位置控制变频器的选择技术方法

    位置控制是机械传动中的一部分，很多机械在传动过程中需要位置控制。如机床、电梯、起重机械、直行台车、转动天线等。位置控制按使用要求分为3类：开环位置控制、手动位置控制和闭环位置控制。

   (1)开环位置控制

    开环位置控制是把停止位置作为停止目标且停止位置精度要求不高的场合。控制方法是把控制开关安装在停止位置的前面，从限位开关动作时刻开始，变频器减速停车，使运动部件大致停止在目标位置。为了提高停止精度，可采用降速爬行的停机方法。当接近停止目标时，位置开关给出降速信号（由段速端子设定），使变频器在低速运行（低速运行又称为爬行），由于变频器的速度已经很低，当给出位置停止信号时，变频器马上停止输出，运动部件准确停止在目标位置上。直行台车、龙门刨床、电梯等均采用开环位置控制。开环位置控制可选普通变频器，但为了提高控制的准确性，可选矢量控制变频器。

    图7-36所示为链轮提升机的控制示意图，图中用行程开关控制速度的变化和停止。按下上升按钮SF，变频器低速运行，碰触SQ2则高速运行，当上升到极限位置时碰触SQ3，变频器降速爬行，在碰到SQ4时变频器停止输出。下降时按下降按钮SR，变频器又以相同规律反方向运行。

    图7-36    链轮提升机的控制示意图

   (2)手动控制

    手动控制是用人直接进行位置控制，这种控制多用在机床的调整或对刀、起动机的起重准备或重物卸载前的位置调整。要求变频器具有“寸动”或“微动”功能。

   (3)闭环控制

    闭环控制是将电动机的转速（转角）用脉冲编码器( PLG)以脉冲的形式反馈给变频器，变频器输入一系列的给定位置脉冲信号，反馈信号和给定信号比较而确定传动部件的位置。图7-37是具有速度反馈环的机床工作台位置控制示意图，变频器不给出直接的位置指令，而是输入脉冲序列，此脉冲数的累积值作为位置指令。增大此位置指令时在正转输入加脉冲列，减小时在反转输入加脉冲列。控制此输入脉冲列的累积值和PLG的反馈脉冲列的累积值，使它们一致。

    图7-37    闭环控制示意图

    以正转为例。将指令输入的脉冲（在计数器内用作加法）和PLG的反馈脉冲（在计数器内作减法）在同一计数器内时时刻刻地作计算，以计数器的累加值作为转速指令。因此，一达到目标位置，计数器的累积值就刚好为零，电动机就停止在该位置上。另外，计数器的累积值变得很小时，位置判断回路发出位置到位信号，通知位置控制结束。

    在这种用途中，PLG产生两个具有90°相位差的脉冲序列。监视这两个脉冲信号上升的顺序可以判别正反转。还有电动机每转一圈，在特定的转子位置上产生显示器脉冲，可以用作位置原点的确定。

    位置闭环控制要采用具有脉冲运算功能的专用矢量控制变频器，以减少设计安装工作量。