变频器的闭环控制

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成千上万的变频器和电机在主要机场运送行李 成千上万的变频器和电机在主要机场运送行李

我们已经提到过几次如何使用闭环控制来保持恒定的温度通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,压力等,以及大多数变频器是如何在变频器中内置此功能的,因此几乎不需要外部器件。让我们详细了解一下。

首先通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,让我们谈谈开环和闭环控制之间的区别通博app下载_app推荐。如果我们使用泵来维持压力通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,则可以将泵的速度设置为我们认为可以完成的速度通博app下载_app推荐,并希望达到最佳状态通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,甚至在晚上将其调低一点。这是一个开环控制通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。

更好的解决方案是安装压力传感器通博app下载_app推荐,并将其连接到控制泵的变频器。现在,变频器会将这个实际(即测得)的压力值与所需的压力值(设定值)进行比较通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,并会连续调整泵的速度以将压力保持在此水平(假设您已正确设置)。由于压力传感器的连接完成了回路(变频器–电机–泵输出–变送器–变频器),因此该系统称为闭环控制系统,如图1所示通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。

Open and Closed Loop Control Systems图-1 开/闭环控制系统


从飞机稳定系统到绕线系统中的张力控制通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,以及在保持压力通博app下载_app推荐,流速通博app下载_app推荐,速度或温度等更明显的应用中通博app下载_app推荐,闭环控制无处不在。

闭环控制的关键问题是稳定性通博app下载_app推荐。如果您试图控制一艘狭窄的船,您将了解这一点通博app下载_app推荐;拉舵柄通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,什么也没发生通博app下载_app推荐;你再拉一点通博app下载_app推荐,船就开始转弯。您回退舵柄通博app下载_app推荐,但是船继续转弯通博app下载_app推荐。您用另一种方法用力拉通博app下载_app推荐,最终将其拉直通博app下载_app推荐。沿着运河振荡通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,直到您掌握了系统的延迟通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。在闭环系统中通博app下载_app推荐,可以通过仔细处理误差来建立稳定性通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。误差是设定值(期望值)和实际(反?。┲抵涞牟?。该误差适用于控制系统–船上的操纵杆,或工业上的变频器通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。因此通博app下载_app推荐,在狭窄的船上,船指向的位置(实际值)和沿运河的正下方(设定点)的差就是误差通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。

在典型的变频器应用中通博app下载_app推荐,可以通过模拟输入或固定值来设置设定值(例如压力)通博app下载_app推荐,而实际值可以通过连接到另一个模拟输入的压力传感器来设置通博app下载_app推荐。然后通博app下载_app推荐,该误差会不断调整电机速度通博app下载_app推荐。现在要获得良好的控制和稳定性,您需要处理误差信号通博app下载_app推荐。在狭窄的船上通博app下载_app推荐,您很快就学会不要将舵柄转动得太快通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,并放慢对误差的反应。变频器通过控制误差信号的比例增益和积分(滤波值)来实现此目的通博app下载_app推荐。误差的微分值很少使用通博app下载_app推荐,但是比例,积分和微分这三个术语是闭环控制系统的代名词;PID系统通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。

让我们仔细看看。如果我们将误差乘以一个常数,则代表增益通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。如果此常数是一个很高的值通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,那么误差会很小通博app下载_app推荐,我们将在狭窄的船上将舵柄摇晃通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。显然潜在地不稳定通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。如果常数是一个低值通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,我们的响应将不足以纠正误差通博app下载_app推荐。

如果现在通过积分误差来添加一个“阻尼”因子,这将减慢系统的响应速度,这在控制时间以秒为单位的狭窄船只上很有用通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。再次,积分项太高通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,响应将太慢;值太低通博app下载_app推荐,我们将再次振荡,因为系统阻尼不足通博app下载_app推荐。

如果我们区分错误信号通博app下载_app推荐,这将对必须限制过冲的一些系统有所帮助,但这是非常不寻常的通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。

