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變頻器通過編碼器實現(xiàn)閉環(huán)控制的原理

閱讀:1425        發(fā)布時間:2019-9-11

變頻器帶編碼器的閉環(huán)控制:

變頻控制閉環(huán),主要是指速度閉環(huán)。

變頻電機有需要速度反饋的,在電機啟動、加速和減速停止的變速過程中,電機的驅(qū)動電流需要與實際轉(zhuǎn)速下電機因“發(fā)電機效應(yīng)”產(chǎn)生的反電動勢相匹配,如果電機驅(qū)動電流與反電動勢阻抗不匹配,電機驅(qū)動力不夠轉(zhuǎn)速達不到輸出要求,或者因電機負載過大電機沒有達到輸出速度值,反電動勢因與轉(zhuǎn)速成比例而偏弱,這樣會引起電機電流徒增,容易燒毀電機線圈或驅(qū)動器。速度反饋及時反饋的信息可以計算實際轉(zhuǎn)速并導(dǎo)算反電動勢與驅(qū)動電流的匹配,從而保護電機和驅(qū)動器。

   變頻頻電機的速度閉環(huán)反饋,大約有三種模式:

1,霍爾傳感器,在電機轉(zhuǎn)徑上大部分是三個霍爾傳感器,反饋三相位置變化。由于傳感器對電機一周的提供信息有限,速度精度低,在低速時很難分辨。

2,所謂無傳感器的技術(shù)----利用線圈轉(zhuǎn)起來,自感應(yīng)反電動勢。但是在啟動到低速過程中反電動勢較弱,如果感應(yīng)電路本底阻抗在,這種微弱的感應(yīng)被“吃掉”,低速時實際獲得反饋很不穩(wěn)定。

3,旋轉(zhuǎn)編碼器,較高的分辨率(例如每圈1024個脈沖),可獲得較高的速度精度,尤其是在啟動到低速時精度高。

根據(jù)上述描述,可見變頻器(尤其是矢量變頻)帶編碼器主要是在低速啟動時的效果,可以精細化計算驅(qū)動電流,防止電流過小驅(qū)動力不夠(沒有轉(zhuǎn)速),或者因為堵轉(zhuǎn)電機失速,反電動勢不夠而驅(qū)動電流過流,容易燒毀器件或電機。

 

上述情況在起重啟升類電機尤為重要,防止變頻器為保護電機失速而溜鉤,所以起重啟升類變頻器必須加裝編碼器。

   注意一下矢量變頻的手冊內(nèi)容,一般有編碼器反饋的,低速可做到很低。

另外,變頻器有的加裝了PG卡的位置閉環(huán)模式,編碼器反饋給具有位置控制功能的變頻器(PG卡)做位置閉環(huán)控制,或者編碼器信號給PLC,PLC給指令變頻器減速和制動做位置閉環(huán)控制,這時我建議需要用值編碼器。

變頻電機節(jié)能一直是一個討論的話題,電機從啟動到低速到正常運動,往往啟動過流設(shè)計,并在低速時因反電動勢很低,要有外部阻抗來匹配,實際上這就消耗了大量能耗在外部阻抗上。編碼器的推廣使用,可精細化驅(qū)動電流,減少這部分損耗。有人計算過,40%以上的電能用于電機,而啟動時的能耗占比大,如果電機都能在啟動時實現(xiàn)節(jié)能啟動,相當于可多出多個福島核電站。

所以,變頻器編碼器閉環(huán)應(yīng)該是個趨勢。

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