)來確定具體的數(shù)據(jù)。圖中給出了三個(gè)中間坐標(biāo)數(shù)值，即（f1，v1）、（f2，v2）、（f3，v3），用戶只需填入相應(yīng)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(diǎn)重合就可以看成是二段折線設(shè)定。 　　雖然用戶自定義v/f曲線可以任意設(shè)定，但是一旦數(shù)值設(shè)定不當(dāng)，就會(huì)造成意外故障。比如說低頻時(shí)轉(zhuǎn)矩提升電壓過高，造成電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)低頻抖動(dòng)。所以，v/f曲線特性必須以滿足電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行為前提條件。 2.3　v/f曲線轉(zhuǎn)

7、矩補(bǔ)償 　　變頻器在啟動(dòng)或極低速運(yùn)行時(shí)，根據(jù)v/f曲線，電動(dòng)機(jī)在低頻時(shí)對(duì)應(yīng)輸出的電壓較低，轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，這就導(dǎo)致勵(lì)磁不足而使電動(dòng)機(jī)不能獲得足夠的旋轉(zhuǎn)力，因此需要對(duì)轉(zhuǎn)矩進(jìn)行補(bǔ)充補(bǔ)償，這稱為轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。通常的做法是對(duì)輸出電壓做一些提升補(bǔ)償，以補(bǔ)償定子電阻上電壓降引起的輸出轉(zhuǎn)矩?fù)p失，從而改善電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。 圖4　轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償 　　圖4中，v0表示手動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升電壓、vmax表示最大輸出電壓、f0表示轉(zhuǎn)矩提升的截止頻率、fb表示基本運(yùn)行頻率。 　　對(duì)于v0的設(shè)置原則一般有以下幾點(diǎn): （1）當(dāng)電動(dòng)機(jī)與變頻器之間的距離太遠(yuǎn)時(shí)，由于線路壓降增大，應(yīng)適當(dāng)增大v0值; （

8、2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)容量小于變頻器額定容量時(shí)，由于此容量電動(dòng)機(jī)的繞組電阻比大容量電動(dòng)機(jī)大，電阻壓降也大，應(yīng)適當(dāng)增大v0值; （3）當(dāng)電動(dòng)機(jī)抖動(dòng)厲害時(shí)，說明轉(zhuǎn)矩過大，轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益調(diào)得過高，應(yīng)適當(dāng)減小v0值。 　　這里必須避免這樣一個(gè)誤區(qū):即使提高很多輸出電壓，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩并不能和其電流相對(duì)應(yīng)的提高。這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)電流包含電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩分量和其它分量（如勵(lì)磁分量）。 　　關(guān)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(shè)置的，如艾默生ev2000變頻器f0=0～50%基本運(yùn)行頻率。

9、　　轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償可以根據(jù)變頻器的參數(shù)設(shè)置選擇手動(dòng)和自動(dòng)，如手動(dòng)設(shè)置則允許用戶v0在0－20%或30％umax之間任意設(shè)定，如自動(dòng)設(shè)置則是變頻器根據(jù)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)過程中的力矩情況進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，其參數(shù)是隨著負(fù)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(shè)置轉(zhuǎn)速反饋環(huán)節(jié)。測(cè)速裝置可以是旋轉(zhuǎn)編碼器，也可以是光電開關(guān)，安裝方式比較自由，既可以安裝在電動(dòng)機(jī)軸上，也可以安裝在其他相關(guān)聯(lián)的位置。同樣，通常所說的不帶轉(zhuǎn)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(hào)可以選用一相或者二相信號(hào)，一相信號(hào)如接近開關(guān)或是旋轉(zhuǎn)編碼器的a相和b相之一

10、。旋轉(zhuǎn)編碼器是一種測(cè)量旋轉(zhuǎn)角度的測(cè)量器件，它集機(jī)、光、電技術(shù)于一體，通過光電轉(zhuǎn)換，將角位移轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電脈沖或數(shù)字信號(hào)輸出。旋轉(zhuǎn)編碼器通常采用兩個(gè)相位差90的方波編碼方式，其旋轉(zhuǎn)方向由兩個(gè)波形的相位差決定。旋轉(zhuǎn)編碼器有很多種型號(hào)，通常的速度反饋則選用增量型編碼器，電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度由一定時(shí)間內(nèi)編碼器所產(chǎn)生的脈沖信號(hào)決定。脈沖信號(hào)輸出即可與變頻器的pg接口相連接，就可以得到測(cè)量值。編碼器的精度由旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生方波數(shù)決定，當(dāng)旋轉(zhuǎn)一周可產(chǎn)生2000個(gè)方波時(shí)，每一個(gè)方波周期表示為360/2000，其最大的響應(yīng)頻率達(dá)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(zhuǎn)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(hào)為a相信號(hào)或b相信號(hào)，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(shè)置比例增益p值和積分時(shí)間i值，圖5b所示為參數(shù)設(shè)置情況。 2.4.1　調(diào)整參數(shù)必須遵循以下原則 （1）最低輸出頻率的增益調(diào)整。請(qǐng)用最低輸出頻率控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，在此狀態(tài)下，在無振動(dòng)的范圍內(nèi)增大p02值，然后，在無振動(dòng)范圍內(nèi)減小設(shè)定i02值。監(jiān)視變頻器的輸出電流，并且確認(rèn)達(dá)到變頻器額定電流50％以下的輸出電流，超過50％時(shí)，請(qǐng)減小p02值，增大i02值 （2）

12、最高輸出頻率的調(diào)整。請(qǐng)用最高輸出頻率控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，在此狀態(tài)下，在無振動(dòng)的范圍內(nèi)增大設(shè)定p01值，然后，在無振動(dòng)范圍內(nèi)減小設(shè)定i01值 （3）增益的微調(diào)。在增益更細(xì)微調(diào)整時(shí)，可以邊觀察速度波形邊微調(diào)。在加速完成時(shí)發(fā)生上沖超調(diào)，請(qǐng)減小p01值，增大i01值，停止時(shí)發(fā)生下沖超調(diào)，請(qǐng)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(diǎn) （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(qū)動(dòng)，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(chǔ)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(jiǎn)易速度控制，且安裝位置可以不在電動(dòng)機(jī)軸端，因此在參數(shù)設(shè)置上必須加以區(qū)別，設(shè)定轉(zhuǎn)速計(jì)算值必須折算到電動(dòng)機(jī)側(cè) （5）轉(zhuǎn)速的設(shè)定和反饋一般都以轉(zhuǎn)/分（r/min）為單位，一般而言設(shè)定值在面板上可以數(shù)字輸入，若是用模擬信號(hào)作為給定量時(shí)，模擬給定最大值對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)編碼器等速度傳感器來進(jìn)行

