电机控制器范文第1篇

摘  要：本文介绍了一种基于数字电路的调速装置——步进电机数字控制器。该装置采用NE555产生可变频率的矩形脉冲以实现转速的连续调节。由CC4060产生周期为2秒的时间闸门脉冲控制CC40110，对驱动步进电机的脉冲进行计数。LED显示步进电机的转速。该装置的特点是直接数字显示转速，且转速可精确调节，工作稳定，介质粘度变化对转速不产生影响，不会产生抖动、爬行现象，易于操作，具有良好的应用前景。

关键词：步进电机   数字控制器   调速

 

付费论文：17000多字    有中英文摘要、参考文献、图     200元

电机控制器范文第2篇

电子技术发达的今天，各种电器电子设备成为我们生产生活中的组成部分。在人们日益注重环保节能的今天，芯片、电子系统、电子设备的节能问题受到广泛关注，然而，另一个用电大户――电动马达(电机)却往往被人忽视。

调查显示：在一个标准美国家庭里，每一时刻大概有一百个马达在运转。为什么会有这么多马达在运转呢?细数一下发现这一并不夸张，厨房里的抽油烟机、微波炉在运转时通常还有一个散热风扇在工作、冰箱内部有两到三个马达(压缩机、冷却风扇)、空调(室内机、室外机、摆动叶片)、吸尘器、卫生间的排风扇、照相机(光学镜头的伸缩)、光盘播放器、剃须刀、电风扇、电脑内部的散热器、硬盘等等；在工业中，电机也广泛使用，比如自动化的生产线，纺织机械(比如恒织机除了主轴之外，还有将近三十个步进马达，100个需要使用马达的电磁阀)需要大量应用电机；商业应用领域比如楼宇的中央空调系统，ATM机、验钞机等；交通应用中汽车内，比如自动门锁、空调、自动调后视镜，自动座椅调节；还有电动自行车、电车等等，可以说电机无处不在。

德州仪器关注电机控制市场

2010年世界电机出货量约为90亿套，这其中有70亿套是中国生产的，2013年预计出货量将超过110亿套。中国生产的马达不仅数量巨大，而且种类繁多。

“原来我们很多家用产品，像空调、风扇或其他类型家里的电机，要么就是不转，要么就是全速运转，或者仅仅分为2、3个级别，这种耗能驱动是粗放型的，与绿色能源的潮流不符。所以德州仪器在这个时间点特别重视电机控制应用，因为绿色能源对电机提出了更高的要求，要求更精密的控制，电机更加节约能源，整个行业到了电机必须提升效率的转折点!”德州仪器中国区半导体事业部市场推广经理李志林表示。

如果能够更为精确的控制电机的转动，根据需求来调节转速，比如抽油烟机根据有烟的浓度来调节转速，而不必满转速，就可以实现节能。而每年庞大的电机应用需求，将是丰厚的回报。

“我们的目标很简单，通过嵌入式智能技术控制功能来提高电机效率。”

德州仪器采用增加电机的控制算法和使用数字速度及转矩控制环路的方法，把原来粗放型控制的精度再提高。从去年第四季开始，在原有技术积累的基础上，TI连续推出多个针对电机应用的产品和解决方案。

连续针对性解决方案

推出针对电机启动的新一代系列可扩展评估平台中的首款评估套件(DRV8412 C2 KIT)。该套件包含直接启动两部有刷Dc电机或单部步进电机所需的所有软硬件。该款解决方案具有高集成度和高稳健性，可缩短在50 v电压下工作电流高达6 A(连续值)／12 A(峰值)的有刷Dc及步进电机的开发进程。其应用范围涵盖医用泵、开门机(gate opener)、舞台照明、纺织制造工具以及工业或消费类机器人等。新产品由C2000Piccolo MCU提供控制、通信以及调试功能，具有集成型MOSFET的DRV8412电机驱动器，并可通过免费controlSUITE软件获得最全面的电机控制软件模块组合、实时调试功能以及开放式调试参考设计。

