变频器控制功能的参数选择与典型应用

　　通过以上分析，可以得出如表2所示的分析结果。再按照表2中的归类后的功能需求，逐个分解为对变频器某些特定的、具体的参数的设置，这样就可以得到如图2（a）中的1#变频器所示的设计结构图了。图2（a）中的1#变频器采用的控制方式就是开环控制、编号0方式。
　　在本文中，对于常规控制方式的案例分析中，不准备将诸如表2中的对应的变频器功能再进一步转化为某个特定品牌的变频器参数，以免给读者造成品牌依赖性误导（以下常规控制方式的案例同），只想表达一种思维过程，供读者参考。而对于特殊应用场合的控制方式，将以具体品牌为例加以说明。
　　3.2 闭环速度控制方式
　　问题2的提出
　　同问题1的提出，如图2（a），略。
　　问题2的分析
　　首先，由于用户需要收卷电机的运行线速度与牵引电机保持一致，为达到这个目的，我们只要将牵引电机与收卷电机用同一个速度给定就可以实现这2台电机角速度的一致（当然，也可以将牵引电机实际运行速度的输出信号dc4～20ma或dc0～5v/10v作为收卷电机的速度给定信号，这2种方式的差异在于：前者为同步速率给定方式；而后者为主从随动给定方式，存在一定的响应延迟，具体差异分析，略）；其次，由于收卷滚筒在运行过程中，随着纸张等物体被不断地缠绕在滚筒上，导致滚筒的半径在不断地增大，如果收卷电机的角速度保持不变，那么，收卷过程中的线速度也同样在不断地加快，为满足用户对收卷过程中线速度恒定的需求，必须想办法让收卷电机的角速度随滚筒半径的增长而降低，以实现线速度恒定的目的。为此，需要一个检测线速度的传感器信号，以此来作为变频器的速度反馈，告诉变频器要做出角速度的实时调整。在本例中，我们在夹送导向辊上安装了编码器（不能安装在电机轴或收卷滚筒轴上，否则，编码器测出的信号就不是线速度反馈信号而是角速度反馈信号），以编码器的脉冲率来表示实际线速度的快慢。如图2（a）中所示，这样对于2#变频器而言，它既有一个用电位器表示的给定速度，又有一个用编码器的脉冲来表示的实际速度反馈信号，因此，2#变频器就应该是一个闭环速度控制方式的应用案例。
　　通过以上对用户需求的分析，我们可以得出如表3所示的结果。

　　在表3中，我们略去了与闭环速度控制非直接相关的其它一些功能的列举，在实际应用中就像对基本参数的需求一样，同样需要对这些功能进行选择与相应参数的设置。
4 工艺过程闭环控制方式
　　传统的v/f控制实际上是一种角速度的控制模式，而闭环速度控制是通过对实际角速度的检测的一种调节控制。但是，在现实的许多应用场合，显然，我们并不只关心电机的速度，而可能更多地要关注生产工艺过程中的某些被控对象的参数测量值，这些参数包括：温度、压力、流量、液位等信号。比如，在混配料系统中，我们可能需要关心某种配料的质量或流量，而这个量却并不直接与电机的速度成正比例或反比例关系，这是工艺闭环过程控制与上面所叙述的闭环速度控制的根本差别，当然，工艺过程闭环控制也是一种闭环控制，它关注的不是速度而是工艺过程的参数变量。在诸如这样的一些应用场合，就需要我们采用工艺过程闭环控制方式。
　　问题3的提出
　　假定有一个需要进行混配料比例控制的用户，他的配料a和配料b由各自的配料电机送入配料搅拌筒中进行混合均匀搅拌，其中，配料b有生产过程决定其送料的多少，而配料a需要根据配料b的变化始终保持在搅拌筒混合料中的比例恒定，如图2（b）所示。现要求对配料a的电机进行变频控制，以实现如下具体需求：
　　（1） 配料a的比例可以自由设定；
　　（2） 既使在配料b的量是变化的时候，配料a在混料搅拌筒中的比例也要维持在设定比例。
　　问题3的分析
　　首先，用户对配料电机a的控制需求是要根据配料b的变化始终维持恒定的配料a所占比例的一种闭环控制方式，这个反馈信号是混料筒中的配料a所占的比例信号，它与电机的速度无关，因此，可以准确地定位这种控制需求为工艺过程闭环控制方式。其次，用户要求配料比可以在生产过程中根据需要进行设定，为此，需要提供配料a所占比例的设定手段—电位器给定配料比方式。椐此可以得到如表4所示的需求与对应功能。

　　对比表4与表3，可以看见，他们之间的差异除了控制方式的选择区别外，还有一个最为明显的差异，那就是表4中作为控制对象的参考量与反馈值都是生产工艺过程中的参数（这样设定的参数与反馈的参数都更直接表达了生产过程状态，也更加直观明了），而不再是速度参数。撇开这些表面上的差异，几乎完全可以用一个虚拟的闭环“速度”控制来实现。从这个意义上讲，工艺过程闭环控制方式与闭环速度控制方式在本质上是没有差异的，它是闭环速度控制方式的延伸形式与变种应用。