《變頻器的控制與參數(shù)設(shè)置》

——PPT項(xiàng)目4項(xiàng)目4變頻器的控制與參數(shù)設(shè)置【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)目標(biāo)：1.熟悉變頻器主要參數(shù)的涵義2.熟悉變頻器的控制模式3.熟練掌握變頻器的多段速控制方法4.熟練掌握變頻器的PID調(diào)節(jié)方法技能目標(biāo)：1.能用正確的方法根據(jù)要求設(shè)置變頻器的參數(shù)2.能根據(jù)控制要求用變頻器實(shí)現(xiàn)多段速控制3.能根據(jù)控制要求用變頻器實(shí)現(xiàn)PID調(diào)節(jié)4.能分析變頻器在起動(dòng)、運(yùn)行、停止過程中出現(xiàn)故障的原因4.1變頻器頻率給定方法頻率給定的方式面板給定方式

外部給定方式鍵盤上的升鍵(↑鍵)和降鍵(↓鍵)面板上電位器調(diào)節(jié)

外接模擬量給定外接數(shù)字量給定外接脈沖給定通訊給定4.1.1頻率給定的方式給定方式：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。

輔助給定1.面板給定和外接給定——2.數(shù)字量給定與模擬量給定——3.電壓信號(hào)與電流信號(hào)——優(yōu)先選擇面板給定優(yōu)先選擇數(shù)字量給定

優(yōu)先選擇電流信號(hào)4.1變頻器頻率給定方法4.1.2頻率給定方法選擇的一般原則

變頻器采用哪一種給定方式,須通過功能預(yù)置來事先決定，以三菱FR-E700系列變頻器為例，可通過參數(shù)Pr.79來進(jìn)行設(shè)置。1.頻率指令的保持功能

保持功能無效—重啟時(shí)須重新加速保持功能有效---運(yùn)行頻率自動(dòng)上升到停機(jī)前的工作頻率2.點(diǎn)動(dòng)頻率功能

3.頻率給定異常時(shí)的處理功能

(a)給定信號(hào)丟失(b)給定信號(hào)小于最低頻率時(shí)的處理功能選擇如何處理？4.1變頻器頻率給定方法4.1.3頻率給定的其它功能

各類機(jī)械在調(diào)試過程中經(jīng)常使用的操作方式，因?yàn)橹饕糜谡{(diào)試，故所需頻率較低，一般也不需要調(diào)節(jié)。4.2

頻率給定線的設(shè)定方法1.頻率給定線的定義

由模擬量進(jìn)行頻率給定時(shí)，變頻器的給定信號(hào)G與對(duì)應(yīng)的給定頻率f之間的關(guān)系曲線U＝f(G)或I＝f(G)，稱為頻率給定線。

2.基本頻率給定線

4.2.1基本頻率給定線

在給定信號(hào)X從0增大至最大值Xmax的過程中，給定頻率f線性地從0增大到最大頻率fmax的頻率給定線稱為基本頻率給定線。4.2

頻率給定線的設(shè)定方法

2.基本頻率給定線

（1)

以電壓大小作為給定信號(hào)的稱電壓信號(hào)，其范圍有（0～5V）或（0～10V）電壓給定方法比較容易，用一個(gè)電位器即可調(diào)節(jié)，但是穩(wěn)定性較差。（2）以電流大小作為給定信號(hào)的稱電流信號(hào)，其范圍一般為4～20mA，也有0～20mA的。

其“零”信號(hào)為4mA，是為了提高抗干擾能力，同時(shí)也為了方便檢查是否正常。4.2頻率給定線的設(shè)定方法4.2.2頻率給定線的調(diào)整

實(shí)際要求的頻率給定線往往與基本頻率給定線并不一致，所以需要對(duì)頻率給定線進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，使之符合生產(chǎn)實(shí)際的需要。1.調(diào)整頻率給定線的起點(diǎn)或終點(diǎn)

頻率給定線的起點(diǎn)（偏置頻率）——

當(dāng)給定信號(hào)為最小值（0%）時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率。

頻率給定線的終點(diǎn)（頻率增益）——

當(dāng)給定信號(hào)為最大值（100%）時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率。起點(diǎn)與終點(diǎn)設(shè)置4.2頻率給定線的設(shè)定方法4.2.2頻率給定線的調(diào)整

2.任意設(shè)定兩點(diǎn)，兩點(diǎn)決定了一條直線任意兩點(diǎn)設(shè)定

參數(shù)Pr.902，Pr.903（電流控制時(shí)為：Pr.904，Pr.905），這四個(gè)參數(shù)是特別的，要同時(shí)輸入頻率和所對(duì)應(yīng)的給定信號(hào)百分比，可用于任意兩點(diǎn)的設(shè)置。

參數(shù)Pr.125（Pr.126）與變頻器的其它參數(shù)一樣，只能輸入頻率的大小（或增益），對(duì)應(yīng)的給定信號(hào)默認(rèn)為100%

