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前言

　　由深圳微能科技有限公司強(qiáng)勢(shì)推出的一款高性能無(wú)感矢量型變頻器產(chǎn)品—WIN-VB系列，具備進(jìn)口產(chǎn)品所擁有的諸多優(yōu)異功能和小巧的外形，是眾多OEM客戶(hù)配套和電氣節(jié)能工程的最佳選擇之一。WIN-VB高性能無(wú)速度傳感器矢量控制變頻器的特點(diǎn)：它是一款采用正弦波SPWM、無(wú)速度傳感器矢量控制方式的靈巧、智能型變頻器，可實(shí)現(xiàn)三種優(yōu)秀的V/F、V/F+PG、SVC控制模式；雙額定負(fù)載特性選擇（恒轉(zhuǎn)矩和遞減轉(zhuǎn)矩）；內(nèi)置PID、簡(jiǎn)易PLC計(jì)時(shí)功能；多達(dá)17段多段速度控制；脈沖輸出、多功能端子輸出功能；內(nèi)置RS-485MODEBUS通訊功能；內(nèi)置PG卡可進(jìn)行高精度的速度閉環(huán)控制；可在線監(jiān)視及調(diào)整多種參數(shù)；超強(qiáng)的200%的過(guò)載能力；15K的高載波超靜音穩(wěn)定運(yùn)行；采用對(duì)話式LCD鍵盤(pán)，中、英文顯示可切換；啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩高，具有自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升、自動(dòng)轉(zhuǎn)差補(bǔ)償、參數(shù)拷貝及電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)等高級(jí)功能；出色的節(jié)能運(yùn)行功能可最大限度提高電機(jī)功率因數(shù)及效率。下面介紹WIN-VB產(chǎn)品幾個(gè)優(yōu)異功能在三個(gè)場(chǎng)所的使用情況：

一、在高速數(shù)控雕銑機(jī)上的應(yīng)用

　　高速數(shù)控雕銑機(jī)以其極高的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)、熱穩(wěn)定剛度、精度、響應(yīng)速度快等性能，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于鋁手板、小型鋼模、紫銅電極各類(lèi)鋼模鋁合金產(chǎn)品，以及非金屬產(chǎn)品的加工。使產(chǎn)品小批量，精細(xì)快速加工成為可能，通過(guò)CNC編程可完成復(fù)雜的加工過(guò)程，加工的材料達(dá)數(shù)十種，使用的雕刻刀具達(dá)近百種。因此，隨著新技術(shù)的革新其應(yīng)用范圍還將不斷擴(kuò)大。

　　電腦雕銑機(jī)由計(jì)算機(jī)，雕銑機(jī)控制器(以西門(mén)子、三菱為主)和雕銑機(jī)主機(jī)三部分組成。其工作原理是：通過(guò)計(jì)算機(jī)內(nèi)配置的專(zhuān)用軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)和排版，并由計(jì)算機(jī)把設(shè)計(jì)與排版的信息傳送至雕銑機(jī)控制器中，再由控制器把這些信息轉(zhuǎn)化成能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的脈沖信號(hào)，控制雕銑機(jī)主機(jī)生成X,Y,Z三軸的雕銑走刀路徑，同時(shí)，雕銑機(jī)上的高速旋轉(zhuǎn)雕銑頭，通過(guò)按加工材質(zhì)配置的刀具，對(duì)固定于主機(jī)工作臺(tái)上的加工材料進(jìn)行加工，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。

1、雕銑機(jī)的功能需求

　　□控制方式選擇任意V/F控制，多段VF曲線。
　　□需要端子控制作為命令源，二線式端子控制：只需一個(gè)正轉(zhuǎn)命令FWD（主控板端子　1）。
　　□頻率源為模擬量設(shè)定（電腦控制板輸出0～10VDC），只需要從VIN口輸入頻率指令即可。
　　□最高運(yùn)行轉(zhuǎn)速一般在24000r/min，換算變頻器的運(yùn)行頻率為400Hz（2級(jí)的高速電機(jī)），最低的加工轉(zhuǎn)速為2000r/min。
　　□加速和減速時(shí)間根據(jù)客戶(hù)自身需求，一般在10～15s，柔性S型加減速控制能使機(jī)床更好地滿(mǎn)足高精度加工要求，特別是在高速加工中，加減速控制功能就顯得尤為重要，在CNC裝置中，為了保證機(jī)床在起動(dòng)或停止時(shí)不產(chǎn)生沖擊、失步、超程或振蕩，必須對(duì)進(jìn)給電機(jī)的脈沖頻率或電壓進(jìn)行加減速控制，即在機(jī)床加速起動(dòng)時(shí)保證加在伺服電機(jī)上的脈沖頻率或電壓逐漸增加，而當(dāng)機(jī)床減速停止時(shí)保證加在伺服電機(jī)上的脈沖頻率或電壓逐漸減小。因運(yùn)行的轉(zhuǎn)速比較高，所以變頻器需要帶制動(dòng)電阻。
　　□需要故障信號(hào)輸出信號(hào)和故障復(fù)位信號(hào)（主控板端子3和端子4輸入）。

