电源技术中的变频技术基础
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2020-12-07
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电源技术中的变频技术基础电源技术中的变频技术基础
（一） 基本术语篇 1， Electronic Line Shafting---ELS许多工业生产线都由多台机器组成，各轴之间具有运
动关系。过去是使用机械机构连接各轴，如果使用电子方式连接各轴，各州各有其驱动马达，则称为“Electronic
Line Shafting”（ELS）。 2， Auto Tuning(自动调校)常见于磁束向量型变频器的一种技术，能自动监测
（找出）马达的参数,如转差频率/场电流/转矩电流/定子阻抗/转子阻抗/定子感抗/转子感抗等.有了这些参数后才
能作[专据估算]及[转差(滑差)补偿].也因为此技术,在无编码器的运转下仍能获得良好的运转精度. 3, 无编码器
运转
（一） 基本术语篇
1， Electronic Line Shafting---ELS
许多工业生产线都由多台机器组成，各轴之间具有运动关系。过去是使用机械机构连接各轴，如果使用电子方式连接各轴，各
州各有其驱动马达，则称为“Electronic Line Shafting”（ELS）。
2， Auto Tuning(自动调校)
常见于磁束向量型变频器的一种技术，能自动监测（找出）马达的参数,如转差频率/场电流/转矩电流/定子阻抗/转子阻抗/定子
感抗/转子感抗等.有了这些参数后才能作[专据估算]及[转差(滑差)补偿].也因为此技术,在无编码器的运转下仍能获得良好的运转
精度.
3, 无编码器运转
在速度控制上,与旧式variable frenquency变频器的开回路比较,磁束向量型变频器内部由速度观测计算功能达成闭回路.马达侧
不用装编码器也能达到良好的速度精度.无编码器运转有如下好处:
1),配线精省;
2),不必担心RF杂讯对编码器低电压信号的影响;
3),在多震动的场合不用担心编码器的高故障率.
4, 变频器的矢量控制
在AC马达中,转子由定子绕组感应电流产生磁场.定子电流含两部分.一部分影响磁场,另一部分影响马达输出转矩.要使用AC马达
在需要速度与转矩控制的场合,必须能够把影响转矩的电流分离控制,而磁束矢量控制就能够分离这两部分进行独立控制.(具有
大小及方向的物理量称为矢量)
5, Field Weakening
Field Weakening线路可用以减弱马达的场电流,改变与磁场的平衡关系,使马达高于基本转速运转.
6, 定转矩应用
所需转矩大小不因速度而变的场合,常用到[定转矩应用].如传送带等负载.[定转矩应用]通常需要较大的起动转矩.[定转矩应用]在
低速运转时易有马达发热问题,解决的方法:最好(1)加大马达功率;(2)使用装有定速冷却的变频器专用马达(即马达的冷却方式为
强制风冷).
7, 变转矩应用
多见于离心式负载,例如泵/风机/风扇等,其使用变频器的目的一般为节能.比如当风扇以50%转速运转时,其所需转矩小于全速运
转所需.可变转矩变频器能够仅给与马达所需转矩,达到节能效果.次应用中短暂的巅峰负载通常无需给与马达额外的能量.故变转
矩变频器的过载能力可以适用于大部分用途.
*定转矩变频器的过载(电流)能力须为额定值150%/1minute,而可变转矩变频器所需过载(电流)能力仅需额定值120%/1minute.因
为离心式机械用途中很少会超出额定电流.另外,变转矩用途所需起动转矩也较定转矩用途小.
8, 变频器专用马达
所谓[Inverter-duty Motor],主要特征如下:
1),分离式它力通风(它力风冷);
2),10Hz-60Hz为定转矩输出;
3),高起动转矩;
4),低噪音;
5),马达装有编码器.
*但并非所有称之为变频器专用马达的马达都具有上列特征.
9,关于调速：1）调速：根据工况需要调整设备运行速度，以达到节能降耗、减少磨损、按需生产等目的。
2）直流调速（DC Controler/motor）：由直流控制器调节直流电机以达到调整速度的目的。
3）交流变频调速（AC inverter/motor）：由变频器输出频率变化的三相交流电流从而控制交流电机的转速。
4）矢量变频调速（AC vector inverter）：通过复杂的计算变换，使交流变频器按照直流电机的控制方式去控制交流电
机，从而达到精确速度控制、转矩控制、提高输出扭矩等特性。
5）伺服控制系统（Servo control system）：在运动系统中引入速度反馈或位置反馈元件，通过负反馈的作用达到极其精
密的的速度控制、定位控制以及高动态响应。
10，几个常见工业元件：1）测速发电机（Tacho-generator）：一种转速测量元件，有交流、直流之分。
2）旋转变压器（Resolver）：一种经济、准确地转速和角位移测量元件。
3）光电编码器（Encoder）：一种精密的角位移、转速测量元件，适合在位置控制系统中作为反馈元件。
4）PLC：工业用计算、控制装置，实现逻辑、时序、计算等控制功能，一般作为整个自动化控制系统的上位主机。
5）HMI（Human-Machine Interface）：人-机界面。
6）现场总线（Field-Bus System）：应用于工业控制现场的串行通讯总线系统，大幅度降低接线成本，提高控制的抗干
扰能力。
7）分布式控制（Distributed control）：区别于传统的集中式控制，强调各个节点设备的智能化，一般由现场总线系统将
各子设备连接起来。极大地提高系统应用的灵活性、可靠性，降低上位机的运算负担。
11，关于电机的三个术语：1）防护等级（Protection Code）：（IP**）考察一个设备防止异物进入和防水的能力，使
IEC标准之一。其两个数字分别代表防异物和防水的能力，数值越高表明可以防止更细小的物体进入以及经受更强烈的水流冲
击。一般为IP54（防尘，防泼洒水滴）以上防护等级的设备可以直接应用于露天。
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