闭环矢量控制方式优化

闭环矢量控制方式的变频调速是一种理想的控制方式，它有许多优点：①可以从零转速起进行速度控制，即使低速亦能运行，因此调速范围很宽广，可达1000∶1；②可以对转矩实行精确控制；③系统的动态响应速度甚快；④电动机的加速度特性很好等。

矢量变频器与编码器PG之间的连接方式，必须与编码器PG的型号相对应。一般而言，编码器PG型号分差动输出、集电极开路输出和推挽输出三种，其信号的传递方式必须考虑到变频器PG卡的接口，因此选择合适的PG卡型号或者设置合理的跳线至关重要。

变频器与PG如图6-1所示。

在变频器的参数组中对于编码器PG都有比较严格的定义，这些定义包括：

1）编码器PG每转脉冲数。此参数可以查看编码器本身的技术指标，单位为PPR。

图6-1 变频器与PG

2）编码器PG方向选择。如果变频器PG卡与编码器PG接线次序代表的方向，和变频器与电动机连接次序代表的方向匹配，设定值应为正向，否则为反向。必须注意当方向选择错误时，变频器将无法加速到所需要的频率，并报过电流故障或编码器反向故障。更改此参数可方便地调整接线方向的对应关系，而无须重新接线。

图6-2所示为某变频器编码器PG方向选择示意。编码器PG从输入轴看时顺时针方向CW旋转时，为A相超前，另外，正转指令输出时，电动机从输出侧看时逆时针CCW旋转。然而，一般的编码器PG在电动机正转时，安装在负载侧时为A相超前，安装在负载相反时B相超前。

3）编码器PG断线动作。如果编码器PG断线（即PGO），变频器将无法得到速度反馈值，将立即报警并且输出电压被关闭，电动机自由滑行停车，在停车过程中，故障将无法复位，直到停机为止。(www.xing528.com)

4）编码器PG断线检测时间。一般为10s以下，以确认在此时间内编码器PG的断线故障是否持续存在。

5）零速检测值。本参数是为了检测编码器PG断线而定义的功能，当设定频率大于零速检测值，而反馈速度小于零速检测值，并且持续时间在编码器PG断线检测时间参数以上，则变频器确认为编码器PG断线故障（PGO）成立。

6）编码器PG与电动机之间的齿轮齿数。本参数是为了适应编码器安装在齿轮电动机上的情况，可设定齿轮齿数。电动机转速公式如下：电动机速度（RPM）=（从编码器PG输入的脉冲数×60）×（负载侧齿轮齿数/电动机侧齿轮齿数）/编码器PG的每转脉冲数

7）检出电动机的过速度。电动机超过规定以上的转速时，检出故障。通常设定100%～120%的最大频率为检出过速度的基准值，如果在预定的时间内频率持续超出该值，则定义为电动机过速度故障（OS）。如发生该故障，变频器自由停车。

8）检出电动机和速度指令的速度差。我们定义电动机的实际速度和设定速度的差值为速度偏差，如果在一定的时间内其速度偏差值持续超出某一范围值（如10%时），则检出速度偏差过大（DEV）。如发生该故障，变频器可以按照预先设定的故障停机方式停机。

图6-2 编码器PG的方向选择

小贴士

由于闭环矢量控制中的编码器PG信号受干扰因素比较多，如编码器与变频器的连接线路过长、电动机轴振动厉害等，这些都会造成速度反馈信号的偏差。因此，在干扰信号比较大的情况下，可以加大速度环滤波时间常数。速度调节器ASR的输出为变频器转矩电流指令，速度环滤波时间常数是指转矩电流指令的滤波时间。速度环滤波时间常数大，变频器的输出转矩变化平滑，但响应慢；速度环滤波时间常数小，变频器的输出转矩变化可能较大，但响应快。