2、雕銑機(jī)的性能需求

　　□全速度范圍內(nèi)速度波動(dòng)小。
　　□低速力矩大，可以保證低轉(zhuǎn)速切削。
　　□加減速的時(shí)間盡量短。

我們最低的加工轉(zhuǎn)速可以在300r/min以下。微能公司的9GVB矢量型變頻器可以做多段V/F曲線，可以很好的控制高低速的不同轉(zhuǎn)矩提升，因此能很好的滿(mǎn)足高速雕銑機(jī)上述要求。

3、變頻器的使用

具體的調(diào)試參數(shù)(針對(duì)額定頻率400Hz，額定電壓380V，額定轉(zhuǎn)速24000)：
Sn-67 0：控制模式（V/F）
Sn-04 1：外部端子命令通道
Sn-05 1：外部VIN主速給定
Cn-02 400：最大頻率Hz
Cn-18 400：上限頻率Hz
Bn-01 20～30s：加速時(shí)間
Bn -02 20～30s：減速時(shí)間
電機(jī)參數(shù)根據(jù)高速電機(jī)銘牌輸入。
Sn-02 15：多點(diǎn)V/F曲線的設(shè)定
Cn-07 V/F頻率點(diǎn)1 0.0Hz
Cn-08 V/F電壓點(diǎn)1 2 .0~ 4.0%

Cn-05 V/F頻率點(diǎn)2 100.0Hz
Cn-06 V/F電壓點(diǎn)2 26.0~30.0%
Cn-02 V/F頻率點(diǎn)3 300.0HZ
Cn-03 V/F電壓點(diǎn)3 75.0~80.0%

　　根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整V/F曲線各個(gè)點(diǎn)的電壓、頻率設(shè)定值，可保證雕銑機(jī)在高速工作不過(guò)流。

二、在外圓磨床的應(yīng)用

　　標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械加工所使用的外圓磨床，砂輪電動(dòng)機(jī)均按傳統(tǒng)電機(jī)降壓?jiǎn)?dòng)，滿(mǎn)速運(yùn)行。在電網(wǎng)電壓發(fā)生波動(dòng)時(shí)，砂輪和工件的磨擦負(fù)載大小就會(huì)不斷的變化，就會(huì)影響到電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速誤差，進(jìn)而影響到加工精度和產(chǎn)品的合格率，造成不必要的原材料和人力、電能的浪費(fèi)，增加了用戶(hù)的生產(chǎn)成本。標(biāo)準(zhǔn)砂輪電動(dòng)機(jī)只有一種加工速度，難以適應(yīng)不同工件大小所要求的不同加工相對(duì)線速度，難于保證加工工件的加工精度。因此，從提高產(chǎn)品加工質(zhì)量和加工效率，節(jié)約能源等方面考慮，將現(xiàn)階段交流電機(jī)最優(yōu)秀的交流驅(qū)動(dòng)技術(shù)--矢量變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于外圓磨床中，將使產(chǎn)品表面光潔成像度、成品合格率大為提高，可以收到非常滿(mǎn)意的效果。

1、 外圓磨床的負(fù)載特性

　　由于在機(jī)械加工行業(yè)中，外圓磨床所加工的產(chǎn)品種類(lèi)繁多，工件大小尺寸不同，要求加工精度各異，相對(duì)的要求砂輪轉(zhuǎn)速與主軸的線速度不同，單純的調(diào)整主軸的轉(zhuǎn)速來(lái)滿(mǎn)足工件的加工線速度，很難調(diào)整到理想狀態(tài)。又由于軸、桿類(lèi)在加工過(guò)程中所產(chǎn)生的應(yīng)力彎曲，在磨削過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生砂輪進(jìn)給的力矩不恒定，這樣就帶來(lái)砂輪輸出轉(zhuǎn)速、力矩不同的變化，相應(yīng)的會(huì)使工件產(chǎn)生振動(dòng)、燒糊等現(xiàn)象，磨削精度很難保證，由此造成生產(chǎn)效率低，精品率低等現(xiàn)象。

