变频器的偏置频率、频率增益与下垂功能

1.什么是变频器的频率给定线和基本频率给定线？

变频器由外接模拟量信号给定频率时，其未经补偿的输出频率（给定频率）fx与对应的给定信号X之间的关系曲线，称作频率给定线。这里的给定信号，可以是电压信号，也可以是电流信号。如图1所示，当给定信号X从0增大至最大值Xmax的过程中，给定频率fx线性地从0增大到最大频率fmax的频率给定线称作基本频率给定线。其起点为（X=0,fx=0）；终点为（X=Xmax,fx=fmax）。

2.什么是变频器的偏置频率和频率增益？其作用功能是怎样的？

部分变频器把与给定信号为0时的对应频率称为偏置频率，用fBI表示，如图2所示。由图可见，给定信号X为0时，变频器的输出频率并不为0，这与图1中基本频率给定线的情形是不同的。偏置频率可以直接用频率值表示，也可以用偏置频率与最大频率比值的百分数表示。

频率增益可参见图3，当给定信号为最大值Xmax（10V）时，变频器的最大给定频率与实际最大输出频率之比的百分数，用G%表示：

G%=×100%

式中，G%——频率增益，%；

fmax——变频器预置的最大频率，Hz；

fXM——虚拟的最大给定频率，Hz。

在这里，当G%＜100%时，变频器实际输出的最大频率等于fXM,如图3中的曲线2所示。当G%＞100%时，变频器实际输出的最大频率只能与G%=100%时相等，如图3中的曲线3所示。

在生产实践中，有时生产机械要求的最低频率和最高频率与基本频率给定线并不一致，所以需要对频率给定线进行适当的调整，使之符合生产实际的要求。所谓调整频率给定线，实际上就是调整频率给定线的起点和终点。偏置频率可以用来调整频率给定线的起点，而频率增益可以用来调整频率给定线的终点。

表1是几种变频器偏置频率和频率增益功能码举例。

表1  几种变频器偏置频率和频率增益功能码举例

3.什么情况需要使用变频器的下垂功能？

有的生产机械需要两台或两台以上的电动机同时拖动，例如桥式起重机的大车，它由设在两侧的两台容量相同的电动机同时拖动，这两台电动机由同一台变频器供电，使它们同时升速和降速。这种情况不但要求两台电动机的转速同步，而且要求它们的负荷分配尽量均衡。变频器的下垂功能可以较好地满足这种应用需求。

4.下垂功能的控制原理是什么？如何设置变频器的下垂功能参数？

图4（a）是电动机处于自然特性时的转速、转矩关系曲线，图4（b）是电动机具有下垂特性时的转速、转矩关系曲线。由图4可见：

（1）下垂功能可以自动调整负荷分配。图中n1是电动机M1的转速，其值较大；n2是电动机M2的转速，其值小于n1。比较图4（a）和图4（b）可见，当两台电动机的转速差几乎相同时，有下垂特性的图4（b）示出的转矩T差别明显减小，即两台电动机的负荷差异减小了。

（2）下垂功能可以自动调整转速。当两台电动机转速不一致时，转速较高的，负荷必然偏重，下垂特性将使其转速迅速下降；相反，转速较低的，负荷必然偏轻，下垂特性将使其转速迅速上升，结果是两台电动机的转速趋于一致。

设置变频器的下垂功能时，应根据不同的应用需求，预置不同的“下垂增益”，而有的变频器，例如艾默生TD3000系列变频器，可通过功能码F2.44直接预置一个频率值（0.00～9.99Hz），总而言之，都是通过参数预置，改变转速、转矩关系曲线的陡度，来满足下垂功能的应用需求。

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