2011年4月29日，德州仪器推出一款可启动无刷直流(BLDC)与永磁同步(PMSM)电机的完整电机控制评估套件。该DRV8312-C2-KIT是一款高性能、低功耗、低成本的无传感器磁场定向控制(F0c)及梯形通信平台，其可帮助电机实现创新，加速不足50 V与6.5 A无刷电机的开发，从而可推动医用泵、门、升降机与小型泵，以及工业及消费类机器人与自动化技术的发展。与此前的(DRV8312-C2KIT)评估套件相比，最大的不同只是针对的电机类型。

2011年5月31日，德州仪器推出8款支持高达5 A电流的最新器件，其可实现更高电流的双极步进电机与有刷Dc电机应用，进一步壮大了DRV8x电机驱动器产品阵营。最新DRV8x电机驱动器支持低至100毫欧的RDSon，比前代产品低60％以上，从而可实现更高的电流与更优异的散热性能。该系列支持各种微步进选项，如外部微处理器支持高达256个以上微步进，而片上索引器则支持高达32个微步进。

“DRV8x集成型电机驱动器是我们的重点技术方案!相对分立式解决方案，它设计方便，启动时问快，封装小，材料成本低，过流、过热、欠压保护功能强。”李志林说道。

与很多模拟半导体公司不同个，除了模拟型马达芯片之外，德州仪器还提供了多种MCU为客户提供马达控制选择，比如C2000、MSP430、采用ARM Cortex M3的Stellaris系列MCU；此外还提供了全面的支持工具，包括参考设计、模块化控制卡，培训、原代码库、集成型开发环境工具，配套的电机驱动社区论坛以及应用手册已经投入使用，这些都将大大节省新型电机的设计时机。

未来是模拟和数字的创新

电机控制涉及到模拟电机驱动器和数字电机控制两大领域，因而两方面的创新都必不可少。

电机控制器范文第3篇

关键词：发动机电动水泵控制器；散热性；LTCC

中图分类号：U464 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2017）03-0086-04

Engine electric pump LTCC controller test validation

QI Li-wei， FANG Li-zhi， YIN Ting， LI Meng-ming

（DongFeng Motor Corp. R&D Center，Wuhan430058， China）

Abstract： According to the characteristics of the engine electric pump controller working environment， in order to solve the cooling problem， and improve the efficiency of the heat dissipation of controller in the working process， in this paper， compares the FR - 4 substrates and the LTCC substrate from the aspects of technology， size， material， performance， etc， and conducts the temperature simulation experiment； Introduces the technological process of electric pump controller， and the process quality control and quality control elements based on the technology of manufacture， in the last， conducts heat resistance test for electric pump controller of the LTCC substrate， the results show that the controller of LTCC substrate cooling effect has certain improvement compared with the normal FR4 material controller.

Key Words： Engine electric pump controller； heat dissipation performance； LTCC

1 前言

目前S着汽车用电器件集成化及智能化的不断发展，功能越来越多，汽车上的控制器也越来越多，其中有些控制电路板要求与被控制系统一起安装在发动机舱内，而发动机附近的工作环境温度较高，因此要求电路板必须具有耐高温、耐高湿的性能以及很高的工作可靠性。LTCC（Low temperature co-fired ceramics，低温共烧陶瓷）因其具有优良特性，目前已广泛应用于汽车领域中，如各种传感器模块、发动机管理系统（EMS）等。

2 产品介绍

发动机电动水泵安装在发动机缸体上，由控制器进行控制，控制器集成在电子水泵总成内部，如图1所示。由于发动机缸体附近是机舱内环境最恶劣的地方，温场较高，若散热性设计不好，会导致控制器稳定性较差，电子元器件寿命缩减，控制器的可靠性及工作效率将下降，进而电动水泵的工作效率也大打折扣，不仅无法起到节能减排的作用，甚至导致发动机无法得到有效的冷却，因此电动水泵控制器的散热性要求较高。

