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較早公告: KUBLER旋轉(zhuǎn)編碼器在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用和顯著的優(yōu)勢(shì)。本文將對(duì)它的工作原理及其優(yōu)勢(shì)進(jìn)行深入解析,以期為相關(guān)行業(yè)從業(yè)者提供有價(jià)值的參考。一、工作原理工作原理基于光電掃描原理,其核心部件為一個(gè)中心有軸的光電碼盤。該碼盤上刻有環(huán)形通、暗刻線,當(dāng)碼盤隨軸旋轉(zhuǎn)時(shí),光電發(fā)射和接收器件會(huì)讀取這些刻線,從而產(chǎn)生電信號(hào)。具體來說,光電碼盤的旋轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致透光窗口和不透光窗口交替經(jīng)過光電發(fā)射器,進(jìn)而在接收器上產(chǎn)生光信號(hào)的變化。這些光信號(hào)變化隨后被轉(zhuǎn)換成電信號(hào),形成四組正弦波信號(hào),分別組合成A、B、C、D四相
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德國力士樂REXROTH/力士樂變頻器

德國力士樂REXROTH/力士樂變頻器

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德國力士樂REXROTH變頻器(Variable-frequency Drive,VFD)是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù),通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。德國力士樂REXROTH變頻器主要由整流(交流變直流)、濾波、逆變(直流變交流)、制動(dòng)單元、驅(qū)動(dòng)單元、檢測(cè)單元微處理單元等組成。德國力士樂REXROTH/力士樂變頻器

德國力士樂REXROTH/力士樂變頻器的詳細(xì)資料:



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德國力士樂REXROTH變頻器靠內(nèi)部IGBT的開斷來調(diào)整輸出電源的電壓和頻率,根據(jù)電機(jī)的實(shí)際需要來提供其所需要的電源電壓,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的,另外,德國力士樂REXROTH/力士樂變頻器還有很多的保護(hù)功能,如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動(dòng)化程度的不斷提高,德國力士樂REXROTH變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。
德國力士樂REXROTH變頻器功能作用:
德國力士樂REXROTH/力士樂變頻器變頻節(jié)能
德國力士樂REXROTH變頻器節(jié)能主要表現(xiàn)在風(fēng)機(jī)、水泵的應(yīng)用上。為了保證生產(chǎn)的可靠性,各種生產(chǎn)機(jī)械在設(shè)計(jì)配用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)時(shí),都留有一定的富余量。當(dāng)?shù)聡κ繕稲EXROTH變頻器電機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行時(shí),除達(dá)到動(dòng)力驅(qū)動(dòng)要求外,多余的力矩增加了有功功率的消耗,造成電能的浪費(fèi)。德國力士樂REXROTH變頻器風(fēng)機(jī)、泵類等設(shè)備傳統(tǒng)的調(diào)速方法是通過調(diào)節(jié)入口或出口的擋板、閥門開度來調(diào)節(jié)給風(fēng)量和給水量,其輸入功率大,且大量的能源消耗在擋板、閥門的截流過程中。當(dāng)使用變頻調(diào)速時(shí),如果流量要求減小,通過降低泵或風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速即可滿足要求。