14、轉(zhuǎn)速檢測(cè)，并反饋轉(zhuǎn)速信號(hào)。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(jià)格也越貴;編碼器在電動(dòng)機(jī)軸上的安裝存在同心度的問題，安裝不當(dāng)將影響測(cè)速的精度;安裝在電動(dòng)機(jī)軸上的體積增大，而且給電動(dòng)機(jī)的維護(hù)帶來一定困難，同時(shí)破壞了異步電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)單堅(jiān)固的特點(diǎn);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(cè)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(dòng)機(jī)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(yīng)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(chǎng)定向控制理論發(fā)展而來的。實(shí)現(xiàn)精確的磁場(chǎng)定向矢量控制需要在異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)安裝磁通檢測(cè)裝置，要在異步電動(dòng)機(jī)內(nèi)安裝磁通檢測(cè)裝置是很困難的，但人們發(fā)現(xiàn)，即使不在異步電動(dòng)機(jī)中直接安裝磁通檢測(cè)裝置，也可以在通用變頻器內(nèi)部得到與磁通相應(yīng)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(dòng)機(jī)的銘牌參數(shù)，按照一定的關(guān)系式分別對(duì)作為基本控制量的勵(lì)磁電流（或者磁通）和轉(zhuǎn)矩電流進(jìn)行檢測(cè)，并通過控制電動(dòng)機(jī)定子繞組上的電壓的頻率使勵(lì)磁電流（或者磁通）和轉(zhuǎn)矩電流的指令值和檢測(cè)值達(dá)到一致，并輸出轉(zhuǎn)矩，從而實(shí)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(diào)速范圍上與直流電動(dòng)機(jī)相匹敵，而且可以控

16、制異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。由于矢量控制方式所依據(jù)的是準(zhǔn)確的被控異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，因此需要在使用時(shí)準(zhǔn)確地輸入異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，并對(duì)拖動(dòng)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)諧整定，否則難以達(dá)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(shù)指標(biāo)定義如下:速度控制精度0.5％，速度控制范圍1:100，轉(zhuǎn)矩控制響應(yīng)<200ms，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩>150％/0.5hz。其中啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩指標(biāo)，根據(jù)不同品牌的變頻器其性能有所高低變動(dòng)，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(dòng)轉(zhuǎn)矩特性，在0.3hz極低速下能達(dá)到150%以上的轉(zhuǎn)矩。 圖6　無速度傳感器矢量控制方式啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩特性 有時(shí)

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(dòng)機(jī)參數(shù)的調(diào)諧整定 　　由于電動(dòng)機(jī)磁通模型的建立必須依賴于電動(dòng)機(jī)參數(shù)，因此選擇無速度傳感器矢量控制時(shí)，第一次運(yùn)行前必須首先對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行參數(shù)的調(diào)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(dòng)機(jī)參數(shù)自動(dòng)調(diào)諧、自適應(yīng)功能，帶有這種功能的通用變頻器在驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)之前可以自動(dòng)地對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的參數(shù)進(jìn)行調(diào)諧后存儲(chǔ)在相應(yīng)的參數(shù)組中，并根據(jù)調(diào)諧結(jié)果調(diào)整控制算法中的有關(guān)數(shù)值。 　　自動(dòng)調(diào)諧（因在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)情況下進(jìn)行，又稱旋轉(zhuǎn)式調(diào)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(diào)諧的電動(dòng)機(jī)的

18、基本參數(shù)，包括電動(dòng)機(jī)的類型（異步電動(dòng)機(jī)或同步電動(dòng)機(jī)）、電動(dòng)機(jī)的額定功率（單位是kw）、電動(dòng)機(jī)的額定電流（單位是a）、電動(dòng)機(jī)的額定頻率（單位是hz）、電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速（單位r/min）;然后將電動(dòng)機(jī)與機(jī)械設(shè)備分開，電動(dòng)機(jī)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(huì)一邊根據(jù)內(nèi)部預(yù)先設(shè)定的運(yùn)行程序自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，一邊測(cè)定一次電壓和一次電流，然后計(jì)算出電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)。但在電動(dòng)機(jī)與機(jī)械設(shè)備難以分開的場(chǎng)合卻很不方便，此時(shí)可采用靜止式調(diào)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(zhuǎn)的三相交流電壓施加于電動(dòng)機(jī)上，電動(dòng)機(jī)不旋轉(zhuǎn)，由此時(shí)的電壓、電流波形按電動(dòng)機(jī)等值回路對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，便

19、能高精度測(cè)定控制上必需的電動(dòng)機(jī)參數(shù)。在靜止式調(diào)諧中，用原來方法無法測(cè)定的漏電流也能測(cè)定，控制性能進(jìn)一步提高。利用靜止式調(diào)諧技術(shù)，可對(duì)于機(jī)械設(shè)備組合一起的電動(dòng)機(jī)自動(dòng)調(diào)諧、自動(dòng)測(cè)定控制上所需的各項(xiàng)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(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)等效電路 　　從圖7所示的異步電動(dòng)機(jī)的t型等效電路表示中可以看出，電動(dòng)機(jī)除了常規(guī)的參數(shù)如電動(dòng)機(jī)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(zhuǎn)子電阻）、x21（轉(zhuǎn)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(shí)分電動(dòng)機(jī)靜止辨識(shí)和旋轉(zhuǎn)辨識(shí)兩種，其中在靜止辨識(shí)中，變頻器能自動(dòng)