3 控制器基板的选择

目前环氧玻纤布覆铜板FR-4是我们产品中最常用的一种板材，电动水泵控制器前期采用FR-4基板进行试制，在高温耐久实验时，由于基板散热较差，控制器温度高达130-140度，控制器多次出现过温保护、电解电容爆裂等故障。为解决此问题，本文选择具有较高的导热率及良好散热性能的LTCC基板与FR-4基板进行了温升建模仿真实验。

首先计算电动水泵控制器的发热功率，P=I2R， 控制器上MOSFET导通时内阻为10.5mΩ，电动水泵最大负荷工作电流20A，因此发热功率为：P=20×20×10.5/1000=4.2W，然后将同尺寸的LTCC和FR4 PCB放置在4.2W的加热器上，实时仿真2块PCB板同一位置的温升，仿真结果如图2所示，从图2中可以看出采用LTCC基板，温升可降低8-10度。

同时本文从工艺可行性、材料、成本及性能几方面对FR-4及LTCC两种控制器板材进行了综合对比，如表1所示：

从表1中我们可以看出：FR-4板材具有技术工艺成熟、成本低等优势，但是这种基板存在导热率低、散热差等劣势；LTCC板材成本较高，但在导热性能上明显优于FR-4板材。根据东风某科研项目对产品的设计要求，因此本文选用LTCC基板作为控制器的板材，进行工艺、质量管控过程以及性能验证。

本文使用的LTCC基板的性能参数详见下表2。

4 试制工艺方案

4.1 工艺流程简介

发动机电动水泵控制器的试制工艺流程主要包含LTCC裸板生产及SMT（Surface Mount Technology， 表面贴装技术）贴片流程两部分，下面本文分别介绍这两部分的工艺流程及质量管控方案。

4.1.1 LTCC裸板工艺流程

LTCC裸板的工艺流程如图3所示，工艺参数的敏感性、加工结果的非直观性和烧后基板的不可返工性是影响LTCC裸板质量的重要因素，对于具体的产品基板，因材料、尺寸、层数、结构、图形分布、后烧状态等的不同，往往需要通过多轮次的实际产品加工参数调整与渐进优化，才能得到很满意的LTCC基板 [2]。

在生产过程中从以下三方面控制产品质量：

（1）严格控制各个加工工序的材料、环境、参数、过程；

（2）烧结、堆叠的工艺参数对基板的质量影响很大，因此必须在叠片前检验、剔除不合格的生瓷片层；

（3）在烧结后监控基板的收缩率、密度、强度、平整度、通断状态等关键指标。

4.1.2 SMT贴片工艺流程

图4所示为本次产品的SMT贴片工艺流程，根据以往经验，本文总结了在SMT过程中经常出现的不良及原因，如下表3所示，图5展示了部分常见缺陷的图片：

由表3可看出，在PCB设计正确、元器件和锡膏质量有保证的前提下，工艺流程中锡膏印刷和回流焊接是保证产品质量的两个关键工序。

锡膏印刷目前一般采用的都是模板印刷，模板即我们试制过程中的钢网工装，提高锡膏印刷质量的方法主要有三种：加工合格的模板；选择适合工艺要求的焊膏并正确使用焊膏；印刷工艺的控制。

对于锡膏印刷工艺的控制，首先要保证PCB板的焊盘c钢网的漏孔图形完全重合。但是，由于本次陶瓷基板尺寸（62.8×27.5）较小且厚度较薄，在工作台上不易固定，锡膏印刷时，容易移动而导致与钢网错位，出现多锡、少锡、偏位、桥连等质量问题，因此，为满足陶瓷基板定位精度高的要求，需制作一套载具，用于固定陶瓷基板，该载具的尺寸精度要求为其关键尺寸的加工公差不大于±0.1mm；