電動(dòng)機(jī)使用德國力士樂REXROTH變頻器的作用就是為了調(diào)速,并降低啟動(dòng)電流。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率,該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電(DC),這個(gè)過程叫整流。把直流電(DC)變換為交流電(AC)的裝置,其科學(xué)術(shù)語為“inverter”(逆變器)。一般逆變器是把直流電源逆變?yōu)橐欢ǖ墓潭l率和一定電壓的逆變電源。對(duì)于逆變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓可調(diào)的逆變器我們稱為德國力士樂REXROTH變頻器。德國力士樂REXROTH變頻器輸出的波形是模擬正弦波,主要是用在三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速用,又叫變頻調(diào)速器。對(duì)于主要用在儀器儀表的檢測(cè)設(shè)備中的波形要求較高的可變頻率逆變器,要對(duì)波形進(jìn)行整理,可以輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波,叫變頻電源。一般變頻電源是德國力士樂REXROTH變頻器價(jià)格的15--20倍。由于德國力士樂REXROTH變頻器設(shè)備中產(chǎn)生變化的電壓或頻率的主要裝置叫“inverter”,故該產(chǎn)品本身就被命名為“inverter”,即:德國力士樂REXROTH變頻器。
變頻不是到處可以省電,有不少場(chǎng)合用變頻并不一定能省電。 作為電子電路,德國力士樂REXROTH變頻器本身也要耗電(約額定功率的3-5%)。一臺(tái)1.5匹的空調(diào)自身耗電算下來也有20-30W,相當(dāng)于一盞長明燈. 德國力士樂REXROTH變頻器在工頻下運(yùn)行,具有節(jié)電功能,是事實(shí)。但是他的前提條件是:
*、大功率并且為風(fēng)機(jī)/泵類負(fù)載;
第二、裝置本身具有節(jié)電功能(軟件支持);
這是體現(xiàn)節(jié)電效果的三個(gè)條件。除此之外,無所謂節(jié)不節(jié)電,沒有什么意義。如果不加前提條件的說德國力士樂REXROTH變頻器工頻運(yùn)行節(jié)能,就是夸大或是商業(yè)炒作。知道了原委,你會(huì)巧妙的利用他為你服務(wù)。一定要注意使用場(chǎng)合和使用條件才好正確應(yīng)用,否則就是盲從、輕信而“受騙上當(dāng)”。
德國力士樂REXROTH變頻器功率因數(shù)補(bǔ)償節(jié)能
德國力士樂REXROTH變頻器無功功率不但增加線損和設(shè)備的發(fā)熱,更主要的是功率因數(shù)的降低導(dǎo)致電網(wǎng)有功功率的降低,大量的無功電能消耗在線路當(dāng)中,設(shè)備使用效率低下,浪費(fèi)嚴(yán)重,使用變頻調(diào)速裝置后,由于德國力士樂REXROTH變頻器內(nèi)部濾波電容的作用,從而減少了無功損耗,增加了電網(wǎng)的有功功率。
德國力士樂REXROTH變頻器軟啟動(dòng)節(jié)能
1:德國力士樂REXROTH變頻器電機(jī)硬啟動(dòng)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的沖擊,而且還會(huì)對(duì)電網(wǎng)容量要求過高,啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的大電流和震動(dòng)時(shí)對(duì)擋板和閥門的損害極大,對(duì)設(shè)備、管路的使用壽命極為不利。而使用變頻節(jié)能裝置后,利用德國力士樂REXROTH變頻器的軟啟動(dòng)功能將使啟動(dòng)電流從零開始,zui大值也不超過額定電流,減輕了對(duì)電網(wǎng)的沖擊和對(duì)供電容量的要求,延長了設(shè)備和閥門的使用壽命。德國力士樂REXROTH變頻器節(jié)省了設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用。
2:從理論上講,德國力士樂REXROTH變頻器可以用在所有帶有電動(dòng)機(jī)的機(jī)械設(shè)備中,電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí),電流會(huì)比額定高5-6倍的,不但會(huì)影響電機(jī)的使用壽命而且消耗較多的電量.系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)在電機(jī)選型上會(huì)留有一定的余量,德國力士樂REXROTH變頻器電機(jī)的速度是固定不變,但在實(shí)際使用過程中,有時(shí)要以較低或者較高的速度運(yùn)行,因此進(jìn)行變頻改造是非常有必要的。德國力士樂REXROTH變頻器可實(shí)現(xiàn)電機(jī)軟啟動(dòng)、補(bǔ)償功率因素