显然通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,窄船的P通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,I和D值将与快速系统(例如通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,绕线机张力控制)的P通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,I和D值不同通博app下载_app推荐。因此通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,变频器中的通用控制系统允许设置P通博app下载_app推荐,I和D值通博app下载_app推荐,从而几乎可以稳定任何闭环系统通博app下载_app推荐。图2显示了在典型的PID系统中如何处理错误。

Error Processing图-2 错误处理


在实践中通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,我们如何使用变频器通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐?我们在变频器中内置了PID控制器(或E3变频器上的PI控制器)通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,因此我们只需要合适的传感器或反馈信号即可控制变量通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。像大多数工程学一样通博app下载_app推荐,如果基础知识正确通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,其余的工作就很简单通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。确保来自传感器的反馈信号能够为您提供期望的值通博app下载_app推荐,并确保在加速和减速电机时通博app下载_app推荐,电机以可预测的方式变化通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。首先开环运行系统以进行检查通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。如果传感器信号为2.3至5.7V通博app下载_app推荐,则可以相应地缩放与其连接的模拟输入通博app下载_app推荐。如果传感器电压随着电机速度的增加而增加,则很好通博app下载_app推荐;如果它掉落(也许您正在使用真空泵)通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,则需要更改参数(E3上的P-43,P2和Eco上的P3-04)以告诉变频器以这种方式工作通博app下载_app推荐。您还可以更改反馈信号和设定值信号的来源通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,这样设定值可以来自固定的存储值通博app下载_app推荐。

一旦传感器信号看起来不错通博app下载_app推荐,就可以在变频器中启用闭环控制并查看会发生什么(E3上的P-12 = 5,P2和Eco上的P1-12 = 3)通博app下载_app推荐。 它可能会保持良好和稳定通博app下载_app推荐,不需要任何调整。如果不稳定通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,您可以尝试调整P和I项;如前所述,通常不需要D项通博app下载_app推荐。在E3变频器上通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,P和I分别通过参数P-41和P-42进行调整通博app下载_app推荐。在P2和Eco P3-01通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,P3-02和P3-03上调整P通博app下载_app推荐,I和D –所有闭环参数均为P3-XX组通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。

一个建议是增加P项直到其振荡通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,将其稍微回退并增加一点I。这有点像妖术通博app下载_app推荐,但是不要偏离默认设置太远并且可以从经验中学习⊥ú゛pp下载_app推荐?刂葡琳拇赡芑岜冉侠淹ú゛pp下载_app推荐,但至少您可以在酒吧停下来沉醉一下通博app下载_app推荐。

闭环控制通常用于控制温度通博app下载_app推荐,压力或流速的应用中通博app下载_app推荐,但是还有许多其他应用通博app下载_app推荐; 例如,在缠绕系统中保持张力通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,如图3所示通博app下载_app推荐。跳动臂移动电位器通博app下载_app推荐,该电位器产生一个信号,指示被缠绕材料的张力。这被反馈到变频器,该变频器调整卷绕机的速度以保持张力恒定通博app下载_app推荐。

Tension Control in a winding application图-3 绕组应用中的张力控制


在Eco和P2变频器上通博app下载_app推荐,还有一些其他有用的参数通博app下载_app推荐??梢怨乇招逼乱蕴岣呦煊λ俣?,可以设置各种限制通博app下载_app推荐,如果出现诸如爆管的问题通博app下载_app推荐,变频器可以检测到并关闭它通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐,而不是平整运转并淹没该位置通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。Eco变频器具有其他功能,例如级联控制和PID休眠功能通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐通博app下载_app推荐。这些参数是通用闭环控制器的实用补充通博app下载_app推荐。

许多变频器应用是在开环或与其他控制系统结合使用的通博app下载_app推荐,但是对于简单的应用,内置的闭环控制可能非常有用。