20、測(cè)量并計(jì)算定子和轉(zhuǎn)子電阻以及相對(duì)于基本頻率的漏感抗，并同時(shí)將測(cè)量的參數(shù)寫入;在旋轉(zhuǎn)辨識(shí)中，變頻器自動(dòng)測(cè)量電動(dòng)機(jī)的互感抗和空載電流。 3.3　速度調(diào)節(jié)器asr 圖8　速度調(diào)節(jié)器簡(jiǎn)化框圖 　　速度調(diào)節(jié)器asr的結(jié)構(gòu)如圖8所示，圖8中kp為比例增益，ki為積分時(shí)間。積分時(shí)間設(shè)為0時(shí)，則無積分作用，速度環(huán)為單純的比例調(diào)節(jié)器。由于是無速度傳感器矢量控制方式，速度環(huán)的實(shí)際速度來源于變頻器內(nèi)部的實(shí)際計(jì)算值。 　　速度調(diào)節(jié)器asr的整定參數(shù)包括比例增益p和積分時(shí)間i，其數(shù)值大小將直接影響矢量控制的效果，其目標(biāo)就是要取得動(dòng)態(tài)性能良好的階躍響應(yīng)，如圖9a所示。具體調(diào)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(dòng)態(tài)響應(yīng)，但p值過大，系統(tǒng)容易振蕩; （2）減小積分時(shí)間i值，可加快系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，但i值過小，系統(tǒng)超調(diào)就會(huì)增大，且容易產(chǎn)生振蕩; （3）通常先調(diào)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(diào)節(jié)積分時(shí)間i值使系統(tǒng)既有快速的響應(yīng)特性又超調(diào)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(diào)節(jié)器asr的階躍響應(yīng)與pi參數(shù)的關(guān)系 　　圖9b是比例增益p值與速度調(diào)節(jié)器asr的階躍響應(yīng)關(guān)系，圖9c是積分時(shí)間i值與速度調(diào)節(jié)器asr的階躍響應(yīng)關(guān)系。 　　一般的矢量變頻器為了適應(yīng)電動(dòng)機(jī)低速和高速帶載運(yùn)行都有快速響應(yīng)的情況，都設(shè)有

22、兩套pi參數(shù)值（即低速pi值和高速pi值），同時(shí)設(shè)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(shè)置了兩個(gè)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(dòng)態(tài)響應(yīng)pi值取a點(diǎn)的數(shù)值，高于切換頻率2的頻率動(dòng)態(tài)響應(yīng)pi值取b點(diǎn)的數(shù)值，位于切換頻率1和切換頻率2的頻率動(dòng)態(tài)響應(yīng)pi值取兩套pi參數(shù)的加權(quán)平均值。 　　如果pi參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，系統(tǒng)在快速啟動(dòng)到高速后，可能產(chǎn)生減速過電壓故障（如果沒有外接制動(dòng)電阻或制動(dòng)單元），這是由于在速度超調(diào)后的下降過程中系統(tǒng)再生制動(dòng)狀態(tài)能量回饋所致，因此合適的pi值對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性至關(guān)重要。 圖10　pi參數(shù)與頻率切換的

23、關(guān)系 3.4　轉(zhuǎn)差補(bǔ)償增益和靜差率 　　靜差就是從一個(gè)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速過渡到另一個(gè)穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速之間的差值，靜差率是指電動(dòng)機(jī)空載與滿載的速度差，這兩個(gè)參數(shù)對(duì)于電動(dòng)機(jī)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(duì)于轉(zhuǎn)速的測(cè)量是間接的，一般都是通過容易測(cè)量的定子電壓和電流信號(hào)間接求得轉(zhuǎn)速。目前常用的方法有: （1）利用電動(dòng)機(jī)模型推導(dǎo)出轉(zhuǎn)速方程式，從而計(jì)算轉(zhuǎn)速; （2）利用電動(dòng)機(jī)模型計(jì)算轉(zhuǎn)差頻率，進(jìn)行補(bǔ)償; （3）根據(jù)模型參考自適應(yīng)控制理論，選擇合適的參考模型和可調(diào)整模型，同時(shí)辨識(shí)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子磁鏈; （4）利用其它辨識(shí)或估計(jì)方法求得轉(zhuǎn)速; （5）利用電動(dòng)機(jī)的齒諧波電勢(shì)計(jì)

24、算轉(zhuǎn)速;等等。但是，無論哪一種方法，對(duì)于電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)行的速度計(jì)算或辨識(shí)精度都非常有限，為了精確調(diào)整靜差，確保電動(dòng)機(jī)的靜差率低于0.01%，就需要對(duì)轉(zhuǎn)差補(bǔ)償增益進(jìn)行設(shè)置。 　　所謂轉(zhuǎn)差補(bǔ)償增益，就是用于計(jì)算轉(zhuǎn)差頻率，設(shè)定值100％表示額定的轉(zhuǎn)矩電流對(duì)應(yīng)額定的轉(zhuǎn)差頻率，因此設(shè)置合理的轉(zhuǎn)差補(bǔ)償增益系統(tǒng)可以精確調(diào)整速度控制的靜差。其參數(shù)的設(shè)置原則是:當(dāng)電動(dòng)機(jī)重載時(shí)速度偏低，就應(yīng)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(zhuǎn)矩控制、簡(jiǎn)單伺服控制等對(duì)控制性能要求嚴(yán)格的使用場(chǎng)合。在該方式下采用的速度傳感

25、器一般是旋轉(zhuǎn)編碼器，并安裝在被控電動(dòng)機(jī)的軸端，而不是象閉環(huán)v/f控制安裝編碼器或接近開關(guān)那樣隨意。在很多時(shí)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(yùn)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(duì)應(yīng)，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(diào)速是一種理想的控制方式，它有許多優(yōu)點(diǎn): （1）可以從零轉(zhuǎn)速起進(jìn)行速度控制，即使低速亦能運(yùn)行，因此調(diào)速范圍很寬廣，可達(dá)1000:1; （2）可以對(duì)轉(zhuǎn)矩實(shí)行精確控制; （3）系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度甚快; （4）電動(dòng)機(jī)的加速度特性很好等優(yōu)點(diǎn)

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(hào)相對(duì)應(yīng)。一般而言，編碼器pg型號(hào)分差動(dòng)輸出、集電極開路輸出和推挽輸出三種，其信號(hào)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(hào)或者設(shè)置合理的跳線至關(guān)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(duì)應(yīng)補(bǔ)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(duì)應(yīng)線驅(qū)動(dòng)，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(shí)，只需注意接線方式和跳線cn4。當(dāng)跳線cn4位于di側(cè)時(shí)，可以選擇編碼器信號(hào)由a+、a－、b＋、b－差動(dòng)輸出（如圖3所示）或者a＋、b＋推挽輸出（如圖5所示）;當(dāng)跳線cn4位于oci側(cè)時(shí)，可以選擇編碼器信號(hào)由a－、b－開路集電極輸出（如圖4所示）。 圖3　差動(dòng)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(duì)于編碼器pg都有比較嚴(yán)格的定義，這些定義