4.2頻率給定線的設(shè)定方法4.2.3上限頻率和下限頻率

為了防止因傳感器故障或變頻器輸入信號(hào)干擾而使生產(chǎn)機(jī)械出現(xiàn)過高或過低的轉(zhuǎn)速,有必要設(shè)置上、下限頻率。上限頻率與最高頻率之間，必有fH≤fmax下限頻率fL表示最小運(yùn)行頻率上限頻率，由參數(shù)Pr.1=0～120Hz設(shè)定下限頻率，由參數(shù)Pr.2=0～120Hz設(shè)定上限頻率必須大于下限頻率4.3變頻器常用的控制功能

4.3.1電動(dòng)機(jī)的正、反轉(zhuǎn)控制

變頻控制電路中，電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)是通過改變SPWM波形的相序來實(shí)現(xiàn)的，不需要切換主電路，所以沒有火花，具體控制方法主要有兩種。1.輸入端控制方式STF端子與公共端SD相連接時(shí)為正轉(zhuǎn)運(yùn)行；STR端子與公共端SD相連接時(shí)為反轉(zhuǎn)運(yùn)行；若兩者都與公共端相連則為無效2.模擬量給定控制

(1)雙極性給定信號(hào)控制

(2)單極性給定信號(hào)控制

死區(qū)、有效0

當(dāng)變頻器有兩個(gè)或多個(gè)模擬量給定信號(hào)同時(shí)從不同的端子輸入時(shí)，其中必有一個(gè)為主給定信號(hào)，其他為輔助給定信號(hào)。大多數(shù)變頻器的輔助給定信號(hào)都是疊加到主給定信號(hào)(相加或相減)上去的。4.3變頻器常用的控制功能

4.3.2輔助給定控制功能

每臺(tái)機(jī)器又都有一個(gè)固有振蕩頻率，它取決于機(jī)械的結(jié)構(gòu)。如果生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)行在某一轉(zhuǎn)速下時(shí)，所引起的振動(dòng)頻率和機(jī)械的固有振蕩頻率相吻合的話，則機(jī)械的振動(dòng)將因發(fā)生諧振而變得十分強(qiáng)烈(也稱為機(jī)械共振)，并可能導(dǎo)致機(jī)械損壞的嚴(yán)重后果。三菱變頻器最多可設(shè)置三段，參數(shù)為Pr.31～Pr.364.3變頻器常用的控制功能

4.3.3設(shè)置回避頻率

2.設(shè)置回避頻率的方法（1）設(shè)置回避頻率區(qū)間（2）設(shè)置回避頻率的中心和寬度1.起動(dòng)頻率

4.3變頻器常用的控制功能

4.3.4變頻起動(dòng)控制

對(duì)于靜摩擦系數(shù)較大的負(fù)載，為了易于起動(dòng)，起動(dòng)時(shí)需有一點(diǎn)沖擊力。為此，可根據(jù)需要預(yù)置起動(dòng)頻率fs(Pr.13=0～60Hz)，使電動(dòng)機(jī)在該頻率下“直接起動(dòng)”2.起動(dòng)前的直流制動(dòng)可以保證電動(dòng)機(jī)在完全停轉(zhuǎn)的狀態(tài)下開始起動(dòng)，防止起動(dòng)過電流。1.升速時(shí)間Pr.74.3變頻器常用的控制功能

4.3.5變頻器的升、降速控制

從提高生產(chǎn)力的角度出發(fā)，升速時(shí)間越短越好。但升速時(shí)間越短，頻率上升越快，越容易出現(xiàn)起動(dòng)過電流。2.降速時(shí)間Pr.84.3變頻器常用的控制功能

4.3.5變頻器的升、降速控制

電動(dòng)機(jī)在降速過程中，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，其電能通過逆變電路，反饋到直流電路，將產(chǎn)生泵升電壓，使直流電壓升高。

從提高生產(chǎn)力的角度出發(fā)，降速時(shí)間應(yīng)越短越好。但降速時(shí)間越短，頻率下降越快，直流電壓越容易超過上限值。3.升、降速方式Pr.294.3變頻器常用的控制功能

4.3.5變頻器的升、降速控制

（1）線性方式(Pr.29=0)頻率與時(shí)間呈直線性關(guān)系，多數(shù)負(fù)載可預(yù)置線性方式。（2）S型A(Pr.29=1)在開始階段和結(jié)束階段，升降速比較緩慢，具有緩和升降速過程的沖擊振動(dòng)作用。這種起動(dòng)方式，可有效的防止運(yùn)輸貨物的倒塌。（3）S型B(Pr.29=2)在兩個(gè)頻率f1，f2間提供一個(gè)S型升降速曲線，且稍有停頓，在加減速過程中，使人或貨物有一個(gè)反應(yīng)過程。線性方式

為了防止出現(xiàn)生產(chǎn)機(jī)械的“爬行”和“溜坡”現(xiàn)象，有必要加入直流制動(dòng)。

Pr.10是直流制動(dòng)時(shí)的動(dòng)作頻率;

Pr.11是直流制動(dòng)時(shí)的動(dòng)作時(shí)間（作用時(shí)間）;