德國力士樂REXROTH變頻器的基本組成
德國力士樂REXROTH變頻器通常分為4部分:整流單元、高容量電容、逆變器和控制器。
整流單元:將工作頻率固定的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。
高容量電容:存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換后的電能。
逆變器:由大功率開關(guān)晶體管陣列組成電子開關(guān),將直流電轉(zhuǎn)化成不同頻率、寬度、幅度的方波。
控制器:按設(shè)定的程序工作,控制輸出方波的幅度與脈寬,使疊加為近似正弦波的交流電,驅(qū)動(dòng)交流電動(dòng)機(jī)。
德國力士樂REXROTH變頻器常見的頻率給定方式主要有:操作器鍵盤給定、接點(diǎn)信號(hào)給定、模擬信號(hào)給定、脈沖信號(hào)給定和通訊方式給定等。這些頻率給定方式各有優(yōu)缺點(diǎn),須按照實(shí)際所需進(jìn)行選擇設(shè)置
德國力士樂REXROTH變頻器的控制方式
低壓通用變頻輸出電壓為380~650V,輸出功率為0.75~400kW,工作頻率為0~400Hz,它的主電路都采用交—直—交電路。其控制方式經(jīng)歷了以下四代。
德國力士樂REXROTH變頻器*代
1U/f=C的正弦脈寬調(diào)制(SPWM)控制方式:
德國力士樂REXROTH變頻器其特點(diǎn)是控制電路結(jié)構(gòu)簡單、成本較低,機(jī)械特性硬度也較好,能夠滿足一般傳動(dòng)的平滑調(diào)速要求,已在產(chǎn)業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。德國力士樂REXROTH變頻器但是,這種控制方式在低頻時(shí),由于輸出電壓較低,轉(zhuǎn)矩受定子電阻壓降的影響比較顯著,使輸出zui大轉(zhuǎn)矩減小。德國力士樂REXROTH變頻器另外,其機(jī)械特性終究沒有直流電動(dòng)機(jī)硬,動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩能力和靜態(tài)調(diào)速性能都還不盡如人意,且系統(tǒng)性能不高、控制曲線會(huì)隨負(fù)載的變化而變化,轉(zhuǎn)矩響應(yīng)慢、電機(jī)轉(zhuǎn)矩利用率不高,低速時(shí)因定子電阻和逆變器死區(qū)效應(yīng)的存在而性能下降,穩(wěn)定性變差等。因此人們又研究出矢量控制變頻調(diào)速。
德國力士樂REXROTH變頻器第二代
電壓空間矢量(SVPWM)控制方式:
德國力士樂REXROTH變頻器它是以三相波形整體生成效果為前提,以逼近電機(jī)氣隙的理想圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)軌跡為目的,一次生成三相調(diào)制波形,以內(nèi)切多邊形逼近圓的方式進(jìn)行控制的。德國力士樂REXROTH變頻器經(jīng)實(shí)踐使用后又有所改進(jìn),即引入頻率補(bǔ)償,能消除速度控制的誤差;通過反饋估算磁鏈幅值,消除低速時(shí)定子電阻的影響;將輸出電壓、電流閉環(huán),以提高動(dòng)態(tài)的精度和穩(wěn)定度。但德國力士樂REXROTH變頻器控制電路環(huán)節(jié)較多,且沒有引入轉(zhuǎn)矩的調(diào)節(jié),所以系統(tǒng)性能沒有得到*。
德國力士樂REXROTH變頻器第三代
矢量控制(VC)方式:
德國力士樂REXROTH變頻器矢量控制變頻調(diào)速的做法是將異步電動(dòng)機(jī)在三相坐標(biāo)系下的定子電流Ia、Ib、Ic、通過三相-二相變換,德國力士樂REXROTH變頻器等效成兩相靜止坐標(biāo)系下的交流電流Ia1Ib1,再通過按轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)定向旋轉(zhuǎn)變換,等效成同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的直流電流Im1、It1(Im1相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流;It1相當(dāng)于與轉(zhuǎn)矩成正比的電樞電流),然后模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制方法,求得直流電動(dòng)機(jī)的控制量,經(jīng)過相應(yīng)的坐標(biāo)反變換,實(shí)現(xiàn)對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的控制。