28、包括: （1）編碼器pg每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。此參數(shù)可以查看編碼器本身的技術(shù)指標(biāo)，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(dòng)機(jī)連接次序代表的方向匹配，設(shè)定值應(yīng)為正向，否則為反向。必須注意當(dāng)方向選擇錯(cuò)誤時(shí)，變頻器將無法加速到你所需要的頻率，并報(bào)過流故障或編碼器反向故障。更改此參數(shù)可方便地調(diào)整接線方向的對(duì)應(yīng)關(guān)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(shí)順時(shí)針方向cw旋轉(zhuǎn)時(shí)，為a相超前，另外，正轉(zhuǎn)指令輸出時(shí)，電動(dòng)機(jī)

29、從輸出側(cè)看時(shí)逆時(shí)針ccw旋轉(zhuǎn)。然而，一般的編碼器pg在電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，安裝在負(fù)載側(cè)時(shí)為a相超前，安裝在與負(fù)載側(cè)相反時(shí)b相超前。 （3）編碼器pg斷線動(dòng)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(bào)警并輸出電壓被關(guān)閉，電動(dòng)機(jī)自由滑行停車，在停車過程中，故障將無法復(fù)位，直到停機(jī)為止。 （4）編碼器pg斷線檢測(cè)時(shí)間。一般為10s以下，以確認(rèn)在此時(shí)間內(nèi)編碼器pg的斷線故障是否持續(xù)存在。 （5）零速檢測(cè)值。本參數(shù)是為了檢測(cè)編碼器pg斷線而定義的功能，當(dāng)設(shè)定頻率大于零速檢測(cè)值，而反饋速度小于零速檢測(cè)值，并且持續(xù)時(shí)間在編碼器pg斷線檢測(cè)時(shí)間參數(shù)以上，則變頻器確認(rèn)為編碼器pg斷線

30、故障（pgo）成立。 （6）編碼器pg與電動(dòng)機(jī)之間的齒輪齒數(shù)。本參數(shù)是為了適應(yīng)編碼器安裝在齒輪電動(dòng)機(jī)上的情況，可設(shè)定齒輪齒數(shù)。由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式可以得出: 電動(dòng)機(jī)速度（r/min）=（從編碼器pg輸入的脈沖數(shù)60）（負(fù)載側(cè)齒輪齒數(shù)/電動(dòng)機(jī)側(cè)齒輪齒數(shù)）/編碼器pg的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù) （7）檢出電動(dòng)機(jī)的過速度。電動(dòng)機(jī)超過規(guī)定以上的轉(zhuǎn)速時(shí)，檢出故障。通常設(shè)定100％～120％的最大頻率為檢出過速度的基準(zhǔn)值，如果在預(yù)定的時(shí)間內(nèi)頻率持續(xù)超出該值，則定義為電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)和速度指令的速度差。我們定義電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度和設(shè)定速度的差值為速度偏差，如果在

31、一定的時(shí)間內(nèi)其速度偏差值持續(xù)超出某一范圍值（如10％時(shí)），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(yù)先設(shè)定的故障停機(jī)方式停機(jī)。 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(diǎn)，而且都有類似的pid環(huán)以及相應(yīng)的參數(shù)設(shè)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(diǎn)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(duì)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(shí)的

32、速度控制asr是把速度指令和速度反饋信號(hào)進(jìn)行差值比較，然后進(jìn)行pi控制后，經(jīng)過一定的濾波時(shí)間，再經(jīng)過轉(zhuǎn)矩限定，輸出轉(zhuǎn)矩電流，進(jìn)入轉(zhuǎn)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(hào)的偏差調(diào)為零，pid的結(jié)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(diǎn)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(dá)到0.05％，而閉環(huán)v/f控制則只有0.5％（相當(dāng)于無傳感器矢量控制的水平）。 （2）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩不同。帶速度傳感器矢量控制的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩可達(dá)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(yán)格，必須與電動(dòng)機(jī)或者齒輪電動(dòng)機(jī)的軸一致;而閉環(huán)v/f控制則可以安裝在傳動(dòng)點(diǎn)的任意一個(gè)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(yán)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(guān)替代。 （5）編碼器斷線停機(jī)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(yùn)行。 5　轉(zhuǎn)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(diào)速范圍上與直流電動(dòng)機(jī)相媲美，而且可以控制異步電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的

34、轉(zhuǎn)矩。 5.2　轉(zhuǎn)矩控制功能結(jié)構(gòu) 圖9　轉(zhuǎn)矩控制功能框圖 　　轉(zhuǎn)矩控制根據(jù)不同的數(shù)學(xué)算法其功能結(jié)構(gòu)也不同，圖9是一種典型的采用矢量方式實(shí)現(xiàn)的轉(zhuǎn)矩控制功能框圖。先是根據(jù)轉(zhuǎn)矩設(shè)定值計(jì)算出轉(zhuǎn)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(dòng)機(jī)速度相加，在速度限制下輸出同步頻率。很顯然，在轉(zhuǎn)矩控制方式下，速度調(diào)節(jié)器asr并不起直接作用，也無法控制速度。 　　轉(zhuǎn)矩控制時(shí)，變頻器的輸出頻率自動(dòng)跟蹤負(fù)載速度的變化，但輸出頻率的變化受設(shè)定的加速和減速時(shí)間影響，如需要加快跟蹤的速度，需要將加速和減速時(shí)間設(shè)得短一些。 　　轉(zhuǎn)矩分正向轉(zhuǎn)矩和反向轉(zhuǎn)矩，其設(shè)定可以通過模擬量端子的電平來

35、決定，該轉(zhuǎn)矩方向與運(yùn)行指令的方向（即正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)）無關(guān)。當(dāng)模擬量信號(hào)為0～10v時(shí)，為正轉(zhuǎn)矩，即電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩指令（從電動(dòng)機(jī)的輸出軸看是逆時(shí)針轉(zhuǎn)）;當(dāng)模擬量信號(hào)為－10v～0時(shí)，為負(fù)轉(zhuǎn)矩，即電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)方向的轉(zhuǎn)矩指令（從電動(dòng)機(jī)的輸出軸看是順時(shí)針轉(zhuǎn)）。 5.3　轉(zhuǎn)矩控制和速度控制的切換 　　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。當(dāng)拖動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)起動(dòng)后，仍應(yīng)切換成轉(zhuǎn)速控制方式，以便控制轉(zhuǎn)速。 切換的時(shí)序圖如圖10所示。 圖10　轉(zhuǎn)矩控制和轉(zhuǎn)速控制的時(shí)序圖 （1）t1時(shí)段:變頻器發(fā)出運(yùn)行指令時(shí)，如未得到切換信號(hào)，則為轉(zhuǎn)

