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变频器带编码器的闭环控制讲解

发布时间:2019-08-12 11:46   类型:基础知识   人浏览



变频器带编码器的闭环控制:


变频控制闭环,主要是指速度闭环。

变频电机有需要速度反馈的,在电机启动、加速和减速停止的变速过程中,电机的驱动电流需要与实际转速下电机因“发电机效应”产生的反电动势相匹配,如果电机驱动电流与反电动势阻抗不匹配,电机驱动力不够转速达不到输出要求,或者因电机负载过大电机没有达到输出速度值,反电动势因与转速成比例而偏弱,这样会引起电机电流徒增,容易烧毁电机线圈或驱动器。速度反馈及时反馈的信息可以计算实际转速并导算反电动势与驱动电流的匹配,从而保护电机和驱动器。


变频电机的速度闭环反馈,大约有三种模式:


1,霍尔传感器,在电机转径上大部分是三个霍尔传感器,反馈三相位置变化。由于传感器对电机一周的提供信息有限,速度精度低,在低速时很难分辨。

2,所谓无传感器的技术----利用线圈转起来,自感应反电动势。但是在启动到低速过程中反电动势较弱,如果感应电路本底阻抗在,这种微弱的感应被“吃掉”,低速时实际获得反馈很不稳定。

3,旋转编码器,较高的分辨率(例如每圈1024个脉冲),可获得较高的速度精度,尤其是在启动到低速时精度高。

根据上述描述,可见变频器(尤其是矢量变频)带编码器主要是在低速启动时的效果,可以精细化计算驱动电流,防止电流过小驱动力不够(没有转速),或者因为堵转电机失速,反电动势不够而驱动电流过流,容易烧毁器件或电机。

上述情况在起重启升类电机尤为重要,防止变频器为保护电机失速而溜钩,所以起重启升类变频器必须加装编码器。

 注意一下矢量变频的手册内容,一般有编码器反馈的,低速可做到很低。

另外,变频器有的加装了PG卡的位置闭环模式,编码器反馈给具有位置控制功能的变频器(PG卡)做位置闭环控制,或者编码器信号给PLC,PLC给指令变频器减速和制动做位置闭环控制,这时我建议需要用绝对值编码器。

变频电机节能一直是一个讨论的话题,电机从启动到低速到正常运动,往往启动过流设计,并在低速时因反电动势很低,要有外部阻抗来匹配,实际上这就消耗了大量能耗在外部阻抗上。编码器的推广使用,可精细化驱动电流,减少这部分损耗。有人计算过,全球40%以上的电能用于电机,而启动时的能耗占比最大,如果电机都能在启动时实现高效节能启动,相当于可多出多个福岛核电站。


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