3 控制信號(hào)參數(shù)的選定

(1) 位置反饋信號(hào)

位置反饋信號(hào)由自整角機(jī)檢測(cè)輸出，自整角機(jī)給出的位置偏差信號(hào)是正比于偏差角正弦的交流電壓，相敏放大器把正比于偏差角的正弦交流電壓轉(zhuǎn)換成能反映位置偏差極性（正反相位）的正負(fù)直流電壓，電壓變化范圍為-10V ~ 0 ~ +10V。

(2) 速度反饋信號(hào)

速度反饋采用交流測(cè)速發(fā)電機(jī)經(jīng)整流、濾波取得，其輸出值調(diào)整為0 ~ 10V。

(3) 變頻器頻率控制信號(hào)

變頻器輸出頻率的設(shè)定一般分為盤(pán)面按鍵設(shè)定及控制端子外部模擬量設(shè)定，模擬量設(shè)定又分為0 ~ 5V、0 ~ 10V、4 ~ 20mA幾種方式，我們選用的是日本富士FRN7.5G9S-4CE變頻器，這里采用模擬量0 ~ 10V進(jìn)行設(shè)定。

4 PI調(diào)節(jié)器

根據(jù)生產(chǎn)工藝對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)穩(wěn)態(tài)精度及跟隨能力的要求，系統(tǒng)調(diào)節(jié)器由給定積分、位置調(diào)節(jié)及速度調(diào)節(jié)器構(gòu)成一個(gè)二階系統(tǒng)，其中位置調(diào)節(jié)器為比例調(diào)節(jié)器，速度調(diào)節(jié)器為比例積分調(diào)節(jié)器。

5 變頻器多級(jí)頻率的設(shè)定

本系統(tǒng)運(yùn)行方式分為自動(dòng)運(yùn)行及手動(dòng)運(yùn)行，兩種方式的速度要求不同，第一頻頻率定為自動(dòng)運(yùn)行頻率，采用模擬量控制，第二頻率為手動(dòng)運(yùn)行頻率，由盤(pán)面按鍵設(shè)定。

6 變頻器第一加減速及第二加減速時(shí)間的設(shè)定

系統(tǒng)在啟動(dòng)及停止時(shí)要求平穩(wěn)無(wú)沖擊，即設(shè)備起車(chē)及停車(chē)時(shí)加減速有一段斜坡時(shí)間，原控制系統(tǒng)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)斜坡發(fā)生器，來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能。而采用變頻器調(diào)速后其速度變化本身就有加減速時(shí)間，完全可以滿足系統(tǒng)加減速時(shí)的要求。

另外，考慮到主鏈及從鏈對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及跟隨能力的要求不同，即對(duì)于主鏈來(lái)說(shuō)要求抗擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好，而對(duì)于從鏈則要求其跟隨能力強(qiáng)、快速性好。所以在系統(tǒng)啟動(dòng)后正常運(yùn)行時(shí)，其頻率變化加減速時(shí)間的設(shè)定與系統(tǒng)啟、停時(shí)加減速時(shí)間不同。本系統(tǒng)將設(shè)備啟、停時(shí)的加減速時(shí)間定為第一加減速時(shí)間，正常運(yùn)行時(shí)速度變化的加減速時(shí)間定為第二加減速時(shí)間。