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

37、矩功能 　　在轉(zhuǎn)矩控制中，經(jīng)常會(huì)與速度控制下的限轉(zhuǎn)矩功能搞混淆。所謂轉(zhuǎn)矩限定，就是用來限制速度調(diào)節(jié)器asr輸出的轉(zhuǎn)矩電流。 　　定義轉(zhuǎn)矩限定值0.0～200％為變頻器額定電流的百分?jǐn)?shù);如果轉(zhuǎn)矩限定＝100％，即設(shè)定的轉(zhuǎn)矩電流極限值為變頻器的額定電流。圖11所示為轉(zhuǎn)矩限值功能示意圖，f1、f2分別限制電動(dòng)和制動(dòng)狀態(tài)時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩的大小。 圖11　轉(zhuǎn)矩限制功能圖 　　再生制動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩適當(dāng)調(diào)整再生制動(dòng)限定值f2，在要求大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合，應(yīng)外接制動(dòng)電阻或制動(dòng)單元，否則可能會(huì)產(chǎn)生過壓故障。 　　對(duì)于轉(zhuǎn)矩限制值，一般可以通過兩種方式進(jìn)行設(shè)定。一種是通過參數(shù)設(shè)定，變頻

38、器都提供了相應(yīng)的參數(shù)，如安川vsg7的l7－01到l7－04可以分別設(shè)定四個(gè)象限的轉(zhuǎn)矩限定值。另外一種就是通過模擬量輸入設(shè)定，用輸入量的0～10v或4～20ma信號(hào)對(duì)應(yīng)0－200％的轉(zhuǎn)矩限值。 6　dtc方式 6.1　基本概念 　　直接轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩為中心來進(jìn)行磁鏈、轉(zhuǎn)矩的綜合控制。和矢量控制不同，直接轉(zhuǎn)矩控制不采用解耦的方式，從而在算法上不存在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，簡(jiǎn)單地通過檢測(cè)電動(dòng)機(jī)定子電壓和電流，借助瞬時(shí)空間矢量理論計(jì)算電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，并根據(jù)與給定值比較所得差值，實(shí)現(xiàn)磁鏈和轉(zhuǎn)矩的直接控制。 　　直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，是利用空間矢量、定

39、子磁場(chǎng)定向的分析方法，直接在定子坐標(biāo)系下分析異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算與控制異步電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩，采用離散的兩點(diǎn)式調(diào)節(jié)器（band—band控制），把轉(zhuǎn)矩檢測(cè)值與轉(zhuǎn)矩給定值作比較，使轉(zhuǎn)矩波動(dòng)限制在一定的容差范圍內(nèi)，容差的大小由頻率調(diào)節(jié)器來控制，并產(chǎn)生pwm脈寬調(diào)制信號(hào)，直接對(duì)逆變器的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制，以獲得高動(dòng)態(tài)性能的轉(zhuǎn)矩輸出。它的控制效果不取決于異步電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型是否能夠簡(jiǎn)化，而是取決于轉(zhuǎn)矩的實(shí)際狀況，它不需要將交流電動(dòng)機(jī)與直流電動(dòng)機(jī)作比較、等效、轉(zhuǎn)化，即不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制，由于它省掉了矢量變換方式的坐標(biāo)變換與計(jì)算和為解耦而簡(jiǎn)化異步電動(dòng)機(jī)數(shù)學(xué)模型，沒有通常的pwm脈寬調(diào)制信號(hào)發(fā)生

40、器，所以它的控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制信號(hào)處理的物理概念明確、系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)迅速且無超調(diào)，是一種具有高靜、動(dòng)態(tài)性能的交流調(diào)速控制方式。 　　與矢量控制方式比較，直接轉(zhuǎn)矩控制磁場(chǎng)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(cè)出來。而矢量控制磁場(chǎng)定向所用的是轉(zhuǎn)子磁鏈，觀測(cè)轉(zhuǎn)子磁鏈需要知道電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子電阻和電感。因此直接轉(zhuǎn)矩控制大大減少了矢量控制技術(shù)中控制性能易受參數(shù)變化影響的問題。直接轉(zhuǎn)矩控制強(qiáng)調(diào)的是轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩，而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控量，對(duì)轉(zhuǎn)矩的直接控制或直接控制轉(zhuǎn)

41、矩，既直接又簡(jiǎn)化。 　　直接轉(zhuǎn)矩控制對(duì)交流傳動(dòng)來說是一個(gè)優(yōu)秀的電動(dòng)機(jī)控制方法，它可以對(duì)所有交流電動(dòng)機(jī)的核心變量進(jìn)行直接控制。它開發(fā)出交流傳動(dòng)前所未有的能力并給所有的應(yīng)用提供了益處。在dtc中，定子磁通和轉(zhuǎn)矩被作為主要的控制變量。高速數(shù)字信號(hào)處理器與先進(jìn)的電動(dòng)機(jī)軟件模型相結(jié)合使電動(dòng)機(jī)的狀態(tài)每秒鐘被更新40,000次。由于電動(dòng)機(jī)狀態(tài)以及實(shí)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(guān)狀態(tài)都是單獨(dú)確定的。這意味著傳動(dòng)可以產(chǎn)生最佳的開關(guān)組合并對(duì)負(fù)載擾動(dòng)和瞬時(shí)掉電等動(dòng)態(tài)變化做出快速響應(yīng)。在dtc中不需要對(duì)電壓，頻率分別控制的pwm調(diào)制器。 6.2　dtc直接轉(zhuǎn)矩控制的速度控制性能 　abb的

42、acs800能夠?qū)λ俣冗M(jìn)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(zhuǎn)矩控制時(shí)的典型速度性能指標(biāo)。 　　其中動(dòng)態(tài)速度誤差依賴于速度控制器的參數(shù)整定，圖12為動(dòng)態(tài)速度響應(yīng)曲線。 圖12　dtc直接轉(zhuǎn)矩控制時(shí)的速度響應(yīng)曲線 tn:電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩nn:電動(dòng)機(jī)額定速度 nact:實(shí)際速度nref:設(shè)定速度 　　在參數(shù)組23中可以對(duì)速度控制器進(jìn)行pid變量設(shè)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(bǔ)償，其經(jīng)過pid作用后的輸出作為轉(zhuǎn)矩控制器的給定信號(hào)。 　　速度控制器的參數(shù)內(nèi)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(dòng)。 （2）積分時(shí)間參數(shù):定義速度控制器的積分時(shí)間，即在偏差階躍信號(hào)下，控制器輸出信號(hào)的變化率。積分時(shí)間越短，連續(xù)偏差值的校正就越快，但是如果太短就會(huì)造成控制不穩(wěn)定。 （3）微分時(shí)間參數(shù):定義速度控制器的微分時(shí)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(shí)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(duì)擾動(dòng)的敏感度增加。 （4）加速補(bǔ)償?shù)奈⒎謺r(shí)間:在加速過程中為了補(bǔ)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(dòng)機(jī)滑差補(bǔ)償控制的滑差增益，100％表示完全滑差補(bǔ)

