變頻器技術(shù)基礎(chǔ)
2011-04-25 15:44:32
（一） 基本術(shù)語篇
1， Electronic Line Shafting－－-ELS，許多工業(yè)生產(chǎn)線都由多臺(tái)機(jī)器組成，各軸之間具有運(yùn)動(dòng)關(guān)系。過去是使用機(jī)械機(jī)構(gòu)連接各軸，如果使用電子方式連接各軸，各州各有其驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，則稱為“Electronic Line Shafting”（ELS）。2， Auto Tuning(自動(dòng)調(diào)校)， 常見于磁束向量型變頻器的一種技術(shù)，能自動(dòng)監(jiān)測（找出）馬達(dá)的參數(shù),如轉(zhuǎn)差頻率/場電流/轉(zhuǎn)矩電流/定子阻抗/轉(zhuǎn)子阻抗/定子感抗/轉(zhuǎn)子感抗等.有了這些參數(shù)后才能作【專據(jù)估算】及【轉(zhuǎn)差(滑差)補(bǔ)償】.也因?yàn)榇思夹g(shù),在無編碼器的運(yùn)轉(zhuǎn)下仍能獲得良好的運(yùn)轉(zhuǎn)精度.
3, 無編碼器運(yùn)轉(zhuǎn)，在速度控制上,與舊式variable frenquency變頻器的開回路比較,磁束向量型變頻器內(nèi)部由速度觀測計(jì)算功能達(dá)成閉回路.馬達(dá)側(cè)不用裝編碼器也能達(dá)到良好的速度精度.無編碼器運(yùn)轉(zhuǎn)有如下好處:1),配線精省;2),不必?fù)?dān)心RF雜訊對(duì)編碼器低電壓信號(hào)的影響;3),在多震動(dòng)的場合不用擔(dān)心編碼器的高故障率.
4, 變頻器的矢量控制 在AC馬達(dá)中,轉(zhuǎn)子由定子繞組感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場.定子電流含兩部分.一部分影響磁場,另一部分影響馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)矩.要使用AC馬達(dá)在需要速度與轉(zhuǎn)矩控制的場合,必須能夠把影響轉(zhuǎn)矩的電流分離控制,而磁束矢量控制就能夠分離這兩部分進(jìn)行獨(dú)立控制.(具有大小及方向的物理量稱為矢量)
5, Field WeakeningField Weakening線路可用以減弱馬達(dá)的場電流,改變與磁場的平衡關(guān)系,使馬達(dá)高于基本轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)
6, 定轉(zhuǎn)矩應(yīng)用 所需轉(zhuǎn)矩大小不因速度而變的場合,常用到【定轉(zhuǎn)矩應(yīng)用】.如傳送帶等負(fù)載.【定轉(zhuǎn)矩應(yīng)用】通常需要較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩.【定轉(zhuǎn)矩應(yīng)用】在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)易有馬達(dá)發(fā)熱問題,解決的方法:最好(1)加大馬達(dá)功率;(2)使用裝有定速冷卻的變頻器專用馬達(dá)(即馬達(dá)的冷卻方式為強(qiáng)制風(fēng)冷).
7, 變轉(zhuǎn)矩應(yīng)用 多見于離心式負(fù)載,例如泵/風(fēng)機(jī)/風(fēng)扇等,其使用變頻器的目的一般為節(jié)能.比如當(dāng)風(fēng)扇以50%轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),其所需轉(zhuǎn)矩小于全速運(yùn)轉(zhuǎn)所需.可變轉(zhuǎn)矩變頻器能夠僅給與馬達(dá)所需轉(zhuǎn)矩,達(dá)到節(jié)能效果.次應(yīng)用中短暫的巔峰負(fù)載通常無需給與馬達(dá)額外的能量.故變轉(zhuǎn)矩變頻器的過載能力可以適用于大部分用途.
*定轉(zhuǎn)矩變頻器的過載(電流)能力須為額定值150%/1minute,而可變轉(zhuǎn)矩變頻器所需過載(電流)能力僅需額定值120%/1minute.因?yàn)殡x心式機(jī)械用途中很少會(huì)超出額定電流.另外,變轉(zhuǎn)矩用途所需起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也較定轉(zhuǎn)矩用途小.
