摘 要：振動臺適用于汽車零部件、電子元器件、組件、醫(yī)藥、食品、家具、禮品、陶瓷、包裝等行業(yè)實驗室及生產(chǎn)線上對樣品進行相關(guān)振動試驗。如環(huán)境接收試驗，品質(zhì)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(chǎn)品在制造、組裝、運輸及使用過程中所遭受的振動環(huán)境，以評定其結(jié)構(gòu)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(fā)的Goodrive35系列變頻器在振動臺設(shè)備上的應(yīng)用。
關(guān)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(fā)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(qū)動和線圈相聯(lián)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(fā)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(zhì)由電伺服系統(tǒng)控制。液壓驅(qū)動系統(tǒng)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(shù)指標，應(yīng)注意選用不同結(jié)構(gòu)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(dǎo)軌等部件組成，部件間由聯(lián)軸器、高強螺栓等連接。具有結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，維修安裝方便的特點。其結(jié)構(gòu)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(xiàn)位置閉環(huán)控制，通過PLC發(fā)送位置脈沖，充分發(fā)揮Goodrive35變頻器接受脈沖串這一強大的功能，在變頻器內(nèi)實現(xiàn)閉環(huán)矢量控制，驅(qū)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(qū)動的部分特性，控制性能強大。
(3)低頻轉(zhuǎn)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(shù)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(fā)的一款高性能閉環(huán)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(qū)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(shù)自學習功能，支持旋轉(zhuǎn)自學習與靜態(tài)自學習，其中靜態(tài)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(shù)；具有先進的全程三相調(diào)制方式，使電機運行更平穩(wěn)，噪音更小；其他的特性參數(shù)、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(zhuǎn)矩、速度、位置控制能力。
位置控制性能:
特性指標： Goodrive35
更高調(diào)速范圍： 閉環(huán)矢量1:1000
更高穩(wěn)速精度： 閉環(huán)矢量：±0.02%
更短控制轉(zhuǎn)矩響應(yīng)時間： <10ms(閉環(huán)矢量控制)
更高轉(zhuǎn)矩控制精度： 轉(zhuǎn)矩控制精度5%(閉環(huán)矢量)
更低啟動頻率/更高起動轉(zhuǎn)矩： 0Hz/200% (閉環(huán)矢量控制)
優(yōu)良的弱磁控制能力： 快速加減速
4.系統(tǒng)接線及調(diào)試
整個系統(tǒng)是由控制器給變頻器運行命令的，Goodrive35系列變頻器在閉環(huán)矢量控制上性能優(yōu)異。
4.1 系統(tǒng)調(diào)試
調(diào)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。
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- 為保證變頻器動作的響應(yīng)，消除通訊造成的動作滯后，系統(tǒng)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(fā)送給變頻器，實現(xiàn)命令發(fā)送和反饋響應(yīng)的同步。
- 輸入電機參數(shù)，準確的參數(shù)自學習，設(shè)置好基本參數(shù)，開環(huán)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(shù)。切換到閉環(huán)，觀察電機運行性能和穩(wěn)定性，如有波動及時調(diào)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(qū)動力不穩(wěn)。通過修改變頻器的速度環(huán)參數(shù)能夠改變此性能。
- 頻器通過共直流母線的方式，在系統(tǒng)突然斷電的時候由大慣量變頻產(chǎn)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(nèi)通過實現(xiàn)設(shè)置的減速停車時間。通過修改非標參數(shù)P08.05選擇合適的減速時間。
- 配合CCD張力傳感器實現(xiàn)張力的閉環(huán)控制，實時調(diào)節(jié)變頻器輸出。
4.2 變頻器參數(shù)設(shè)置
變頻器部分關(guān)鍵參數(shù)見表1。
表1： Goodrive35參數(shù)設(shè)置情況表
本系統(tǒng)變頻器具有短路、過載、過壓、缺相、失速等多種保護和故障輸出功能，能有效保證系統(tǒng)安全高效的運行。
5.結(jié)束語
通過Goodrive35變頻器控制單向振動臺，能很好的實現(xiàn)控制要求，控制效果良好，達到試驗?zāi)康模⒐?jié)約了試驗成本。Goodrive35是一款綜合性功能很強大的變頻器。
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