44、償、0％表示零滑差補(bǔ)償。 　　速度控制器的參數(shù)值能在電動(dòng)機(jī)辨識(shí)（與矢量控制的電動(dòng)機(jī)辨識(shí)相同）整定期間進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)然也可以手動(dòng)整定控制器的相關(guān)參數(shù)，或是讓變頻器單獨(dú)執(zhí)行一次速度控制器自動(dòng)整定運(yùn)行。要注意的是，最終速度控制器的控制效果取決于各個(gè)參數(shù)的綜合作用，因此電動(dòng)機(jī)帶載運(yùn)行進(jìn)行自整定才是最合適的，同時(shí)可以在電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速的三分之一作用進(jìn)行恒速度運(yùn)行。 6.3　dtc直接轉(zhuǎn)矩控制的轉(zhuǎn)矩控制性能 　　直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)對(duì)于轉(zhuǎn)矩的控制非常出色，即使不使用任何來自電動(dòng)機(jī)軸上的速度反饋，變頻器也能進(jìn)行精確的轉(zhuǎn)矩控制。當(dāng)然，由于在無脈沖編碼器情況下的直接轉(zhuǎn)矩控制，在零頻附近運(yùn)行時(shí)，線性誤差和可重復(fù)

45、性誤差可能會(huì)較大，對(duì)于需用在此頻段內(nèi)的負(fù)載，建議采用有脈沖編碼器的直接轉(zhuǎn)矩控制。表2顯示了在abb變頻器acs800使用直接轉(zhuǎn)矩控制時(shí)的典型轉(zhuǎn)矩控制性能指標(biāo)。 （a）（b）圖13　dtc直接轉(zhuǎn)矩控制 （a）dtc直接轉(zhuǎn)矩控制時(shí)的速度控制器 （b）dtc直接轉(zhuǎn)矩控制時(shí)的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)曲線 tn:電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩tref:設(shè)定轉(zhuǎn)矩tact:實(shí)際轉(zhuǎn)矩 　　如圖13（b）為直接轉(zhuǎn)矩控制方式下的轉(zhuǎn)矩響應(yīng)曲線。 表1　直接轉(zhuǎn)矩控制速度性能指標(biāo) 表2　直接轉(zhuǎn)矩控制轉(zhuǎn)矩性能指標(biāo) 　　對(duì)于參數(shù)的設(shè)置，首先必須在參數(shù)99.02選擇應(yīng)用程序宏設(shè)定為t－ctrl轉(zhuǎn)矩控制宏和參數(shù)99.04

46、定義為dtc直接轉(zhuǎn)矩控制，然后在參數(shù)組24中可以對(duì)轉(zhuǎn)矩控制進(jìn)行設(shè)定，參數(shù)內(nèi)容包括: （1）轉(zhuǎn)矩給定的斜坡上升時(shí)間:就是從零增加到電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的時(shí)間; （2）轉(zhuǎn)矩給定的斜坡下降時(shí)間:就是從電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩下降到零的時(shí)間。 轉(zhuǎn)矩控制宏一般應(yīng)用于需要控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的場(chǎng)合，如嚙合輥控制、張力控制等。其默認(rèn)的接線方式是:轉(zhuǎn)矩給定值由模擬量輸入口以電流信號(hào)提供，0ma對(duì)應(yīng)0％、20ma對(duì)應(yīng)100％的電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩。 變頻器的頻率給定方式 1　引言 　　在使用一臺(tái)變頻器的時(shí)候，目的是通過改變變頻器的輸出頻率，即改變變頻器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的供電頻率從而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。如何調(diào)節(jié)變頻器的輸出頻率呢？關(guān)鍵

47、是必須首先向變頻器提供改變頻率的信號(hào)，這個(gè)信號(hào)，就稱之為“頻率給定信號(hào)”。所謂頻率給定方式，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(hào)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(diǎn)信號(hào)給定、模擬信號(hào)給定、脈沖信號(hào)給定和通訊方式給定等。這些頻率給定方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，必須按照實(shí)際的需要進(jìn)行選擇設(shè)置，同時(shí)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(jiǎn)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(shè)定頻率。 　　操作器鍵盤給定的最大優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)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(shí)又兼具監(jiān)視功能，即能夠?qū)⒆冾l器運(yùn)行時(shí)的電流、電壓、實(shí)際轉(zhuǎn)速、母線電壓等實(shí)時(shí)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(dá)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(shí)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(duì)于距離較遠(yuǎn)則不能簡(jiǎn)單地加長延長線，而是必須需要使用遠(yuǎn)程操作器鍵盤。 圖1　艾默

49、生變頻器遠(yuǎn)程操作器連線 　　圖1所示為艾默生td系列變頻器的遠(yuǎn)程操作器連線示意。該遠(yuǎn)程操作器型號(hào)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(fēng)格等基本一致。它是采用內(nèi)置rs-485通訊方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(nèi)可以采用變頻器內(nèi)部直流電源，若超過50m以上或者變頻器內(nèi)部直流電源另有他用，可以選用10w左右的標(biāo)準(zhǔn)直流24v電源。由于采用通訊方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)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(nèi)正常工作，并且通過采用不同的通訊地址對(duì)多達(dá)32臺(tái)變頻器進(jìn)行遠(yuǎn)控操作。這些操作內(nèi)容包括正反轉(zhuǎn)運(yùn)行、電動(dòng)運(yùn)行

50、、停機(jī)、功能碼設(shè)置、功能碼參數(shù)查看、運(yùn)行參數(shù)查看、故障復(fù)位等。 3　接點(diǎn)信號(hào)給定 　　接點(diǎn)信號(hào)給定就是通過變頻器的多功能輸入端子的up和down接點(diǎn)來改變變頻器的設(shè)定頻率值。該接點(diǎn)可以外接按鈕或其他類似于按鈕的開關(guān)信號(hào)（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(diǎn)信號(hào)給定 注意以下幾點(diǎn): （1）多功能輸入端子需分別設(shè)置為up指令或down指令中的其中一個(gè)，不能重復(fù)設(shè)置，也不能只設(shè)置一個(gè)，更不能將up/down指令和保持加減速停止指令被同時(shí)分配。 （2）端子的up/down速率必須被正確設(shè)置，速率單位為hz/s。有了正確的速率設(shè)置，即使up

