PI是什么,PID整定经验.pdfVIP

图b是比例增益p值与速度调节器asr的阶跃响应关系，图c是积分时间i值与速度调节器

asr的阶跃响应关系。

一般的矢量变频器为了适应电动机低速和高速带载运行都有快速响应的情况，都设有两套

pi参数值（即低速pi值和高速pi值），同时设有切换频率。为了保证两套pi值的正常过渡，

一些变频器还另外设置了两个切换频率，即切换频率1和切换频率2。其控制原理是:低于切

换频率1的频率动态响应pi值取a点的数值，高于切换频率2的频率动态响应pi值取b点的

数值，位于切换频率1和切换频率2的频率动态响应pi值取两套pi参数的加权平均值。

如果pi参数设置不当，系统在快速启动到高速后，可能产生减速过电压故障（如果没有

外接制动电阻或制动单元），这是由于在速度超调后的下降过程中系统再生制动状态能量回

馈所致，因此合适的pi值对于系统的稳定性至关重要。

向左转|向右转

在高性能的异步电动机矢量控制系统中，矢量变频器的转速的闭环控制环节一般是必不

可少的。通常，采用旋转编码器等速度传感器来进行转速检测，并反馈转速信号。但是，

由于速度传感器的安装给系统带来一些缺陷:系统的成本大大增加;精度越高的编码器

价格也越贵;编码器在电动机轴上的安装存在同心度的问题，安装不当将影响测速的精

度;安装在电动机轴上的体积增大，而且给电动机的维护带来一定困难，同时破坏了异

步电动机的简单坚固的特点;在恶劣的环境下，编码器工作的精度易受环境的影响。而

无速度传感器的控制系统无需检测硬件，免去了速度传感器带来的种种麻烦，提高了系

统的可靠性，降低了系统的成本;另一方面，使得系统的体积小、重量轻，而且减少了

电动机与控制器的连线。因此，无速度传感器的矢量控制方式在工程应用中变得非常必

要。

无速度传感器的矢量控制方式是基于磁场定向控制理论发展而来的。实现精确的磁

场定向矢量控制需要在异步电动机内安装磁通检测装置，要在异步电动机内安装磁通检

测装置是很困难的，但人们发现，即使不在异步电动机中直接安装磁通检测装置，也可

以在通用变频器内部得到与磁通相应的量，并由此得到了无速度传感器的矢量控制方

式。它的基本控制思想是根据输入的电动机的铭牌参数，按照一定的关系式分别对作为

基本控制量的励磁电流（或者磁通）和转矩电流进行检测，并通过控制电动机定子绕组

上的电压的频率使励磁电流（或者磁通）和转矩电流的指令值和检测值达到一致，并输

出转矩，从而实现矢量控制。采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直

流电动机相匹敌，而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是

准确的被控异步电动机的参数，因此需要在使用时准确地输入异步电动机的参数，并对

拖动的电动机进行调谐整定，否则难以达到理想的控制效果。

无速度传感器矢量控制方式的基本技术指标定义如下:速度控制精度±0.5％，速度

控制范围1:100，转矩控制响应200ms，启动转矩150％/0.5hz。其中启动转矩指

标，根据不同品牌的变频器其性能有所高低变动，大致在150％～250％之间。如图6

所示为安川g7的无速度传感器矢量控制方式下的启动转矩特性，在0.3hz极低速下能

达到150%以上的转矩。

图6无速度传感器矢量控制方式启动转矩特性

有时为了描述上的方便，也把无速度传感器的矢量控制方式称为开环矢量控制或无pg

反馈矢量控制。

电动机参数的调谐整定

由于电动机磁通模型的建立必须依赖于电动机参数，因此选择无速度传感器矢量控

制时，第一次运行前必须首先对电动机进行参数的调谐整定。目前新型矢量控制通用变

频器中已经具备异步电动机参数自动调谐、自适应功能，带有这种功能的通用变频器在

驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行调谐后存储在

相应的参数组中，并根据调谐结果调整控制算法中的有关数值。

自动调谐（因在电动机旋转情况下进行，又称旋转式调谐）的步骤一般是这样的:

首先在变频器参数中输入需要调谐的电动机的基本参数，包括电动机的类型（异步电动

机或同步电动机）、电动机的额定功率（单位是kw）、电动机的额定电流（单位是a）、

电动机的额定频率（单位是hz）、电动机的额定转速（单位r/min）;然后将电动机与

机械设备分开，电动机作为单体;接着用变频器的操作面板指令操作，变频器的控制程

序就会一边根据内部预先设定的运行程序自动运转，一边测定一次电压和一次电流，然

后计算出电动机的各项参数。但在电