回流焊接出现的质量问题大多因为温度设定不合理，其工艺表现形式为回流焊接曲线，回流温度曲线的合理设计可有效提高焊接质量，回流焊温度曲线要求如下：

A： 升温区为25～100℃，时间要求在60～90S；

B： 预热区最低温度100℃，最高温度150℃，要求时间维持在60S～90S；

C： 快速升温区（浸润区）为150～183℃，时间控制在30～60S；

D： 回流区183℃以上，维持在60S～90S， 200℃以上时间维持在20S～60S。顶峰温度范围210～240℃；

E： 冷却区温度设置，设定为100±20℃之间，降温速率保持在-5℃/S以下。

焊接过程中要求实时温度曲线应与上述温度曲线基本一致，LTCC导热较好，因此在进行回流焊接时，设备参数的设置需相应调低约5度，同时对首块印制板的焊接质量进行检查，如焊接是否充分、焊点表面是否光滑、焊点形状是否呈半月状、锡球和残留物的情况以及连焊和虚焊的情况等，并根据检查结果调整温度曲线，以使实际温度曲线满足以上温度曲线的要求。

4.2 质量控制要素

样件生产完成后需要对其进行质量检测，以确定其是否有质量缺陷及满足设计要求，本文对样件的质量主要从以下几个要素进行检测及评价，详见表4。

5 性能验证

本文对试制样件进行了散热性试验，验证条件为将LTCC控制器及总成放入高温箱中进行测试，高温箱加热至120度，以最高负荷运行1小时。结果如下图5所示。红色线为高温箱内温度曲线，绿色线为LTCC控制器温度曲线，黄色线为FR-4控制器的温度曲线。

从图5温度测试结果来看，LTCC基板的控制器相对于普通FR-4基板的控制器温度，在热平衡时有4～5度的改善。由此说明采用LTCC的基板对散热效果有一定的改善。

6 总结及改善方向

本文重点介绍了发动机电动水泵LTCC控制板的工艺流程、质量管控方案及要素，并对其进行了散热性能试验，结果表明，基于LTCC基板的电动水泵控制器散热效果得到一定改善，若想进一步达到预期的改善效果，后续将从加大LTCC控制器散热面积入手，结合有效的试制和验证方法，提高控制器在工作过程中的散热效率。

参考文献：

电机控制器范文第4篇

关键词：交流主轴电机；变频器；控制；原理

在对机床进行改造与维修时，需要利用数控系统，而交流主轴电机是数控系统的重要组成，采用变频器对交流主轴电机进行控制，可以降低改造的成本，变频器具有调速的功能，将其其取代了交流主轴驱动后，可以提高改造与维修的效率。变频器在电机调速系统中应用比较多，为了提高其控制能力，需要结合机床主轴的性能选择适合的控制方法，这样才能提高变频交流主轴电机的性能。交流主轴电机与通用感应电机相比，更加适合应用变频控制器，下面笔者对交流主轴电机的变频器控制进行简单介绍。

1 变频器控制交流主轴电机的原理

交流主轴驱动是交流主轴电机中常用的调速方式，其与变频器都属于感应电机变频方式，交流主轴驱动在专用电机调速装置中应用比较多，而变频器是普通电机中常见了调速装置。在很多工业单位中，采用的变频器越来越先进，而且采用的是矢量控制的方式，这种方式一般需要在变频器中建立电机数学模型，这样才能发挥出矢量控制的效果。一般电机参数设置越准确，调速功能则越强。当前市场中通用的变频器由于无法预知生产所需的参数，所以，无法保证电机控制的精确性，另外，电机的生产厂家以及型号不同，其性能以及控制的精确性也有着较大差异。

