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变频器微机控制的特点

来源：艾特贸易2017-06-05

简介新型变频器均采用高速运算单片机 ( DSP) ，与旧式的以分立元件为主相比，采用微机控制具有如下特点。 1 ．高性能与传统的模拟控制相比，全数字化变频器不存在零点漂移和特性变动

新型变频器均采用高速运算单片机( DSP)，与旧式的以分立元件为主相比，采用微机控制具有如下特点。

1．高性能

与传统的模拟控制相比，全数字化变频器不存在零点漂移和特性变动这类问题。由于采用前述RISC型的CPU芯片和快速寄存新技术后，海量的运算数据的寄存和运算处理时间不致产生矛盾。变频器的控制性能与功能有如下几项突破。

·一台变频器可以同时包含多种控制方案，例如，V/f控制，带PG的速度传感器矢量控制，不带PG的无速度传感器矢量控制均可根据工艺上的需要简单地切换，操作程序非常简便，甚至可从一般的运动控制转换到位置伺服控制。可以认为和旧式的通用变频器相比，用一台新型变频器能代替四台专用变频器。表2-3列出的是新型变频器可转切的四种控制模式性能对照表。

·在要求高性能的电力拖动中，必须事先对所用的电动机设定各种参数，如R1、R2、Ls、Lr、Lm等。故变频器必须有自动检测参数功能，而且要在短时间内记载下来。有的对矢量控制的重要参数，如转子时间常数、转差频率应能自动整定，并在显示器上实时显示出来。

·最新的无速度传感器矢量控制已用到磁通观测器技术，可以进行零速时转子磁通运算和速度推算。这种变频器低速时的调速精度很高，完全可以替代直流调速。

表2-3 四种控制模式性能对照

四种控制模式性能对照

·某些变频器已用到最新的人工神经网络技术，可以自动进行加减速，使电动机发挥最大的性能。这里主要是应用了智能控制，使加速时电动机电流的变化率为最佳，减速时变频器直流母线的电压变化率最佳，从而摒弃了传统的人为事先设定加减速时间的做法。

2．多功能化

如果电动机和不同生产机械配合，可把变频器内部的常数进行极为精密的微调，并通过数字显示给用户知道，同时也显示出系统当时的运行状态（如频率、电流、转速等）。此外，还能调出输出、输入端子当时的状态以及对其进行自由地选择和组合。由于变频器具备丰富的通信功能，故可通过按键对多台变频器进行监控，使一个复杂的大系统实现简易的柔性控制。下面将具体介绍LCD（大屏幕）的通信和接口技术。

①LCD的用途是进行变频器的工作状态显示（数字）和键盘操作，其人机对话功能非常丰富，操作十分灵活。一台典型的可移动（一般插入变频器面板上）的LCD如图2 33所示。其显示功能有如下几个方面。

LCD

图2-33 LCD

·常数（参数）的内容（中、英文可供选择）。

·用人机对话形式输入电动机的铭牌数据，并进行简易的自检测后，显示实际参数。

·具有编辑功能，用户可以自行输入必要的参数（常数）进行调试。

·出厂设定的常数一般不作大的变动，用户可根据需要，变动部分参数并显示，这样可缩短检测时间。

②通信技术。变频器不仅用于单台独立运转，还常被置于复杂系统中运行。由于CPU数据处理能力的快速提高和通信技术的进步，CPU可以做到实时监控变频器内部的工作状况，进行开机指令、调速指令和转矩控制指令等的自由设定，这些都是以程序执行的高速度为基础。表2 4给出了变频器数据高速通信的技术规格。

表2-4 变频器数据高速通信的技术规格

变频器数据高速通信的技术规格

从表2-4可知，由于变频器装备特殊通信接口芯片，故可以同时适应不同的通信协议。首先是与变频器本体通信的接口电路和控制软件已进行了标准化。就是说，变频器侧的微处理器和信号传输侧的微处理器之间的相互存取必须有一个对偶式（共享式）的RAM作中介，才容易进行指令设定和工作状态显示。图2-34给出了典型的通信接口插件的框图。

图2-34中硬件和软件的标准化项目如下：

·共享寄存器存取控制方式标准化电路；

·共享寄存器存取软件编程标准化；

·变频器监控参数在共享寄存器内固定配置并标准化。

在变频器控制单元的标准化方面，如果在用户侧能对接口插件的硬件和软件按国际标准化配置，将是一个重大突破。这样就可以在世界上的任何一个地点，方便地传输数据，人们远隔万里即可进行某台变频器的安装、调试与维修。目前，世界范围的可编程控制器和变频器连接的网络化技术正在推广中。

图2-35为利用网络通信和软件远程控制多台变频器的连接实例。

通信接口插件的框图（标准接口部件）