變頻電機為什么安裝編碼器呢？

發(fā)布時間：2020-1-10     瀏覽：2275

　　三晟編碼器介紹變頻電機增裝編碼器的原因。

　　變頻電機驅(qū)動沒有位置環(huán)。變頻電機上的編碼器是“速度編碼器”，是為精確計算電機反電動勢的速度反饋。電機反電動勢與電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比。

　　由于伺服電機的普及使用，現(xiàn)在很多控制的思路都會向伺服電機比較與衡量，盡管變頻控制早于伺服控制。伺服電機的控制是位置環(huán)、速度環(huán)、力矩環(huán)的閉環(huán)控制，這在永磁同步電機的設(shè)計原理上就有體現(xiàn)，驅(qū)動電流的相位與轉(zhuǎn)子的位置同步，伺服電機的驅(qū)動已確定了位置環(huán)是“天然”閉環(huán)的。而在變頻電機驅(qū)動是異步的，有時也稱為異步電機，即使加上電機后部編碼器的反饋，它也只有速度環(huán)，沒有在電機驅(qū)動上的“位置環(huán)”，因此這個編碼器就是“速度編碼器”。

　　變頻電機編碼器作為速度編碼器，它主要的目的是作為電機轉(zhuǎn)子反電動勢的計算，以達(dá)到對應(yīng)當(dāng)前電機反電動勢的精準(zhǔn)驅(qū)動控制。

　　當(dāng)驅(qū)動電流啟動電機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，根據(jù)電磁定律，當(dāng)磁場變化時，附近的導(dǎo)體會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向符合法拉第定律和楞次定律，與原先加在線圈兩端的電壓正好相反。這個電壓就是反電動勢。

　　以能量守恒法則：電機驅(qū)動器送出的電能=機械能（驅(qū)動電流與反電動勢平衡）+損耗（電機電流阻抗熱損、機械阻力、配阻箱熱損等）。

　　電機在啟動加速時，必須達(dá)到驅(qū)動電流產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)勢能大于反電動勢能（矢量為正），但也不能過大，過大的電流是損耗在電機熱能和配阻箱熱能上的。速度編碼器的反饋提供給變頻器計算反電動勢，以使驅(qū)動旋轉(zhuǎn)勢能正好大于反電動勢能。

　　每臺電機有各自的特性常數(shù)，反電動勢與電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和這個特性常數(shù)成正比關(guān)系。

　　反電動勢=特性常數(shù)X轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

　　安裝有編碼器的變頻電機，編碼器信號反饋給變頻驅(qū)動器，計算出當(dāng)前的電機反電動勢，變頻驅(qū)動器給出合理的控制電流。

　　當(dāng)編碼器反饋給變頻器的信號計算出電機轉(zhuǎn)速偏低，遠(yuǎn)低于設(shè)計的對應(yīng)驅(qū)動電流下電機應(yīng)該達(dá)到的旋轉(zhuǎn)速度，此時稱為電機驅(qū)動“失速”，變頻電機失速意味著反電動勢偏低，電能都用到了熱損上去了（反電動勢偏低，電壓分配給阻抗上），此時電機線圈電阻抗低，電流增大而電機發(fā)燙，或者變頻器電流偏大，有可能就會燒損電機或者變頻器，這時需要失速保護(hù)，而停止電機驅(qū)動。

　　對應(yīng)這種可能出現(xiàn)的變頻電機失速，早期常用的方法就是把電機功率和變頻器功率設(shè)計的更大，要有足夠的大，有足夠的余量對應(yīng)大電流熱損，防止燒壞電機或者變頻器器件，并且需要配備一個很大的配電阻箱，過電壓分配將瞬間啟動時的過余能量在配電阻箱平衡。這就造成電機設(shè)計的體積大，變頻器效率低的浪費。而且在電機驅(qū)動加速時浪費了很多能量在熱損上。

　　變頻電機增加安裝編碼器，就可以提高電機與變頻器在啟動時的能量效率，減少電機與變頻器損壞的可能。電機的能量損耗大部分是在啟動加速時。變頻電機如果想要真正達(dá)到節(jié)能的效果，最好就要加編碼器反饋，在啟動時精細(xì)化控制電流，減少啟動熱損的能量浪費，同時也保護(hù)電機與變頻器不易損壞。

　　因此，如果變頻電機編碼器選型與安裝得當(dāng)，由于電機與變頻器效率的提高，損害故障的減少，并且能真正體現(xiàn)變頻電機的節(jié)能效果，多安裝一個編碼器所獲得的效益是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一個編碼器的價格。

　　吉林省三晟傳感技術(shù)有限公司擁有20多個系列100多個品種的高品質(zhì)產(chǎn)品：光電增量編碼器、磁電增量編碼器，光電絕對式編碼器，磁電絕對式編碼器等。