变频器高准确度控制的实现

    1．定常准确度  通常作为表示准确度的数值，是以额定频率或定转速为基准，将误差用百分比表示出来。对于一般的变频器，要求准确度多为±0.5%。此数值，对于开环控制的机种为频率准确度，闭环控制则为转速准确度。对于同步电动机，只要频率准确度高就可以实现高准确度的转速控制；但对于异步电动机，由于产生转差，要获得高准确度的转速必须采用闭环控制。图8-42为转速控制系统的构成。这里作为生产线控制用，其前提是要兼备某种程度的快速响应性，此构成用作模型，但对不需要快速响应性的场合，使用前节所示的通用变频器的控制也是可以的。

    图8-42    转速控制系统的构成

    变频器要保证高的转速准确度，应考虑充分抑制下述4种误差：

   1)转速给定误差；

   2)转速反馈误差；

   3)转速控制器误差；

   4)定常偏差。

    上面1）～3）所示的误差，对于使用模拟元器件的控制电路是由放大器等的偏置、漂移引起的。模拟电路的误差受周围温度影响大，所以保证准确度常常附加温度范围条件。另一方面，对于数字控制电路这些误差决定于数字化信息的分辨能力。近年多采用数字方式，对于这种方式也要规定温度范围。

    第4）项的定常偏差，是因负载转矩等外界干扰大小的变化在转速上引起的误差。此误差在转速调节器的低频增益低时产生，通常转速调节器含有积分因素，能确保高的低频增益，所以很少成为问题。

    2．过渡准确度  有些用途，即使在速度指令变化的情况，也极力想使电动机的转速准确度良好地跟踪指令值，转速调节器含有积分因素时，如果负载转矩一定，则对于斜坡状的指令变化电动机转速大体能跟踪，如图8-43中曲线4所示。但在重视上升部分的跟踪性的场合，最好尽可能使转速控制环响应快，或者转速指令上升部分呈平滑曲线状。

    另外，为抑制转速响应的超调，有时在反馈电路引入相位超前因素以产生阻尼效果，此时的响应如图8-43中曲线B所示，对于斜坡输入信号不能可靠跟踪。因此，需要提高过渡准确度时不能依靠相位超前补偿来抑制超调，最好是在转速指令变化停止时也按平滑曲线状进行。

    图8-43    对斜坡输入信号的响应

    3．高准确度控制的实例  如前所述，造纸机要求长时间保持高控制准确度。对于以前的模拟控制采用PLG和低漂移的控制电路，可以得±0.05%的高准确度。

    为了完全排除温度漂移等周围环境的影响，必须采用全数字控制。图8-44为具有±0.01%转速控制准确度的全数字控制的构成。此装置使用PLG作反馈，采用16位进行，需要特别精确的积分运算则采用32位运算，以防止位数失落，确保准确度。晶体振荡器要选用高准确度、低偏差的，以便提高微机的时钟准确度。

    图8-44    全数字控制的构成

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