1.4.1 风机泵类控制
这类应用大多数用法比较简单,尤其是风机水泵的控制模式为速度开环控制,通常为V/F控制模式,常见的三种V/F控制模式如图1-20所示。
图1-20a是线性V/F控制,是最基础、最常用的控制模式,可以满足多种常规的应用。图1-20b是抛物线性V/F控制,一般常用于风机和泵类的平方转矩负载。图1-20c是可编程V/F控制,可以根据具体的应用需求,灵活地设置V和F的对应值,可以满足多种应用。
图1-20 风机泵类控制
V/F控制模式是纯开环模式,驱动器的输出电压完全由预先设定好的V/F曲线来决定,通常和外接什么样的负载没有关系。但有时为了提高控制精度,各驱动器厂家会在V/F控制的同时加一些补偿,如转差补偿等。
在各类恒压供水的应用中,为了保证水管里的压力稳定,常常需要增加PID调节器压力闭环控制,即将供水管的压力实际值送给PID调节器,与压力的设定值进行比较,通过PID调节器的闭环控制来调节水泵的速度,从而实现水管压力的稳定。对风机水泵类专用的变频器如西门子公司的SINAMICS G120X/G120XA等,一般都会集成PID调节器,这样既能实现压力稳定的闭环控制,还能实现多泵切换。
在某些特殊的应用场合,如负载比较特殊,通常的线性或抛物线性V/F控制已经很难满足需求。但如果能充分了解负载特性,利用可编程V/F控制,合理地设置各对应段的曲线可以起到意想不到的效果,甚至远优越于其他开环控制模式,有丰富经验的应用工程师经常会利用可编程V/F控制实现复杂的应用。
对于一些液压泵、计量泵、伺服泵等需要较高的控制要求,通常的V/F开环控制已很难满足需求,这时就需要速度闭环,甚至位置及同步控制。近年来伺服泵的应用越来越多,伺服泵的控制既要控制流量又要控制压力,还需要有很高的控制精度和快速响应。西门子公司的SINAMICS S120伺服驱动器就非常适合于这类应用,尤其是集成了DCC图形编程功能,能够很好地完成伺服泵的应用。而对于一些多轴的伺服压机的控制,由于控制的复杂性,则需要运动控制器的运动控制功能如Gear、CAM等并借助于特定的算法来综合协调才能完成。