为了提高变频器的调速性能，必须建立精确的模型，在众多的变频器产品中，有一种专门应用在感应电机中的变频器有着良好的性能，其价格比较低，但是控制精确性高，设计人员一定参考这类变频器的参数设置，这种性能较强的变频器在数控机床主轴系统中有着良好的应用，可以起到调速的作用。交流主轴驱动器与变频器在感应电机中都起着控制速度的作用，其中驱动器在应用时，需要生产厂家对其设计以及制造进行统一审查，还要对其控制功能进行测试，这样可以保证数字模型精确性，可以提高驱动器的调速性能。在优化变频器时，需要借鉴这一经验，提高变频器的控制功能以及各项性能。变频器采用矢量控制的方式，可以提高交流主轴电机的性能，而且可以充分的发挥出调速功能。

2 变频器参数调整与设定

矢量控制变频器在交流主轴电机的机床改造中有着良好的应用，在对机床进行改造与维修时，需要考虑机床主轴箱设计，还要做好电机安装尺寸的优化工作，在改造的过程中，如果发现普通感应电机无法代替原主轴电机进行工作，则需要充分发挥变频器控制作用。交流主轴电机与普通感应电机相比，在参数设置上有着较大的差异，由于通用变频器无法对交流主轴电机进行直接控制，所以，需要对变频器参数进行重新设定，只有将变频器参数调整到生产要求范围内，才能保证变频器精确控制交流主轴电机。首先，工作人员需要将主轴电机与主轴进行分离；其次，还要在变频器中根据频率，对信号的强度以及范围进行了控制；再次，要将变频器输出线路与电枢输出线进行连接；最后，工作人员需要在变频器配套单元中选择快速调试这一模式，在该操作单位中对变频器的参数进行调整，在调整与设定变频器参数时，可以根据快速调试与高级调试中提供的说明书进行操作。

电机基本参数设定完成后，必须通过变频器的"自动调整（自学习）"功能，完成矢量控制所需要的全部电机参数的测试。自动调整可以通过变频器所配套的操作单元完成，在自动调整过程中，电机将不断在不同转速下旋转，直到全部参数的自动检测、设定完成。变频器就完成了矢量控制参数的自动测试与设定，接下来便可以按照变频器规定的控制要求，连接相关控制线，对交流主轴电机实施正常的控制。

3 变频器控制交流主轴电机的要点

利用通用变频器来控制交流主轴电机是一种特殊的控制方式，在设计与调试时需要注意如下重要问题：

3.1 变频器的容量选择必须以满足电机的额定电流要求为准则，因为同功率的交流主轴电机的额定电流要大于普通感应电机。例如，本机床如果按照功率进行选择7.5kW的CIMR-G7A27P5变频器，其额定输出电流只有34A，不能满流主轴电机的额定转矩输出要求。同样，400V输入的7.5kW～15kW安川变频器CIMR-G7A47P5/4011/4015，其额定输出电流分别为21A、27A、34A，同样不能达到原主轴电机的额定转矩输出要求，为此当变频器为400V（380V）输入时，需要选择CIMR-G7A4018（18.5kW）变频器，才能进行控制。

对于本机床主轴，可以使用的安川变频器型号为：CIMR-G7A2011（AC200V输入）、CIMR-G7A4018（AC400V输入），或是安川早期的CIMR-G5A2011、CIMR-G5A4018变频器（采用不同变频器时的快速调试与自动调整参数设定值不需要作任何改变）。

3.2 安川变频器的旋转型自动调整只能在空载（电机与负载分离）时进行，在带负载时使用旋转型自动调整不但不能得到正确的电机参数，而且还可能造成变频器与电机的损坏，在使用时必须特别注意。如果实际设备中负载与电机分离较困难，则只能选择变频器的停止型自动调整功能。

3.3 机床主轴对高速（额定转速的90%以上）运行时的速度与转矩控制精度有一定的要求，因此，在进行自动调整时应选择并设定变频器的输入电压为电机额定电压的110%，即：本机床应设定变频器的输入电压（参数E01-01）为220V；而变频器的最大输出电压（参数E1-05）与电机额定电压（参数T1-03）为200V，且必须保证变频器可以输出的额定输出电流（49A）大于电机额定电流（37A）值，否则将无法保证系统高速运行时的速度与转矩控制精度。