51、上升接點(diǎn)一直吸合，變頻器的頻率上升也不會(huì)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(shè)置，如設(shè)置為“斷電保持有效”時(shí)，當(dāng)變頻器電源切斷后頻率指令被記憶，接通電源運(yùn)行指令再次輸入時(shí)，變頻器自動(dòng)加速運(yùn)行到被記憶的頻率為止。如設(shè)置“斷電保持無效”時(shí)，當(dāng)變頻器電源切斷后頻率指令不被記憶，接通電源運(yùn)行指令再次輸入時(shí)，變頻器按參數(shù)數(shù)值不同運(yùn)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(hào)）。圖3為接點(diǎn)給定的時(shí)序示意圖。 圖3　接點(diǎn)給定的時(shí)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(hào)（電流

52、或電壓）進(jìn)行給定，并通過調(diào)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(hào)，常見于電位器、儀表、plc和dcs等控制回路。電流信號(hào)一般指0～20ma或4～20ma。電壓信號(hào)一般指0～10v、2～10v、0～10v、0～5v、1～5v、0～5v等。 　　電流信號(hào)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(yīng)以及感應(yīng)噪聲等影響，抗干擾能力較電壓信號(hào)強(qiáng)。但由于電流信號(hào)電路比較復(fù)雜，故在距離不遠(yuǎn)的情況下，仍以選用電壓給定為模擬量信號(hào)居多。 　　變頻器通常都會(huì)有2個(gè)及以上的模擬量端子（或擴(kuò)展模擬量端子），有些端子可以同時(shí)輸入電壓和電流信號(hào)（但必須通過跳

53、線或短路塊進(jìn)行區(qū)分），因此對(duì)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(jìn)行參數(shù)設(shè)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(diào)節(jié)范圍，同時(shí)設(shè)置電壓/電流跳線，注意必須在斷電時(shí)進(jìn)行操作; （3）選擇模擬量端子多個(gè)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(diào)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(hào)p與對(duì)應(yīng)的變頻器輸出頻率f（x）之間的關(guān)系曲線f（x）=f（p）。這里的給定信號(hào)p，既可以是電壓信號(hào)，也可以是電流信號(hào)，其取值范圍在10v或20

54、ma之內(nèi)。 　　一般的電動(dòng)機(jī)調(diào)速都是線性關(guān)系，因此頻率給定曲線可以簡(jiǎn)單地通過定義首尾兩點(diǎn)的坐標(biāo)（模擬量，頻率）即可確定該曲線。如圖4（a）所示，定義首坐標(biāo)為（pmin，fmin）和尾坐標(biāo)（pmax，fmax），可以得到設(shè)定頻率與模擬量給定值之間的正比關(guān)系。如果在某些變頻器運(yùn)行工況需要頻率與模擬量給定成反比關(guān)系的話，也可以定義首坐標(biāo)為（pmin，fmax）和尾坐標(biāo)（pmax，fmin），如圖4（b）所示。 （a）正比關(guān)系（b）反比關(guān)系 圖4　頻率給定曲線 　　這里必須注意以下幾點(diǎn): （1）如果根據(jù)頻率給定曲線計(jì)算出來的設(shè)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(hào)p或設(shè)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(shè)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(dá)。 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(hào)能真實(shí)地反映實(shí)際值，消除干擾信號(hào)對(duì)頻率給定信號(hào)的影響。濾波的工作原理是數(shù)字信號(hào)處理，即數(shù)字濾波。濾波時(shí)間常數(shù)就是特指模擬量給定信號(hào)上升至穩(wěn)定值的63％所需要的時(shí)間（單位為s）。 　　濾波時(shí)間的長短必

56、須根據(jù)不同的數(shù)學(xué)模型和工況進(jìn)行設(shè)置，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)定而呈閃爍狀;濾波時(shí)間太長，當(dāng)調(diào)節(jié)給定信號(hào)時(shí)，給定頻率跟隨給定信號(hào)的響應(yīng)速度會(huì)降低。一般而言，出于對(duì)抗干擾能力的考慮，需要增加濾波時(shí)間常數(shù);處于對(duì)響應(yīng)速度快的考慮，需要降低濾波時(shí)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(biāo)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(zhuǎn)控制 　　一般情況下，變頻器的正反轉(zhuǎn)功能都可以通過正轉(zhuǎn)命令端子或反轉(zhuǎn)命令端子來實(shí)現(xiàn)。在模擬量給定方式下，還可以通過模擬量的正負(fù)

57、值來控制電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)，即正信號(hào)（0～＋10v）時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)、負(fù)信號(hào)（－10v～0）時(shí)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。如圖5所示，10v對(duì)應(yīng)的頻率值為fmax，－10v對(duì)應(yīng)的頻率值為－fmax。 圖5　模擬量的正反轉(zhuǎn)控制和死區(qū)功能 　　在用模擬量控制正反轉(zhuǎn)時(shí)，零界點(diǎn)即0v時(shí)應(yīng)該為0hz，但實(shí)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(shí)，常常出現(xiàn)正轉(zhuǎn)命令和反轉(zhuǎn)命令共存的現(xiàn)象，并呈“反反復(fù)復(fù)”狀。為了克服這個(gè)問題，預(yù)防反復(fù)切換現(xiàn)象，就定義在零速附近為死區(qū)。 　　對(duì)于死區(qū)，不同類型的變頻器定義都會(huì)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(hào)在（－1v，＋1v）范圍時(shí)按零輸入處理，（＋1v，＋10v）對(duì)應(yīng)（0hz，最大頻率），（－1v，－10v）對(duì)應(yīng)（0hz，負(fù)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(gè)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(zhuǎn)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(fù)的單極性模擬量）也可以實(shí)現(xiàn)，即定義在給定信號(hào)中間的任意值作為正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的零界點(diǎn)（相當(dāng)于原點(diǎn)），高于原點(diǎn)以上的為正轉(zhuǎn)，低于原點(diǎn)以下的為反轉(zhuǎn)。同理，也可以相應(yīng)設(shè)置死區(qū)功能，實(shí)現(xiàn)死區(qū)跳躍。但是，在這種情況下，卻存在一個(gè)

