,,

英威騰Goodrive35在振動臺設備上的應用

摘要：振動臺適用于汽車零部件、電子元器件、組件、醫藥、食品、家具、禮品、陶瓷、包裝等行業實驗室及生產線上對樣品進行相關振動試驗。如環境接收試驗，品質鑒定試驗，可靠性鑒定試驗，耐久試驗，振動模擬分析，材料特性試驗，疲勞試驗，振動防止改善等。模擬產品在制造、組裝、運輸及使用過程中所遭受的振動環境，以評定其結構的耐振性、可靠性和完好性。

本文介紹了英威騰電氣股份有限公司開發的Goodrive35系列變頻器在振動臺設備上的應用。

關鍵詞：Goodrive35 振動臺試驗

1.引言

振動臺又稱振動激勵器或振動發生器。它是一種利用電動、電液壓、壓電或其他原理獲得機械振動的裝置。其原理是將激勵信號輸入一個置于磁場中的線圈，來驅動和線圈相聯的工作臺。電動式振動臺主要用于10Hz以上的振動測量，可激發200N的壓力。在20Hz以下的頻率范圍，常使用電液壓式振動臺，這時振勸信號的性質由電伺服系統控制。液壓驅動系統可以給出較大的位移和沖擊力。振動臺可以用于加速度計的校準，也可用于電聲器件的振動性能測和其聳的振動試驗。對于不同的測試物和技術指標，應注意選用不同結構和激勵范圍的振動臺。

本文以僅以英威騰變頻器單向電動振動臺為例進行說明，單向電動振動臺主要由電機、滾珠絲杠、上臺面、電機保護罩、底板、線性導軌等部件組成，部件間由聯軸器、高強螺栓等連接。具有結構簡單，運行可靠，維修安裝方便的特點。其結構如圖1所示。

圖1 單向電動振動臺

2.控制要求

本文以Goodrive35變頻器控制單向電動振動臺為例，介紹具體控制要求有如下：

本振動臺采用外部編碼器做位移反饋，利用Goodrive35變頻器自帶的編碼器反饋接口，實現位置閉環控制，通過PLC發送位置脈沖，充分發揮Goodrive35變頻器接受脈沖串這一強大的功能，在變頻器內實現閉環矢量控制，驅動電機，并帶動振動臺完成期望的振動試驗。

(1)脈沖給定：任意位置定位控制。
(2)具有伺服驅動的部分特性，控制性能強大。
(3)低頻轉矩輸出較大。
(4)加減速過程中速度輸出的均勻性。
(5)斷電維持并減速同步停車。
(6)減速同步停車的減速時間精確到小數點后兩位。
(7)控制精度高，能準確地達到試驗要求。

3.英威騰Goodrive35變頻器介紹

Goodrive35變頻器是深圳市英威騰電氣股份有限公司新開發的一款高性能閉環矢量變頻器，(如下圖2所示)具有V/F，無PG矢量兩和帶PG矢量三種控制模式，其中在突加減載荷的情況下，速度波動非常輕微；可支持永磁同步電機、變頻器電機、直驅電機等，可以為用戶減少庫存，不再需要為不同的電機備用不同變頻器的庫存；具有準確的電機參數自學習功能，支持旋轉自學習與靜態自學習，其中靜態自學習可以在電機無法脫開負載的場合準確的學習電機的參數；具有先進的全程三相調制方式，使電機運行更平穩，噪音更小；其他的特性參數、功能如下表所示：

圖2 Goodrive35變頻器

Goodrive35變頻器更精準、更強大的電機轉矩、速度、位置控制能力。
位置控制性能:
特性指標： Goodrive35
更高調速范圍：閉環矢量1:1000
更高穩速精度：閉環矢量：±0.02%
更短控制轉矩響應時間： <10ms(閉環矢量控制)
更高轉矩控制精度：轉矩控制精度5%(閉環矢量)
更低啟動頻率/更高起動轉矩： 0Hz/200% (閉環矢量控制)
優良的弱磁控制能力：快速加減速

4.系統接線及調試

整個系統是由控制器給變頻器運行命令的，Goodrive35系列變頻器在閉環矢量控制上性能優異。

4.1 系統調試

調試主要要解決幾個問題：
一. 是變頻器控制位移命令與反饋的問題。
二. 是低頻PLC力矩輸出能力。
三. 掉電時的變頻器能及時停車防止失控。

為保證變頻器動作的響應，消除通訊造成的動作滯后，系統采用一臺工控機的方式，首先通工控機與PLC的通訊，將控制程序下載到PLC，然后通過PLC將控制命令發送給變頻器，實現命令發送和反饋響應的同步。
輸入電機參數，準確的參數自學習，設置好基本參數，開環試運行，檢驗電機運行性能，和編碼器線的方向，如果反向改變P20.02參數。切換到閉環，觀察電機運行性能和穩定性，如有波動及時調整。
每次不同的振動試驗，對加速過程中加速的均勻性和變頻器輸出剛性要求一致。否則會造成加速過程中電機驅動力不穩。通過修改變頻器的速度環參數能夠改變此性能。
頻器通過共直流母線的方式，在系統突然斷電的時候由大慣量變頻產生的電量供給變頻器維持較短的時間，變頻器在這較短的時間內通過實現設置的減速停車時間。通過修改非標參數P08.05選擇合適的減速時間。
配合CCD張力傳感器實現張力的閉環控制，實時調節變頻器輸出。

4.2 變頻器參數設置

變頻器部分關鍵參數見表1。

表1： Goodrive35參數設置情況表