變頻器在調(diào)速節(jié)能及提高生產(chǎn)工藝方面的優(yōu)勢(shì)介紹

過(guò)載試驗(yàn)可按負(fù)載可能出現(xiàn)的過(guò)載情況及持續(xù)時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)，觀察拖動(dòng)系統(tǒng)能否繼續(xù)工作。

調(diào)整完后，變頻器正式負(fù)載運(yùn)行，一般應(yīng)觀察兩小時(shí)以上，保證可靠工作。

以上這些是變頻器調(diào)試的最基本的步驟。在變頻器調(diào)試過(guò)程中，還可能遇到各種各樣的情況。如變頻器的干擾和抗干擾，功率因數(shù)的補(bǔ)償，閉環(huán)的運(yùn)行等，都要通過(guò)具體的實(shí)踐來(lái)逐步掌握。

4.2.3　閉環(huán)運(yùn)行

這里再談?wù)勯]環(huán)運(yùn)行。它是變頻器的最主要的一個(gè)功能。許多場(chǎng)合只有通過(guò)閉環(huán)運(yùn)行才能體現(xiàn)出自動(dòng)控制的優(yōu)點(diǎn)。

(1)閉環(huán)系統(tǒng)的原理

閉環(huán)運(yùn)行就是選取拖動(dòng)系統(tǒng)的某一個(gè)物理量(如溫度、壓力、張力、液位等)，在某一點(diǎn)(該點(diǎn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行應(yīng)具有關(guān)鍵作用或帶有普遍性)用相應(yīng)的傳感器或變送器(如熱電偶、遠(yuǎn)傳式壓力表、溫度變送器、壓力變送器、張力傳感器等)檢測(cè)后送到pid調(diào)節(jié)儀上，與系統(tǒng)的期望值(可在pid上設(shè)定)進(jìn)行比例、積分、微分的運(yùn)算處理，然后送到變頻器的頻率輸入端子，來(lái)調(diào)節(jié)變頻器的頻率，進(jìn)而調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使整個(gè)拖動(dòng)系統(tǒng)處于自動(dòng)調(diào)節(jié)、穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)。

系統(tǒng)的檢測(cè)值稱為反饋信號(hào)，期望值稱為給定信號(hào)，或目標(biāo)信號(hào)，系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過(guò)程就是這兩個(gè)信號(hào)反復(fù)地比較、運(yùn)算，使其盡量接近的過(guò)程。這里以恒壓供水為例介紹一下。如下圖13所示。

圖中水泵電機(jī)由變頻器vvvf供電。sp是壓力傳感器，檢測(cè)管道上的壓力，也可以用壓力變送器，遠(yuǎn)傳式壓力表等，由變頻器供給其電源+24v或+5v。它檢測(cè)到管道壓力后變換成4—20ma電流或0—5v的電壓信號(hào)反送給變頻器。

將變頻器設(shè)定為pid有效后，變頻器有兩個(gè)模擬信號(hào)輸入端子：

目標(biāo)信號(hào)輸入端。即給定端vrf。是一個(gè)與壓力的控制目標(biāo)相對(duì)應(yīng)的值。有變頻器上的電位器進(jìn)行設(shè)定。也可以由鍵盤直接給定。當(dāng)采用專用的pid控制儀時(shí)，由專用的sv設(shè)定窗口設(shè)定。它除了和所要求的壓力的控制目標(biāo)有關(guān)外，還與壓力變送器sp的量程有關(guān)，設(shè)定時(shí)要與相關(guān)的量程相當(dāng)。

反饋信號(hào)輸入端。即輔助給定端vpf。它接受從壓力傳感器sp反饋回來(lái)的信號(hào)。

(2)控制的過(guò)程

設(shè)：xt為目標(biāo)信號(hào)，其大小與所要求的管道壓力相對(duì)應(yīng)。xf為壓力變送器的反饋信號(hào)。則變頻器輸出頻率fx的大小有合成信號(hào)(xt—xf)決定。

如管道壓力p超過(guò)了目標(biāo)值，則xf》xt→(xt—xf)《0→變頻器的輸出頻率fx↓→電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nx↓→管道壓力p↓→直至與所要求的目標(biāo)壓力相符(xt≈xf)為止。

反之，如管道壓力p低于目標(biāo)值，則xf《xt→(xt—xf)》0→變頻器的輸出頻率fx↑→電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nx↑→管道壓力p↑→直至與所要求的目標(biāo)壓力相符(xt≈xf)為止。

上述過(guò)程存在著一個(gè)矛盾：一方面，我們要求管道的實(shí)際壓力(其大小與xf成正比)應(yīng)無(wú)限接近于目標(biāo)壓力(其大小與xt成正比)，就是說(shuō)，要求(xt—xf)→0;另一方面，變頻器的輸出頻率fx又是由xt和xf相減的結(jié)果來(lái)決定的，可以想象，如果把(xt—xf)直接作為給定信號(hào)xg的話，系統(tǒng)將是無(wú)法工作的。

如何解決上述問(wèn)題，這就引出了pid的用法。

(1)比例(p)環(huán)節(jié)解決上述問(wèn)題的方法是：將(xt—xf)進(jìn)行放大后再作為頻率給定信號(hào)，即：

xg=kp(xt-xf)

式中kp——比例增益(即放大倍數(shù))。

上述關(guān)系如14圖所示。由于xg是(xt--xf)成比例地放大的結(jié)果，故稱此環(huán)節(jié)為比例環(huán)節(jié)。顯然，kp越大，則：

(xt-xf)=xg/kp

越小，xf越接近于xt。這里，xf只能是無(wú)限接近于xt，卻不能等于xt。就是說(shuō)，xf和xt之間總會(huì)有一個(gè)差值，通常稱為靜差，用ε表示，靜差值應(yīng)該越小越好。