结束语

本文对变频器控制交流主轴电机系统的原理以及参数调整过程进行了介绍，在调速的过程中，要结合主轴的转速，确定调速的范围。变频器采用的矢量控制的方式，为了提高控制的精确性，必须结合交流主轴驱动器的优化步骤，还要以提高交流主轴系统的整体性能为原则。交流主轴电机是机床改造与维修中常用的装置设备，采用变频器对电机速度进行控制，可以降低改造的成本，还可以保证系统的稳定稳定。在实践的过程中发现，采用变频器可以在不对机床主轴箱进行改动的前提下，提高机床改造与维修的质量以及效率，值得大力推广。

参考文献

[1]刘东波，陈玉娟，黄道.矢量控制型变频器综合应用技术研究[J].电气应用，2006（12）.

电机控制器范文第5篇

关键词 变频器；闭环控制；转速

中图分类号TM4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）84-0130-02

变频电机驱动控制系统由两套相同的变频柜、变频电机、电机控制系统、变频控制系统、主控通讯系统、连接电缆及其附件等组成。

1 系统的已知条件

风扇的最高转速：5 500r/min；

风扇功率：115kW（5 500r/min时）；

液压泵的理论最高额定转速：2 214 r/min；

液压泵的理论最大输入扭矩：765N·m。

2 变频电机驱动控制系统的工作原理

变频器通过RS485接口接收主控系统的命令，如风扇转速信号，主控计算机可以通过RS485接口远程启动和停止变频器（同时变频器要有急停接口分别放到控制间和试验间），变频器通过RS485接口将转速等信号反馈传输给主控计算机系统。变频器通过电缆与变频电机连接，电机驱动液压泵，液压泵驱动液压马达，液压马达驱动风扇旋转，风扇转速通过转速传感器发出脉冲信号变换后传给变频器，变频器通过读取风扇实际转速，对风扇的转速进行闭环控制。风扇转速在0r/min～5500r/min时，控制精度为±5r/min，风扇的最高转速为5 500r/min，同时，风扇的控制精度可以根据实际情况做相应的调整。变频器和变频电机之间的闭环控制，来辅助风扇转速与变频器之间的闭环控制。

1）在闭环运行模式下， 可以设定并调节被控制量的期望值，变频器将根据被控量的实际值，自动调节变频器的输出频率，控制电动机的转速，使被控量的实际值自动逼近期望值；

2）在开环运行模式下，变频器的运行频率由PLC或主界面给定；

3）变频器的频率输出信号为4mA～20mA. 变频器的指令接受信号也为4mA～20mA。变频器的状态信号、故障信号等都可以上传到PLC；

4）可以直接利用变频器柜门上的主界面起动、停机和调速。也可以在控制室进行起动、停机、急停、加速、减速、远方-就地转换、故障报警、故障消除、频率表（数字表）及引风机运行电流显示。

3 变频器工作原理

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元、微处理单元等组成的。PS7000系列变频器的整流器件采用六单元整流桥，通过电容滤波，逆变器件为绝缘栅双极性晶体管（IGBT），驱动、检测、微处理单元都集成在电源板和主控板上。

通常的电机是按50Hz电压设计制造的，其额定转矩也是在这个电压范围内给出的。因此在额定频率之下的调速称为恒转矩调速. （T=Te， P

电机的转速可以自由改变，n = 60f/p（1-s） 。其中n：电机的转速；f：电源频率；p：电机磁极对数；s：电机的转差率。电机的转速 = 60（s）＊频率（Hz）/电机的磁极对数 - 电机的转差率。电机的旋转速度同频率成比例。