德國力士樂REXROTH變頻器其實(shí)質(zhì)是將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī),分別對(duì)速度,磁場(chǎng)兩個(gè)分量進(jìn)行獨(dú)立控制。通過控制轉(zhuǎn)子磁鏈,然后分解定子電流而獲得轉(zhuǎn)矩和磁場(chǎng)兩個(gè)分量,經(jīng)坐標(biāo)變換,實(shí)現(xiàn)正交或解耦控制。矢量控制方法的提出具有劃時(shí)代的意義。德國力士樂REXROTH變頻器然而在實(shí)際應(yīng)用中,由于轉(zhuǎn)子磁鏈難以準(zhǔn)確觀測(cè),系統(tǒng)特性受電動(dòng)機(jī)參數(shù)的影響較大,且在等效直流電動(dòng)機(jī)控制過程中所用矢量旋轉(zhuǎn)變換較復(fù)雜,使得實(shí)際的控制效果難以達(dá)到理想分析的結(jié)果。
德國力士樂REXROTH變頻器第四代
直接轉(zhuǎn)矩控制(DTC)方式:
1985年,德國魯爾大學(xué)的DePenbrock教授*提出了直接轉(zhuǎn)矩控制變頻技術(shù)。該技術(shù)在很大程度上解決了上述矢量控制的不足,并以新穎的控制思想、簡潔明了的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)良的動(dòng)靜態(tài)性能得到了迅速發(fā)展。德國力士樂REXROTH變頻器該技術(shù)已成功地應(yīng)用在電力機(jī)車牽引的大功率交流傳動(dòng)上。 德國力士樂REXROTH變頻器直接轉(zhuǎn)矩控制直接在定子坐標(biāo)系下分析交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型,控制電動(dòng)機(jī)的磁鏈和轉(zhuǎn)矩。德國力士樂REXROTH變頻器它不需要將交流電動(dòng)機(jī)等效為直流電動(dòng)機(jī),因而省去了矢量旋轉(zhuǎn)變換中的許多復(fù)雜計(jì)算;它不需要模仿直流電動(dòng)機(jī)的控制,也不需要為解耦而簡化交流電動(dòng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型。
矩陣式交—交控制方式:
VVVF變頻、矢量控制變頻、直接轉(zhuǎn)矩控制變頻都是交—直—交變頻中的一種。德國力士樂REXROTH變頻器其共同缺點(diǎn)是輸入功率因數(shù)低,諧波電流大,直流電路需要大的儲(chǔ)能電容,再生能量又不能反饋回電網(wǎng),即不能進(jìn)行四象限運(yùn)行。為此,矩陣式交—交變頻應(yīng)運(yùn)而生。德國力士樂REXROTH變頻器由于矩陣式交—交變頻省去了中間直流環(huán)節(jié),從而省去了體積大、價(jià)格貴的電解電容。德國力士樂REXROTH變頻器它能實(shí)現(xiàn)功率因數(shù)為l,輸入電流為正弦且能四象限運(yùn)行,系統(tǒng)的功率密度大。該技術(shù)雖尚未成熟,但仍吸引著眾多的學(xué)者深入研究。其實(shí)質(zhì)不是間接的控制電流、磁鏈等量,而是把轉(zhuǎn)矩直接作為被控制量來實(shí)現(xiàn)的。德國力士樂REXROTH變頻器的具體方法是:
1、控制定子磁鏈引入定子磁鏈觀測(cè)器,實(shí)現(xiàn)無速度傳感器方式;
2、自動(dòng)識(shí)別(ID)依靠精確的電機(jī)數(shù)學(xué)模型,對(duì)電機(jī)參數(shù)自動(dòng)識(shí)別;
3、算出實(shí)際值對(duì)應(yīng)定子阻抗、互感、磁飽和因素、慣量等算出實(shí)際的轉(zhuǎn)矩、定子磁鏈、轉(zhuǎn)子速度進(jìn)行實(shí)時(shí)控制;
4、實(shí)現(xiàn)Band—Band控制按磁鏈和轉(zhuǎn)矩的Band—Band控制產(chǎn)生PWM信號(hào),對(duì)逆變器開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行控制。

 

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