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變頻器通過編碼器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的原理
變頻器帶編碼器的閉環(huán)控制：
變頻控制閉環(huán)，主要是指速度閉環(huán)。
變頻電機(jī)有需要速度反饋的，在電機(jī)啟動(dòng)、加速和減速停止的變速過程中，電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流需要與實(shí)際轉(zhuǎn)速下電機(jī)因“發(fā)電機(jī)效應(yīng)”產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)相匹配，如果電機(jī)驅(qū)動(dòng)電流與反電動(dòng)勢(shì)阻抗不匹配，電機(jī)驅(qū)動(dòng)力不夠轉(zhuǎn)速達(dá)不到輸出要求，或者因電機(jī)負(fù)載過大電機(jī)沒有達(dá)到輸出速度值，反電動(dòng)勢(shì)因與轉(zhuǎn)速成比例而偏弱，這樣會(huì)引起電機(jī)電流徒增，容易燒毀電機(jī)線圈或驅(qū)動(dòng)器。速度反饋及時(shí)反饋的信息可以計(jì)算實(shí)際轉(zhuǎn)速并導(dǎo)算反電動(dòng)勢(shì)與驅(qū)動(dòng)電流的匹配，從而保護(hù)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器。
變頻頻電機(jī)的速度閉環(huán)反饋，大約有三種模式：
1，霍爾傳感器，在電機(jī)轉(zhuǎn)徑上大部分是三個(gè)霍爾傳感器，反饋三相位置變化。由于傳感器對(duì)電機(jī)一周的提供信息有限，速度精度低，在低速時(shí)很難分辨。
2，所謂無傳感器的技術(shù)----利用線圈轉(zhuǎn)起來，自感應(yīng)反電動(dòng)勢(shì)。但是在啟動(dòng)到低速過程中反電動(dòng)勢(shì)較弱，如果感應(yīng)電路本底阻抗在，這種微弱的感應(yīng)被“吃掉”，低速時(shí)實(shí)際獲得反饋很不穩(wěn)定。
3，旋轉(zhuǎn)編碼器，較高的分辨率（例如每圈1024個(gè)脈沖），可獲得較高的速度精度，尤其是在啟動(dòng)到低速時(shí)精度高。
根據(jù)上述描述，可見變頻器（尤其是矢量變頻）帶編碼器主要是在低速啟動(dòng)時(shí)的效果，可以精細(xì)化計(jì)算驅(qū)動(dòng)電流，防止電流過小驅(qū)動(dòng)力不夠（沒有轉(zhuǎn)速），或者因?yàn)槎罗D(zhuǎn)電機(jī)失速，反電動(dòng)勢(shì)不夠而驅(qū)動(dòng)電流過流，容易燒毀器件或電機(jī)。
上述情況在起重啟升類電機(jī)尤為重要，防止變頻器為保護(hù)電機(jī)失速而溜鉤，所以起重啟升類變頻器必須加裝編碼器。
注意一下矢量變頻的手冊(cè)內(nèi)容，一般有編碼器反饋的，低速可做到很低。
另外，變頻器有的加裝了PG卡的位置閉環(huán)模式，編碼器反饋給具有位置控制功能的變頻器（PG卡）做位置閉環(huán)控制，或者編碼器信號(hào)給PLC，PLC給指令變頻器減速和制動(dòng)做位置閉環(huán)控制，這時(shí)我建議需要用值編碼器。
變頻電機(jī)節(jié)能一直是一個(gè)討論的話題，電機(jī)從啟動(dòng)到低速到正常運(yùn)動(dòng)，往往啟動(dòng)過流設(shè)計(jì)，并在低速時(shí)因反電動(dòng)勢(shì)很低，要有外部阻抗來匹配，實(shí)際上這就消耗了大量能耗在外部阻抗上。編碼器的推廣使用，可精細(xì)化驅(qū)動(dòng)電流，減少這部分損耗。有人計(jì)算過，40%以上的電能用于電機(jī)，而啟動(dòng)時(shí)的能耗占比大，如果電機(jī)都能在啟動(dòng)時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能啟動(dòng)，相當(dāng)于可多出多個(gè)福島核電站。
所以，變頻器編碼器閉環(huán)應(yīng)該是個(gè)趨勢(shì)。