4 变频柜主要参数

变频柜型号为PS7000 200G3，额定功率200kW，变频范围可以从0HZ到400Hz，额定电压为三相交流380V，额定电流380A，

采用闭环控制方式，与主控通讯接口是RS485接口。与主控传输协议为ModBus。

变频柜的原理如下：

图1

图1为变频器驱动变频电机的主回路原理图，L1、L2、L3为三相380V电源，SB为万能转换开关，通过旋转手柄可以使电压表分别显示AB、AC、BC之间的电压。QF11、QF12为电动断路器，可以通过柜门上的按钮（SB2）操作使断路器的接通，按钮使断路器断开。L11、L22、L33分别为输入电抗器、输出电抗器、直流电抗器。变频器和调速器在使用过程中，经常会受到来自浪涌电流和浪涌电压的冲击，会严重损坏变频器和调速器的性能和使用寿命，所以要在其前面加装输入电抗器，用以抑制浪涌电压和浪涌电流，保护变频器和调速器，延长其使用寿命和防止谐波干扰，同时由于变频器和调速器是采用变频的方式调速的，所以在调速的时候经常会产生高次谐波和产生波形畸变，会影响设备正常使用，为此，须在输出端加装一个输出电抗器，用于滤出谐波电压和谐波电流，改善电网质量。

M1为变频电机，M2是变频电机的冷却风扇，M3为变频柜的柜内风机，用于冷却柜内的发热器件，如IGBT、整流器等。

图1右侧为变频器控制回路的接线，FWD、RST、COM端子，通过设定相应的参数和继电器的控制，可以实现对变频器启动、停止、复位等操作，SS1、SS2、SS3组合可以切换频率设定模式。

V1/DA1、V1/DA2分别输出4-20mA信号给PLC，用于显示运行频率和运行电流。IF、V3是变频器的反馈信号输入端子，用于实现PID控制，比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差。

在积分控制中，控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的 或简称有差系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加，积分项会增大。这样，即便误差很小，积 分项也会随着时间的增加而加大，它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此，比例+积分（PI）控制器，可以使系统在进入稳态后无稳 态误差。

图2

在微分控制中，控制器的输出与输入误差信号的微分（即误差的变化率）成正比关系。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件（环节）或有滞后组件，具有抑制误差的作用， 其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”，即在误差接近零时，抑制误差的作用就应该是零。这就是说，在控制器中仅引入 “比例”项往往是不够的，比例项的作用仅是放大误差的幅值，而目前需要增加的是“微分项”，它能预测误差变化的趋势，这样，具有比例+微分的控制器，就能 够提前使抑制误差的控制作用等于零，甚至为负值，从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象，比例+微分（PD）控制器能改善系统在 调节过程中的动态特性。

图2为控制回路原理图，SB1是三位转换开关，当选择‘本地’时，中间继电器KA11线圈得电，KA11的常开点闭合，常闭点断开，通过柜门上的启动按钮SB5对变频柜进行启动操作，停止按钮SB4。当选择‘手动’时，SS1、SS2、SS3的组合为OFF、ON、ON，频率设定模式为键盘或RS485给定。当选择‘自动’时，SS1、SS2、SS3的组合为ON、ON、OFF，此时为PID调节方式。TA1/TC1和TA2/TC2为变频器的继电器输出点，通过参数设置，变频器运行时TA1/TC1闭合，变频器故障时TA2/TC2闭合。

5 电机主要参数

电机型号为YTSP315L-4（IC416），额定功率200kW，电机转速范围可从0r/min 到3 000 r/min之间调节，四级电机，额定电压为三相380V交流电压，额定电流360A，变频范围3Hz～100Hz，额定转速1 500 r/min（50Hz），最高转速可达到3 000 r/min（100Hz），最高扭矩大于1 200N·m，电机控制方式采用变频器闭环控制。

参考文献

[1]徐海，施利春.变频器原理及应用[M].清华大学出版社，2010，9.

[2]姚福来，孙鹤旭，杨鹏.变频器、PLC及组态软件实用技术[M].机械工业出版社，2010，6.