设置通用变频器参数及功能5教案.docxVIP

电力电子技术 教 案 教　学 主 要　内　容 备注 2.5 变频器的PI调节功能 PI调节器是自动控制系统常用的调节器，在需要稳定转速特别是多电机同步调速系统中广泛使用，通用变频器本身就具有PI调节功能。 2.5.1 PI调节器的工作原理 ? 采用运算放大器的PI调节器线路如图2.5.1所示。根据运算放大器的特性可知Uo和Ui的关系为,当Ui为阶跃信号时，输出UO的波形图如图2.5.2所示。 由此可见，PI调节器的输出电压Uo由比例和积分两个部分相加而成。比例积分作用的物理意义如下：突加输入电压Ui时，电容C相当于瞬时短接，反馈回路只有电阻Rf，这时如同一个比例调 节器，其放大倍数为 输出端得到立即响应的电压 ，加快了系统的调节过程，发挥了比例调节器的长处；随着电容C的充电，输出电压按积分规律逐渐上升，又具有积分调节器的性质；当输入电压Ui=0，达到稳态时，电容C停止充电，相当于开路，C两端的电压即为PI调节器的输出电压，Rf便不起作用，调节器处于开环状态，放大倍数为无穷大，也就使得组成闭环系统后的开环放大系数K为无穷大，满足稳态精度的要求。此时输出电压为大于0而小于Uomax的某一数值。 U Ui Rf R Uo ＋ － C 2.5.1 PI调节器 图2.5.2?? PI调节器对阶跃信号的响应 ▏Uo ▏ 0 UOmax t 适用的PI调节器如图2.5.3所示。Uo通常是变频器的给定信号，在直流电机双闭环调速系统中Uo是可控硅触发电路的给定信号，一般Uo为0～＋10V，对应最低速到最高速。输入信号Ui1（正值）从运放的反相端输入，因此前面加负号。Ui2为反馈信号，根据需要可以取电机的转速信号（恒转速调速）或系统的张力信号（恒张力调速）。稳定时，若Ui1＞Ui2，Uo为最大值Uomax，若Ui1＜Ui2，Uo为最小值0，若Ui1＝Ui2，Uo为大于0而小于Uomax的某一数值。该数值就是系统的给定值，对应电机的某一转速。 U Ui2 Rf R Uo ＋ － C 2.5.3 PI调节器 －Ui1 R 在恒转速调速系统，稳态时，对于确定的Ui1，对应确定的Ui2，电机有确定的转速，如果由于某种原因使电机转速上升，则反馈信号Ui2增大，使Ui2＞Ui1，PI调节器的作用就会使Uo减小，电机转速下降；如果由于某种原因使电机转速下降，则反馈信号Ui2减小，使Ui2＜Ui1，PI调节器的作用会使Uo增大，电机转速上升。这样，就使电机以相对稳定的速度旋转，达到动态平衡。 2.5.2 变频器的PI调节功能 不管变频器PI调节器的内部电路如何，都可以把变频器正向校正方式（电机转速越高，反馈信号PIF越大）的PI调节器理解为图2.5.4所示的电路。图中Fr1为给定配置1所设置的给定值，PIF为反馈信号，由FUn－PI－PIF设置的端子输入。Fr1和PIF经PI调节器调节后得到总给定信号UG，该信号的大小决定了变频器的输出频率。 系统稳定后，Fr1固定不变，PIF根据系统的负载大小、电压高低和其它因素动态变化。如果电机转速越高，反馈信号PIF越大，若PIF＞Fr1，UG减小，变频器的输出频率降低，电机转速变慢，使PIF变小，达到PIF≈Fr1；若PIF＜Fr1，UG增大，变频器的输出频率提高，电机转速变快，使PIF变大，达到PIF≈Fr1。最后PIF在Fr1附近上下波动，电机以相对稳定的速度旋转，达到动态平衡。 － －PIF Rf R 总给定 ＋ － C Fr1 R 2.5.5 反向校正PI调节器 PIF Rf R UG ＋ － C 2.5.4 正向校正PI调节器 －Fr1 R 如果电机转速越高，反馈信号PIF越小，则应采用PI调节器校正方向反向，这可以通过FUn－PI－PIC参数设置为yEs来完成，并将变频器的PI调节器理解为图2.5.5所示的电路。若PIF＞Fr1，总给定信号UG增大，变频器的输出频率提高，电机转速变快，使PIF变小，达到PIF≈Fr1；若PIF＜Fr1，UG减小，变频器的输出频率降低，电机转速变慢，使PIF变大，达到PIF≈Fr1。最后PIF在Fr1附近上下波动，电机以相对稳定的速度旋转，达到动态平衡。 2.5.3 PI调节功能的设置 Altivar31变频器的PI调节功能与功能访问等级（CtL－LAC）无关，通过FUn－PI－PIF分配反馈信号输入端激活PI调节功能。 Altivar31变频器的PI调节功能与求和功能、多段速度控制功能和限位开关功能不兼容。所以必须撤销求和功能的默认设置，将FUn－SA1－SA2参数设置为nO；如果采用本机控制或2线控制方式，还需要撤销多段速度控制的默认设置，将FUn－PSS－PS2参数设置