变频器高精度速度控制的实现技术方法

    高精度的速度控制往往能够体现速度的精度和稳定性，其典型应用如造纸机的传动，精度控制在±0.01%～0.05%之间，其他如胶卷和钢铁生产线也要求精度在±0.02%～±0.1%之间。

    通常作为表示精度的数值，是以额定频率或额定转速为基准，将误差用百分比表示出来。对于一般的变频器，要求精度大多为±0. 5%。这一数值，对于开环控制的机型为频率精度，对于闭环控制的机型为速度精度。对于同步电机，只要频率高就可以实现高精度的速度控制；而对于异步电动机，由于存在转差，要获得高精度的速度，必须采用闭环控制。图3.10所示为可以实现高精度控制的速度闭环系统原理。

    为了保证系统的高速度精度，应充分考虑变频器的下述几种误差：速度给定误差、速度反馈误差、速度控制器误差及定常偏差。其中前3种误差，对于使用模拟器件的控制电路来说，是由放大器等的偏置、漂移所引起的，模拟电路的误差受周围温度影响大，所以要保证精度常常要附加温度范围条件。而对于数字控制电路，这些误差决定于数字化信息的分辨能力。一般情况下，数字控制方式也要规定温度范围。第四种定常偏差，是因负载转矩等外界干扰的变化在速度上引起的误差，此种误差在速度调节器的低频增益低时产生，通常速度调节器含有积分电路，能确保高的低频增益，所以这种偏差较易克服。

    图3.10    速度控制系统的构成原理

    以艾默生TD3000变频器为例介绍一下高精度速度控制的应用。已知电机铭牌参数为：额定功率7.5kW，额定电压380V，额定电流17A，额定频率50Hz，额定转速1440r/min，编码器的脉冲数1000PPR。

    图3. 11所示为正确连接变频器的输入、输出主电路，正确连接PG编码器与变频器控制板的连线，检查结束后上电。

    图3.11    高精度速度控制案例

   (1)先进行电机参数输入并进行自动调谐

   1)进入F1. 00参数，设置为0，选择异步电机；

   2)进入F1. 01参数，设置电机的额定功率为7.5kW；

   3)进入F1. 02参数，设置电机的额定电压为380V；

   4)进入F1. 03参数，设置电机的额定电流为17A；

   5)进入F1. 04参数，设置电机的额定频率为50Hz；

   6)进入F1. 05参数，设置电机的额定转速为1440r/min；

   7)进入F1. 09参数，设置电机自动调谐允许；

   8)进入F1. 10参数，设置为1，按ENTER/DATA键确认；

   9)按RUN键，进行电机自动调谐。

   (2)设置变频器的功能码参数

   1)进入F0. 02参数，设置为1，控制方式选择闭环矢量控制；

   2)进入F0. 03参数，设置为5，选择模拟电压/电流端子频率设定方式；

   3)进入F0. 05参数，设置为1，选择外部端子运行命令控制方式；

   4)进入F6. 00参数，设置为0，模拟通道AI1选择0～10V电压范围；

   5)进入F6. 04参数，设置为0，主给定通道选择为AI1。

    注意：如果选择A12做主给定通道，应正确选择控制板CN10跳线的位置位于V侧。

   6)进入F6. 05参数，设置为0，不选择辅助给定通道；

   7)进入F6. 00参数，设置编码器脉冲数为1000PPR；

   8)进入F6. 01参数，设置为0，选择PG方向为正向；

   9)进入F5. 00参数，设置为0，选择两线控制模式1。

    以上两步完成后，即可使用电位器进行速度设定、正转反转开关进行启停控制了。