8, 變頻器專用馬達(dá)
所謂【Inverter-duty Motor】,主要特征如下:1),分離式它力通風(fēng)(它力風(fēng)冷);2),10Hz-60Hz為定轉(zhuǎn)矩輸出;3),高起動(dòng)轉(zhuǎn)矩;4),低噪音;5),馬達(dá)裝有編碼器.*但并非所有稱之為變頻器專用馬達(dá)的馬達(dá)都具有上列特征.
9,關(guān)于調(diào)速：
1）調(diào)速：根據(jù)工況需要調(diào)整設(shè)備運(yùn)行速度，以達(dá)到節(jié)能降耗、減少磨損、按需生產(chǎn)等目的。2）直流調(diào)速（DC Controler/motor）：由直流控制器調(diào)節(jié)直流電機(jī)以達(dá)到調(diào)整速度的目的。3）交流變頻調(diào)速（AC inverter/motor）：由變頻器輸出頻率變化的三相交流電流從而控制交流電機(jī)的轉(zhuǎn)速。4）矢量變頻調(diào)速（AC vector inverter）：通過復(fù)雜的計(jì)算變換，使交流變頻器按照直流電機(jī)的控制方式去控制交流電機(jī)，從而達(dá)到精確速度控制、轉(zhuǎn)矩控制、提高輸出扭矩等特性。5）伺服控制系統(tǒng)（Servo control system）：在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中引入速度反饋或位置反饋元件，通過負(fù)反饋的作用達(dá)到極其精密的的速度控制、定位控制以及高動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
10，幾個(gè)常見工業(yè)元件：
1）測速發(fā)電機(jī)（Tacho-generator）：一種轉(zhuǎn)速測量元件，有交流、直流之分。2）旋轉(zhuǎn)變壓器（Resolver）：一種經(jīng)濟(jì)、準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)速和角位移測量元件。
3）光電編碼器（Encoder）：一種精密的角位移、轉(zhuǎn)速測量元件，適合在位置控制系統(tǒng)中作為反饋元件。
4）PLC：工業(yè)用計(jì)算、控制裝置，實(shí)現(xiàn)邏輯、時(shí)序、計(jì)算等控制功能，一般作為整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的上位主機(jī)。
5）HMI（Human-Machine Interface）：人-機(jī)界面。
6）現(xiàn)場總線（Field-Bus System）：應(yīng)用于工業(yè)控制現(xiàn)場的串行通訊總線系統(tǒng)，大幅度降低接線成本，提高控制的抗干擾能力。
7）分布式控制（Distributed control）：區(qū)別于傳統(tǒng)的集中式控制，強(qiáng)調(diào)各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備的智能化，一般由現(xiàn)場總線系統(tǒng)將各子設(shè)備連接起來。極大地提高系統(tǒng)應(yīng)用的靈活性、可靠性，降低上位機(jī)的運(yùn)算負(fù)擔(dān)。
11，關(guān)于電機(jī)的三個(gè)術(shù)語：1）防護(hù)等級(jí)（Protection Code）：（IP**）考察一個(gè)設(shè)備防止異物進(jìn)入和防水的能力，使IEC標(biāo)準(zhǔn)之一。其兩個(gè)數(shù)字分別代表防異物和防水的能力，數(shù)值越高表明可以防止更細(xì)小的物體進(jìn)入以及經(jīng)受更強(qiáng)烈的水流沖擊。一般為IP54（防塵，防潑灑水滴）以上防護(hù)等級(jí)的設(shè)備可以直接應(yīng)用于露天。2）絕緣等級(jí)（Insulation Grade）：考察一個(gè)電氣設(shè)備（一般針對(duì)電機(jī)）在保證良好絕緣特性的前提下所能承受的極限溫升能力，是IEC標(biāo)準(zhǔn)之一。一般有B級(jí)（85度）、F級(jí)（105度）、H級(jí)（125度）。
3）工作制。