59、特殊的問題，即萬一給定信號(hào)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(hào)為0v，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)。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(jī)械。對(duì)此，變頻器設(shè)置了一個(gè)有效的“零”功能。就是說，讓變頻器的實(shí)際最小給定信號(hào)不等于0，而當(dāng)給定信號(hào)等于0時(shí)，變頻器的輸出頻率則自動(dòng)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(guān)端子從外部輸入脈沖序列信號(hào)進(jìn)行頻率給定，并通過調(diào)節(jié)脈沖頻率來改變變頻器的輸出頻率。 　　不同的變頻器對(duì)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(jìn)行舉例說明一下脈沖給定的參數(shù)設(shè)置?，F(xiàn)在有一個(gè)變頻系統(tǒng)，其需求如下: （1）使用端子輸入的脈沖信號(hào)來設(shè)置給定頻率; （2）輸入信號(hào)范圍為1khz～20khz; （3）要求1khz輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)設(shè)定頻率為50hz，20khz輸入信號(hào)對(duì)應(yīng)設(shè)定頻率為5hz。 根據(jù)上述要求，參數(shù)設(shè)置要點(diǎn)如下: （1）設(shè)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(hào)輸入（如脈沖信號(hào)端子固定則無需選擇，如安川vsg7的rp端子）; （3）設(shè)置脈沖最大輸入頻率為20khz

61、; （4）定義頻率給定曲線首坐標(biāo)點(diǎn)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(duì)應(yīng)的頻率值50hz; （5）定義頻率給定曲線尾坐標(biāo)點(diǎn)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(duì)應(yīng)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(jī)通過通訊口按照特定的通訊協(xié)議、特定的通訊介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶冾l器以改變變頻器設(shè)定頻率的方式。 　　上位機(jī)一般指計(jì)算機(jī)（或工控機(jī)）、plc、dcs、人機(jī)界面等主控制設(shè)備。 　　上位機(jī)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(jìn)制的一位，主要優(yōu)點(diǎn)是連

62、線少，一般只有2根或3根，缺點(diǎn)是傳送速度較低; （2）并行方式。它每次可傳送一個(gè)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(yīng)就高了許多。由于上位機(jī)與變頻器之間的距離一般不會(huì)太遠(yuǎn)，對(duì)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(jī)和變頻器之間進(jìn)行通訊的主要方式也有兩種: （1）異步方式。每個(gè)字符前有一個(gè)起始位，表示該字符已經(jīng)開始;當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸完畢后，設(shè)置一個(gè)奇偶校驗(yàn)位進(jìn)行奇偶校驗(yàn);最后，又設(shè)置一個(gè)停止位，表示該字符已經(jīng)結(jié)束。異步傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)是靈活性好，便于處理實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的串行數(shù)據(jù);缺點(diǎn)是傳輸速度較低。 （2）同步方式。它可以同時(shí)傳輸一個(gè)包含許

63、多個(gè)字符的“數(shù)據(jù)塊”，只需在每個(gè)數(shù)據(jù)塊前面設(shè)置通訊雙方共同規(guī)定的同步符號(hào)“syn字符1”和“syn字符2”即可。同步方式的優(yōu)點(diǎn)是不必要在每個(gè)字符的前后設(shè)置標(biāo)志符號(hào)（起始位和停止位），從而節(jié)省了時(shí)間，提高了傳輸速度;缺點(diǎn)是必須采用同步脈沖來協(xié)調(diào)，從而靈活性較差。 　　上位機(jī)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(jī)和變頻器之間的發(fā)送和接收可以同時(shí)進(jìn)行。 （2）半雙工方式。每臺(tái)設(shè)備都只能做一件事情，或接收，或發(fā)送，而不能同時(shí)發(fā)送或接收。每次發(fā)送或接收時(shí)，都需要進(jìn)行發(fā)送和接收之間的換向。 上位機(jī)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(jìn)制位

64、的位數(shù)，單位是bit/s。 6.2　通訊參數(shù)設(shè)置 　　只有設(shè)置正確的通訊參數(shù)才能確保上位機(jī)和變頻器之間的通訊正常，也才能保證通訊給定方式的準(zhǔn)確性。通訊參數(shù)一般包含以下幾個(gè)主要內(nèi)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(gè)起始位、八個(gè)數(shù)據(jù)位、一個(gè)停止位，校驗(yàn)位則可以分別設(shè)置位奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)和無校驗(yàn)三種。 （3）接線方式。包括直接電纜連接rs-232/rs-485和調(diào)制解調(diào)器modem（rs-232），其中設(shè)置為

65、調(diào)制解調(diào)器modem（rs-232）時(shí)，每當(dāng)變頻器上電時(shí)，將通過變頻器的通訊口（rs-232）對(duì)調(diào)制解調(diào)器modem做一次初始化操作，以便調(diào)制解調(diào)器在接收到電話線路3次振鈴后自動(dòng)響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)由撥號(hào)線路組成的遠(yuǎn)程控制線路。 （4）通訊地址。用來標(biāo)志變頻器本體的地址，其中有一個(gè)為廣播地址，可以接受和執(zhí)行上位機(jī)的廣播命令，而不會(huì)應(yīng)答上位機(jī)。 （5）通訊超時(shí)檢出時(shí)間。當(dāng)通訊口信號(hào)消失后，其持續(xù)時(shí)間超過通訊超時(shí)設(shè)置后，變頻器即判斷為通訊故障。 （6）變頻器應(yīng)答延時(shí)。它指變頻器通訊口在接收并解釋執(zhí)行上位機(jī)發(fā)送過來的命令后，直到返回應(yīng)答幀給上位機(jī)所需要的延遲時(shí)間。 6.3　通訊故障及處理 　　通訊超

66、時(shí)故障檢出后，變頻器將按照預(yù)先設(shè)置的動(dòng)作模式進(jìn)行操作。常見的動(dòng)作模式有故障跳閘并停機(jī)、報(bào)警并維持現(xiàn)有頻率運(yùn)行、報(bào)警并按限定頻率運(yùn)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(chǔ)上再加上輔助給定通道頻率作為變頻器的設(shè)定頻率。其疊加方式不是簡(jiǎn)單的加法運(yùn)算，還可以融合多種疊加運(yùn)算公式。 7.2　疊加運(yùn)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(chǔ)上再加上輔助給定通道頻率作為變頻器設(shè)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(shí)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、