　　根據(jù)不同的軸桿類(lèi)直徑的大小，主砂輪電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速等于砂輪輸出的轉(zhuǎn)速，磨削力的大小取決于砂輪電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。在驅(qū)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)的主軸電動(dòng)機(jī)的高速階段，相對(duì)于砂輪輸出轉(zhuǎn)速不變，所加工的工件直徑小，磨削進(jìn)給少；加工大直徑，長(zhǎng)軸類(lèi)工件時(shí)，工件旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)工作在低速階段，砂輪進(jìn)給量大，砂輪磨削力也在變大，電動(dòng)機(jī)很難在恒轉(zhuǎn)矩/恒速度下運(yùn)行。速度的變化就產(chǎn)生了如振刀紋、燒糊紋，影響加工精度。通過(guò)WIN-VB變頻器工作在無(wú)感矢量模式下，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，其強(qiáng)有力的轉(zhuǎn)矩輸出特點(diǎn)恰能彌補(bǔ)上述缺陷。

2、變頻器的使用原理

　　考慮砂輪啟動(dòng)時(shí)的慣性，變頻器啟動(dòng)時(shí)間設(shè)定為10S，停止時(shí)間設(shè)定為12S，可通過(guò)設(shè)定直流制動(dòng)功能，使主砂輪電動(dòng)機(jī)快速停止下來(lái)。根據(jù)不同類(lèi)型的砂輪啟動(dòng)力矩可在50%～80%調(diào)節(jié)設(shè)定。主砂輪電動(dòng)機(jī)的速度可通過(guò)外接可調(diào)電位器調(diào)節(jié)頻率，根據(jù)工件直徑不同的適應(yīng)進(jìn)行速度調(diào)整，因受電動(dòng)機(jī)高速時(shí)的機(jī)械強(qiáng)度、噪音、振動(dòng)等因素的限制，電動(dòng)機(jī)最高頻率設(shè)定為60HZ；因低速時(shí)電動(dòng)機(jī)散熱效果差，考慮工件旋轉(zhuǎn)的變速因素和實(shí)際最大加工工件尺寸，最低頻率設(shè)定為30HZ，基準(zhǔn)頻設(shè)定為50HZ。由負(fù)載特性分析可知，高速階段50HZ以上為恒功率性質(zhì)，低速段50HZ以下為恒轉(zhuǎn)矩性質(zhì)，且低轉(zhuǎn)速時(shí)負(fù)載要求轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)。在電動(dòng)機(jī)基準(zhǔn)頻率以上工作時(shí)，采用恒壓變頻調(diào)速。由電動(dòng)機(jī)理論可知，當(dāng)電壓不變，頻率增大時(shí)，電動(dòng)機(jī)每極下的磁通隨著頻率的增大而減小；當(dāng)電動(dòng)機(jī)電流為額定電流時(shí)，最大允許輸出轉(zhuǎn)矩減小，容許輸出功率不變，屬恒功率調(diào)速，適用于恒功率負(fù)載。基頻以下為保證電動(dòng)機(jī)每極下磁通不變，當(dāng)電動(dòng)機(jī)的電流為額定電流時(shí)，電動(dòng)機(jī)容許輸出轉(zhuǎn)矩不變，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適用于恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載。但當(dāng)速度較低時(shí)因電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻不可忽略，若仍保持V/F為常數(shù)，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩將減小，無(wú)法滿(mǎn)足低速時(shí)負(fù)載要求的轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)的性能，因此采用WIN-VB變頻器所具有的轉(zhuǎn)矩自動(dòng)補(bǔ)償功能，選擇補(bǔ)償后的V/F曲線加以修正。或者變頻器選擇工作在無(wú)感矢量模式下，在對(duì)電機(jī)自學(xué)習(xí)后建立電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，也可達(dá)到系統(tǒng)所要求的控制要求。

3、變頻器接線圖及參數(shù)設(shè)置

參數(shù)設(shè)定

Sn-04 1：外部端子命令通道
Sn-05 1：外部VIN主速給定
Cn-06 2: 全領(lǐng)域直流制動(dòng)停止

Cn-08 1: 禁止反轉(zhuǎn)