Pr.12是直流制動(dòng)時(shí)的電壓（轉(zhuǎn)矩）。

通過這三個(gè)參數(shù)的設(shè)定，可以提高停止的準(zhǔn)確度，使之符合負(fù)載的運(yùn)行要求。4.3變頻器常用的控制功能

4.3.6直流制動(dòng)控制

使用多段速控制功能時(shí)，必須進(jìn)行兩步預(yù)置：

1.通過預(yù)置確定哪幾個(gè)輸入端子為多擋轉(zhuǎn)速輸入端子--

Pr.180～Pr.182

2.預(yù)置與各擋轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的工作頻率（即進(jìn)行頻率給定）--

Pr.4～Pr.6，Pr.24～Pr.27，設(shè)置1～7擋轉(zhuǎn)速頻率；Pr.232～Pr.239，設(shè)置8～15擋轉(zhuǎn)速頻率4.3變頻器常用的控制功能

4.3.7多段速控制功能

PID控制屬于閉環(huán)控制，是使控制系統(tǒng)的被控量在各種情況下，都能夠迅速而準(zhǔn)確地?zé)o限接近控制目標(biāo)的一種手段。具體地說，是隨時(shí)將傳感器測(cè)量的實(shí)際信號(hào)（稱為反饋信號(hào)）與被控量的目標(biāo)信號(hào)相比較，以判斷是否已經(jīng)達(dá)到預(yù)定的控制目標(biāo)。

4.3變頻器常用的控制功能

4.3.8PID調(diào)節(jié)功能

1.基本概念(1)比例增益環(huán)節(jié)(P)KP

過大，則XG=KP(XT-XF)一下子增大或減小了許多，很容易使變頻器輸出頻率發(fā)生超調(diào)，又容易引起被控量的振蕩(b)所示。1.基本概念4.3變頻器常用的控制功能

4.3.8PID調(diào)節(jié)功能

（2）積分環(huán)節(jié)(I)

積分環(huán)節(jié)既能防止振蕩，也能有效地消除靜差。但積分時(shí)間太長，又會(huì)產(chǎn)生當(dāng)目標(biāo)信號(hào)急劇變化時(shí)，被控量難以迅速恢復(fù)的情況。4.3變頻器常用的控制功能

4.3.8PID調(diào)節(jié)功能

1.基本概念

微分環(huán)節(jié)可根據(jù)偏差的變化趨勢(shì)，提前給出較大的調(diào)節(jié)動(dòng)作，從而縮短調(diào)節(jié)時(shí)間，克服了因積分時(shí)間太長而使恢復(fù)滯后的缺點(diǎn)。（3）微分環(huán)節(jié)(D)(1)PID動(dòng)作選擇

在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速與被控量的變化趨勢(shì)相反，稱為負(fù)反饋；或正邏輯。反之為負(fù)邏輯。PID動(dòng)作選擇(Pr.128)有三種功能：“O”-PID功能無效“1”-PID正邏輯（負(fù)反饋、負(fù)作用）“2”-PID反邏輯（正反饋、正作用）4.3變頻器常用的控制功能

4.3.8PID調(diào)節(jié)功能

2.PID調(diào)節(jié)功能預(yù)置4.10.2PID調(diào)節(jié)功能預(yù)置PID功能有效時(shí)：①變頻器的輸出頻率（fx）只根據(jù)反饋信號(hào)(XF)和目標(biāo)信號(hào)（XT）比較的結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，故頻率的大小與被控量之間并無對(duì)應(yīng)關(guān)系。②變頻器的加、減速的過程將完全取決于P、I、D數(shù)據(jù)所決定的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過程，而原來預(yù)置的“加速時(shí)間”和“減速時(shí)間”將不再起作用。③變頻器的輸出頻率（fx）始終處于調(diào)整狀態(tài)，因此顯示的頻率常不穩(wěn)定。4.3.8PID調(diào)節(jié)功能

(2)目標(biāo)值的給定①鍵盤給定法②電位器給定法③變量目標(biāo)值給定法4.3變頻器常用的控制功能

4.3.8PID調(diào)節(jié)功能

2.PID調(diào)節(jié)功能預(yù)置電位器給定變量目標(biāo)值給定例：某壓力變送器SP的量程為0-1MPa，輸出電流為4-20mA，若用戶希望水壓穩(wěn)定在0.6MPa，則目標(biāo)值就是60%。此時(shí)的目標(biāo)輸入電壓(0-5V給定時(shí))為3V，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)對(duì)應(yīng)的反饋電流為13.6mA。要求不高的控制系統(tǒng)中，微分功能D可以不用

當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，被控量上升或下降后難以恢復(fù)，說明反應(yīng)太慢，應(yīng)加大比例增益KP，直至比較滿意為止；在增大KP后，雖然反應(yīng)快了，但容易在目標(biāo)值附近波動(dòng)，說明系統(tǒng)有振蕩，應(yīng)加大積分時(shí)間，直至基本不振蕩為止。