三、系統(tǒng)調(diào)試

1 系統(tǒng)調(diào)節(jié)的快速性

懸鏈系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，由于擾動(dòng)的作用，每條懸鏈的速度隨時(shí)都在發(fā)生變化，雖然有速度反饋環(huán)節(jié)來(lái)穩(wěn)定速度的變化，但當(dāng)突加擾動(dòng)量較大時(shí)，可能造成主從鏈相對(duì)位置偏差變大，而系統(tǒng)要求主從鏈出現(xiàn)位置偏差時(shí)控制系統(tǒng)能夠進(jìn)行快速調(diào)節(jié)，使偏差盡快趨于零。在直流調(diào)速系統(tǒng)中，從理論上講可以采取增大放大器線性工作區(qū)來(lái)提高系統(tǒng)的快速性，但是實(shí)際上做起來(lái)有很多困難，而采用變頻器調(diào)速卻很容易做到這一點(diǎn)。在調(diào)試過(guò)程中，可根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況，適當(dāng)提高從鏈變頻器[最高頻率]設(shè)定范圍，當(dāng)受控模擬量信號(hào)有較小變化時(shí)，變頻器輸出頻率就有較大響應(yīng)，從而提高了系統(tǒng)調(diào)節(jié)的快速性。本系統(tǒng)變頻器頻率設(shè)定如圖2。

2 高次諧波干擾問(wèn)題

富士FRN7.5G9S-4CE變頻器采用PWM脈寬調(diào)制 方式進(jìn)行調(diào)頻，其載波頻率約在2kHz ~ 10kHz左右，如此高的開(kāi)關(guān)頻率產(chǎn)生的高次諧波將嚴(yán)重干擾其他電子設(shè)備的正常運(yùn)行，其干擾對(duì)設(shè)備影響較大的是感應(yīng)干擾和輻射干擾。在設(shè)備安裝中我們單獨(dú)采用鐵管對(duì)變頻器與電機(jī)間的配線進(jìn)行屏蔽，消除了高次諧波對(duì)PLC主控制系統(tǒng)的干擾。但是在運(yùn)行中我們還是發(fā)現(xiàn)主控室里來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)八個(gè)攝像頭傳送來(lái)的監(jiān)控畫(huà)面不同程度地受到影響，針對(duì)這種情況，我們對(duì)變頻器載波頻率的控制選項(xiàng)進(jìn)行調(diào)整，降低了載波頻率，使監(jiān)控畫(huà)面完全消除了干擾。

四、改造效果

從87年開(kāi)始，我們就陸續(xù)采用變頻器對(duì)廠內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行變頻調(diào)速的改造工作，但是將變頻器用于位置跟隨系統(tǒng)還是第一此，實(shí)踐證明這項(xiàng)改造是成功的，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

1 系統(tǒng)的穩(wěn)定性

采用變頻器改造后，使系統(tǒng)完全消除了因滑差電機(jī)電樞與磁極間粘結(jié)而引起鏈速忽快忽慢的現(xiàn)象，系統(tǒng)的穩(wěn)定性大大提高。

2 系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)聽(tīng)診能力及同步調(diào)整精度

改造后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)調(diào)整能力及同步調(diào)正精度與原系統(tǒng)相比也大大提高，原系統(tǒng)在主從鏈空間位置相差半個(gè)節(jié)距時(shí)調(diào)節(jié)時(shí)間需30 ~ 40秒，改造后調(diào)節(jié)時(shí)間小于10秒。其同步調(diào)整精度在正常情況下可保證主從鏈之間相對(duì)同步偏差不大于3度，折算成長(zhǎng)度偏差不大于30mm，非正常傳遞故障完全杜絕。

3 直接經(jīng)濟(jì)效益

改造后取消了滑差電機(jī)及調(diào)速控制板等國(guó)外備件，僅滑差電機(jī)每年就需訂購(gòu)3 ~ 4臺(tái)備件（98年更換4臺(tái)），一臺(tái)滑差電機(jī)8萬(wàn)多元，這樣每年可直接節(jié)省維修費(fèi)用30多萬(wàn)元。

隨著變頻器性能的不斷發(fā)展和完善，變頻器的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，我廠工藝鏈變頻調(diào)速系統(tǒng)的改造是諸多成功應(yīng)用實(shí)例中的一例，希望我們的工作能夠?qū)?guó)內(nèi)同行有一些啟示和幫助，為推廣變頻器的應(yīng)用起到一定的促進(jìn)作用。(end)