基于变频器PID控制下负载量对动态性能的影响分析

基于变频器PID控制下负载量对动态性能的影响分析

基于变频器PID控制下负载量对动态性能的影响分析

摘要 企业在生产中，往往需要有稳定的转速、压力、温度、流量、或液位等以此作为保证产品质量、提高生产效率、满足工艺要求的前提，这就要用到变频器的 PID 控制功能。 PID控制方式结合了比例、积分、微分三种控制方式的优点和特性，在更大的程度上改善系统各方面的性能。本文主要以富士变频器为例说明不同负载运行下对系统动态性能的影响，并分析P、I、D参数对系统影响。

关键词 闭环控制；PID控制；动态性能；负载量

1 变频器PID控制概述

大家知道，PID控制属于闭环控制方式，即通过目标（给定）信号与反馈信号相比较后，产生偏差，用这个偏差纠正调节控制系统控制对象的响应。变频器PID内部电路将反馈信号与目标信号不断地进行比较，并根据比较结果来实时地调整输出频率和电动机的转速。

实现PID控制功能可通过变频器的功能参数设置使 PID 功能有效或无效。 PID 功能有效时，由PID电路决定运行频率； PID 功能无效时，由频率设定信号决定运行频率。 PID 开关、动作选择开关和反馈信号切换开关均由功能参数的设置决定其工作状态。要实现闭环的 PID 控制功能，首先应将 PID 功能预置为有效，然后通过变频器的功能参数码预置，例如富士5000G11S /P11S系列变频器，将参数 H20 设为 0时，则无 PID 功能；设为 1 时为 PID 正动作控制；设为 2 时为PID 反动作控制。

2 变频器PID控制系统动态性能的实验研究

1）主要实验设备：FRN2.2G11S-4CX变频器一台；三相异步电动机Y100L-4功率2.2kW带转速反馈；直流发电机Z2-322.2kW220V1500r/min；

2）实验接线图如图1示。

（1）电动机的速度反馈“＋”端和“－”端分别接变频器的“12”和“11”端子；

（2）将“X1”与“CM”短接，即使PID控制无效；

（3）通过面板设定频率（如：20Hz），按FWD键起动变频器，用表测量速度反馈“＋”端和“－”端极性是否正确，不正确则首先停止变频器，再改变电动机相序；

（4）将“X1”与“CM”断开，即PID控制有效。

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