Sn-67 0/1：控制模式（V/F模式或SVC模式）

Cn-02 60：最大頻率Hz
Cn-18 60：上限頻率Hz
Cn-40 2.0秒：轉(zhuǎn)差補(bǔ)償控制

Cn-61 1.00：轉(zhuǎn)差補(bǔ)償增益

Bn-01 10s：加速時(shí)間
Bn-02 12s：減速時(shí)間
Bn-11 1:自動(dòng)轉(zhuǎn)矩提升增益

4、使用變頻器時(shí)的注意事項(xiàng)及優(yōu)點(diǎn)

　　磨削砂輪平衡的精度需提高：如電動(dòng)機(jī)在額定轉(zhuǎn)速上運(yùn)行時(shí)，為了減小高速時(shí)的振動(dòng)，應(yīng)提高電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和砂輪的動(dòng)平衡度，并加以校正。低速時(shí)的散熱情況：因電動(dòng)機(jī)為自冷風(fēng)扇方式散熱冷卻，低速時(shí)散熱條件變差，而負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大，電動(dòng)機(jī)溫度會(huì)增加，因此最低轉(zhuǎn)速的設(shè)定以電動(dòng)機(jī)表面溫差不超過(guò)容許值為依據(jù)。 變頻器的參數(shù)設(shè)定項(xiàng)目重要需將反轉(zhuǎn)、最高頻率、失速等功能鎖定，防止可能發(fā)生的事故。

使用了WIN-VB矢量變頻器后，可任意加工大小不一、精度要求不同的各種工件，以前電機(jī)在高速工作時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)及噪音明顯減小，砂輪出力恒定，在調(diào)速過(guò)程中產(chǎn)生振刀紋、燒糊紋變少，延長(zhǎng)了砂輪片壽命，保證了產(chǎn)品的良好加工品質(zhì)。

三、在自動(dòng)扶梯上的應(yīng)用

　　自動(dòng)扶梯和自動(dòng)人行道在酒店、商場(chǎng)、地鐵、火車(chē)站、會(huì)館、機(jī)場(chǎng)等公共場(chǎng)所應(yīng)用的非常普遍，在方便顧客和提高服務(wù)質(zhì)量等方面起到了相當(dāng)重要的作用。但實(shí)際的情況是客流量不均勻，甚至經(jīng)常出現(xiàn)空轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，浪費(fèi)了大量的電能，同時(shí)也使扶梯配件（電機(jī)、減速箱、傳動(dòng)鏈條、扶手帶）磨損嚴(yán)重，提高了用戶(hù)的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本。因此對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造是十分有意義的。

1、 控制原理及要求

　　自動(dòng)扶梯的動(dòng)力由單速交流電機(jī)拖動(dòng)，經(jīng)減速機(jī)后輸出，運(yùn)行速度一般在0.5M/S。在保證改造后不對(duì)扶梯運(yùn)行產(chǎn)生任何負(fù)面影響的情況下，通過(guò)紅外傳感器感應(yīng)人體信號(hào)，來(lái)控制觸發(fā)變頻器，在有人時(shí)扶梯工作在正常速度下，沒(méi)人時(shí)扶梯工作在低速或停止。

　　系統(tǒng)的要求是：變頻器在啟動(dòng)、運(yùn)行時(shí)平穩(wěn)，加速性能好，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)，保證原有的舒適性。并自帶工/變頻轉(zhuǎn)換，在變頻器出現(xiàn)故障時(shí)可自動(dòng)轉(zhuǎn)換到原系統(tǒng)運(yùn)行，確?，F(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行正常。

2、方案實(shí)現(xiàn)：

1）、應(yīng)用變頻器多段速度控制功能，并設(shè)定主速頻率（低速），多段速度1（高速運(yùn)行）。

2）、需安裝2對(duì)紅外傳感器在進(jìn)、出口處，控制變頻器工作，可實(shí)現(xiàn)上行、下行控制，有客流時(shí)工作在正常速度，無(wú)客流時(shí)工作在低速或停止。

3）、應(yīng)用變頻器內(nèi)置計(jì)數(shù)器功能，變頻器被觸發(fā)后開(kāi)始工作在正常速度并計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)到達(dá)后進(jìn)入低速運(yùn)行或停止；如在計(jì)數(shù)過(guò)程中紅外傳感器重新被觸發(fā)，則計(jì)數(shù)重新開(kāi)始，如此循環(huán)。

