出频率的控制极性,如中央空调控制系统中,用回水温度控制调节变频器的输出频率和水泵电动机的转速。到冬天制热时,如果回水温度偏低,则反馈信号减小,说明房间温度低,此时应提高变频器的输出频率和电动机的转速,加大热水的流量;到夏天制冷时,如果回水温度偏低,反馈信号减小,则房间温度过低,此时应降低变频器的输出频率和电动机的转速,减少冷水的流量。在上述两种情况下,同样是温度偏低,反馈信号减小,而要求变频器的频率变化方向却是相反的。
3. 目的信号与反馈信号
变频系统中的某一个被控物理量要想稳定在与其的目的值上,变频器的PID功能电路就要将反馈信号与目的信号不断的进行比较,并利用比较结果来随时、快速调整输出频率和电机的转速。因此,变频器PID控制至少需要两种控制信号:目的信号和反馈信号。
实际应用中,可通过变频器的功能参数设置使PID功能有效或无效。PID功能有效时,由PID控制电路决定变频器的运行频率;PID功能无效时,有频率设定信号决定变频器的运行频率。PID开关、动作选择开关和反馈信号切换开关均有功能参数的设置决定其工作状态。
4. 目的值给定
将目的值(目的信号)的命令信号传送给变频器,不同的变频器选择了不同的方法,大体上可分为自动转换法(变频器预置PID功能有效时,其开环运行时的频率给定功能制动转为目的值得给定)和通道选择法。由于目的信号和反馈信号通常不是同一种物理量,难以进行直接比较,所以,大多数变频器的目的信号都用传感器量程的百分数来表示。目的值既是预期稳定值得绝对值。
5. 反馈信号的链接
各种变频器通常由多个变频给定输入端,这些输入端子中,如果已经确定一个为目的信号的输入通道,则其他输入端子均可作为反馈信号输入端,此时,可通过相应的功能参数选择其中的一个作为反馈的输入端。
6. P、I、D参数的预置与调整
P、I、D参数的预置与调整可分为如下几点:
(1)比例增益P。变频器的PID功能是通过目的信号和反馈信号比较的结果来调节输入频率的,在实际应用中,目的信号和反馈信号无限接近(即差值很小),可以满足调节的精度;调节信号有一定的幅度,可以提高调节的灵敏度。要想得到满意的结果,应事先将差值信号进行放大,比例增益P就是用来设置差值信号放大系数的。每种变频器的参数P都给出了一个可设置的数值范围,在初次的调速时,P值可以按中间偏大值预置,或者暂时默认出厂值,待设备运转时要按实际情况细调。
(2)积分时间I。比例增益越大,调节灵敏度越高。由于传动系统和控制电路都有惯性,调节到最佳值时不能立即停止,从而导致“超调”,然后反过来调整,再次超调,形成震荡。因此加入积分环节,通过积分环节的作用,使经过比例增益P放大后的差值信号在积分时间内逐渐增大(或减小),从而减缓其变化速度,防止震荡的产生。而积分时间I值太大,当反馈信号急剧变化时被控物理量难以立即恢复。因此,积分时间I的取值与拖动系统的时间常数有关(拖动系统的时间常数过小时,积分时间要短些;拖动
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系统时间常数过大时,积分时间要长些)。
(3)微分时间D。微分时间D值是通过差值信号变化的速率,提前给出一个相应的调节动作,缩短调节时间,消除积分时间过长而使恢复之后的缺陷。D值与拖动系统的时间常数有关(拖动系统的时间常数过小时,微分时间应短些;拖动系统时间常数过大时,微分时间要长些)。
(4)P、I、D参数的调整原则。P、I、D参数的预置是相关联的,要根据现场控制的实际情况,进行如下细调:被控物理量在目的值附近震荡,先增大积分时间I ,如果仍由振荡,可适当减小比例增益P:被控物理量在发生变化后难以恢复,先增大比例增益P,如果恢复仍较缓慢,可适当减小比例时间I,还可增大微分时间D。
PID控制功能是变频器应用技术的重要领域之一,要根据控制情形决定。
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5.4三菱变频器的操作与运行
5.4.1三菱FR-740变频器端子接线图
三菱FR-740变频器端子接线图如图5.5所示。
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图5.5三菱FR-740变频器端子接线
1. 主回路接线端子功能
主回路接线端子功能如表5-1所示
表5-1 三菱变频器主回路端子功能
2.主回路接线端子说明
(1)主回路电源和电动机的连接如图5.6所示。电源必须接R、S、T,决不能接U、V、W,否则会损坏变频器。在接线时不必考虑电源相序。使用单相电源时必须接R、S端。电动机接到U、V、W端子上。
图5.6 变频器电源和电机接线
2.控制回路接线端子说明
(1)端子SD、SE和5为I/O信号的公共端子,相互隔离,不要将这些公共端子互相连接或接地。
端子SD为接点输入端子(STF、STR、STOP、RH、RM、RL、JOG、RT、MRS、RES、AU、CS)的公共端子。内部控制回路为光耦隔离。
端子5是频率设定信号(端子2、1和4)、模拟量输出端子AM的公共端子。
端子SE为集电极开路输出端子(RUN、SU、OL、IPF、FU)的公共端子。内部控制电路采取光耦隔离。
(2)控制回路端子的接线应使用屏蔽线或双绞线,而且必须与主回路、强电回路(含
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