英威腾Goodrive35在振动台设备上的应用

• 关键词：Goodrive35,振动台,试验
• 摘要：本文介绍了英威腾电气股份有限公司开发的Goodrive35系列变频器在振动台设备上的应用。 对设备控制要求、变频器特点、系统接线和调试方法进行了说明，并给出想图示，可供参考。

一、引言

振动台又称振动激励器或振动发生器。它是一种利用电动、电液压、压电或其他原理获得机械振动的装置。其原理是将激励信号输入一个置于磁场中的线圈，来驱动和线圈相联的工作台。电动式振动台主要用于10Hz以上的振动测量，最大可激发200N的压力。在20Hz以下的频率范围，常使用电液压式振动台，这时振劝信号的性质由电伺服系统控制。液压驱动系统可以给出较大的位移和冲击力。振动台可以用于加速度计的校准，也可用于电声器件的振动性能测和其耸的振动试验。对于不同的测试物和技术指标，应注意选用不同结构和激励范围的振动台。

本文以仅以英威腾变频器单向电动振动台为例进行说明，单向电动振动台主要由电机、滚珠丝杠、上台面、电机保护罩、底板、线性导轨等部件组成，部件间由联轴器、高强螺栓等连接。具有结构简单，运行可靠，维修安装方便的特点。其结构如图1所示。

图1 单向电动振动台

二、控制要求

本文以Goodrive35变频器控制单向电动振动台为例，介绍具体控制要求有如下：

本振动台采用外部编码器做位移反馈，利用Goodrive35变频器自带的编码器反馈接口，实现位置闭环控制，通过PLC发送位置脉冲，充分发挥Goodrive35变频器接受脉冲串这一强大的功能，在变频器内实现闭环矢量控制，驱动电机，并最终带动振动台完成期望的振动试验。

(1)脉冲给定：任意位置定位控制。

(2)具有伺服驱动的部分特性，控制性能强大。

(3)低频转矩输出较大。

(4)加减速过程中速度输出的均匀性。

(5)断电维持并减速同步停车。

(6)减速同步停车的减速时间最好精确到小数点后两位。

(7)控制精度高，能准确地达到试验要求。

三、英威腾GD35变频器介绍

Goodrive35变频器是深圳市英威腾电气股份有限公司新开发的一款高性能闭环矢量变频器，(如下图2所示)具有V/F，无PG矢量两和带PG矢量三种控制模式，其中在突加减载荷的情况下，速度波动非常轻微；可支持永磁同步电机、变频器电机、直驱电机等，可以为用户减少库存，不再需要为不同的电机备用不同变频器的库存；具有准确的电机参数自学习功能，支持旋转自学习与静态自学习，其中静态自学习可以在电机无法脱开负载的场合准确的学习电机的参数；具有先进的全程三相调制方式，使电机运行更平稳，噪音更小；其他的特性参数、功能如下表所示：

图2 Goodrive35变频器

Goodrive35变频器更精准、更强大的电机转矩、速度、位置控制能力。

位置控制性能:

特性指标： Goodrive35

更高调速范围： 闭环矢量1:1000

更高稳速精度： 闭环矢量：±0.02%

更短控制转矩响应时间：<10ms(闭环矢量控制)< p="">

更高转矩控制精度： 转矩控制精度5%(闭环矢量)

更低启动频率/更高起动转矩： 0Hz/200% (闭环矢量控制)

优良的弱磁控制能力： 快速加减速

四、系统接线及调试

整个系统是由控制器给变频器运行命令的。Goodrive35系列变频器在闭环矢量控制上性能优异。

4.1 系统调试

调试主要要解决几个问题：

一.是变频器PLC控制位移命令与反馈的问题。

二.是低频力矩输出能力。

三.掉电时的变频器能及时停车防止失控。

• 为保证变频器动作的响应，消除通讯造成的动作滞后，系统采用一台工控机的方式，首先通工控机与PLC的通讯，将控制程序下载到PLC，然后通过PLC将控制命令发送给变频器，实现命令发送和反馈响应的同步。

• 输入电机参数，准确的参数自学习，设置好基本参数，开环试运行，检验电机运行性能，和编码器线的方向，如果反向改变P20.02参数。切换到闭环，观察电机运行性能和稳定性，如有波动及时调整。

• 每次不同的振动试验，对加速过程中加速的均匀性和变频器输出刚性要求一致。否则会造成加速过程中电机驱动力不稳。通过修改变频器的速度环参数能够改变此性能。

• 频器通过共直流母线的方式，在系统突然断电的时候由大惯量变频产生的电量供给变频器维持较短的时间，变频器在这较短的时间内通过实现设置的减速停车时间。通过修改非标参数P08.05选择合适的减速时间。

• 配合CCD张力传感器实现张力的闭环控制，实时调节变频器输出。

4.2变频器参数设置

变频器部分关键参数见表1。

表1： GD35参数设置情况表

本系统变频器具有短路、过载、过压、缺相、失速等多种保护和故障输出功能，能有效保证系统安全高效的运行。

五、结束语

通过Goodrive35变频器控制单向振动台，能很好的实现控制要求，控制效果良好，达到试验目的，并节约了试验成本。Goodrive35是一款综合性功能很强大的变频器。

参考文献

[1] 《Goodrive 300变频器产品说明书》深圳市英威腾股份有限公司

[2] 《Goodrive 35变频器产品说明书》深圳市英威腾股份有限公司