4）、在下行過(guò)程中電機(jī)有時(shí)處在發(fā)電狀態(tài)，需加制動(dòng)電阻，可保證安全運(yùn)行。

3、參數(shù)設(shè)定

An-01 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定：低速

An-02 50：高速

Bn-01 3S：加速時(shí)間

Bn-02 5S：減速時(shí)間

Bn-37 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定：計(jì)時(shí)功能接通（ON）延時(shí)時(shí)間

Bn-38 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定：計(jì)時(shí)功能接通（OFF）延時(shí)時(shí)間

Sn-04 1：運(yùn)轉(zhuǎn)指令選擇

Sn-05 1：主速指令選擇

Sn-25 2：多段速度

Sn-27 9：計(jì)時(shí)器功能輸入

Sn-67 1：無(wú)傳感器矢量控制模式

方案示意圖

動(dòng)作示意圖

4、調(diào)試注意事項(xiàng)及優(yōu)點(diǎn)

　　1）Sn-66設(shè)為1，電機(jī)自學(xué)習(xí)有效，電機(jī)參數(shù)Cn-09至Cn-13根據(jù)電機(jī)銘牌輸入。

　　2）加減速時(shí)間需設(shè)定合適，保證在乘客登上扶梯前已起動(dòng)完畢。

　　3）變頻器具有完善的過(guò)流、過(guò)熱、過(guò)載、過(guò)壓等二十幾種保護(hù)功能，無(wú)憂(yōu)調(diào)試，可有效保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。

　　4）工/變頻轉(zhuǎn)換回路與原系統(tǒng)正確互鎖連接，在變頻器故障時(shí)可切換回原系統(tǒng)繼續(xù)工作。

　　5）確保紅外傳感器安裝正確、牢固。

　　WIN-VB變頻器工作在無(wú)傳感器矢量模式下，在低速下起動(dòng)轉(zhuǎn)矩強(qiáng)勁有力，響應(yīng)速度快，過(guò)載能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)精度高，在0.5HZ其輸出轉(zhuǎn)矩可達(dá)150%的額定轉(zhuǎn)矩。且消除了電機(jī)在起動(dòng)時(shí)的沖擊，減小了扶手帶等傳動(dòng)配件的磨損，延長(zhǎng)了設(shè)備的壽命，工作安全、可靠。變頻器在起動(dòng)、停止、速度轉(zhuǎn)換過(guò)程中速度平穩(wěn)、順暢，舒適度好，完全滿(mǎn)足電梯工作要求。

調(diào)試提示：

　　關(guān)于提高微能WIN-VB高性能無(wú)感矢量型變頻器在無(wú)感矢量控制模式下，低頻轉(zhuǎn)矩的幾個(gè)參數(shù)設(shè)定的說(shuō)明：

　　1）Bn-11參數(shù)：此值調(diào)大時(shí)，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩可以增大，但參數(shù)設(shè)定過(guò)大會(huì)造成電機(jī)電流過(guò)大、電機(jī)振動(dòng)。

　　2）Cn-02~Cn-08參數(shù)：在運(yùn)行頻率在3HZ以下時(shí)，適當(dāng)提高V/F曲線電壓，可以得到比較大的轉(zhuǎn)矩。但V/F曲線電壓設(shè)定過(guò)高容易造成變頻器故障。此參數(shù)組應(yīng)合理設(shè)定。

　　3）Cn-57~Cn-60參數(shù)：適當(dāng)提高Cn-59參數(shù)值可以得到較大的轉(zhuǎn)矩。Cn-57、Cn-60應(yīng)組合起來(lái)調(diào)節(jié)，即在力矩不夠時(shí)，適當(dāng)調(diào)高Cn-57的值，如果此時(shí)輸出電流太大，則應(yīng)適當(dāng)降低Cn-60的值，使輸出電流得到控制。Cn-57的值不應(yīng)調(diào)節(jié)過(guò)高，否則會(huì)出現(xiàn)起動(dòng)電流不大，但帶上重負(fù)載會(huì)出現(xiàn)電流過(guò)大的情況。因此，這兩個(gè)參數(shù)值最好以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試為準(zhǔn)，上面列出的參數(shù)值僅作為參考。Cn-58、Cn-59的參數(shù)值適當(dāng)調(diào)大也可以增加電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。

　　4）Cn-61參數(shù)：此參數(shù)用于調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值時(shí)，調(diào)高此值；當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速高于設(shè)定值時(shí)，調(diào)低此值。