臺達變頻器的解決方案-跑步機控制系統

　　用跑步機比在戶(hù)外路面上跑最大的好處就是跑步機提供了避震效果，大量消除了每一步伐的反作用沖擊力，保護了你的膝蓋關(guān)節，因此近年來(lái)倍受歡迎。跑步機的基本功能就是構建一條運動(dòng)的跑道(跑步帶)，跑道的運動(dòng)方向與運動(dòng)者的跑動(dòng)方向相反，但速度必須自動(dòng)保持一致，這樣就使得運動(dòng)者能夠在原地進(jìn)行跑步鍛煉了。如果說(shuō)馬達是跑步機的心臟，那么機電系統的功能就是跑步機的心肺功能。完善的機電系統，可以充分地發(fā)揮馬達的功率效能。跑步機所使用的機電系統也在與時(shí)俱進(jìn)，由早期的SCR系統發(fā)展到目前的PWM系統?，F在市面上的跑步機大都使用PWM系統，比起舊式的SCR系統，現代跑步機的跑感更佳，跑起來(lái)更平暢自然，應用臺達變頻器研制的跑步機。

　　臺達跑步機

　　2、臺達跑步機專(zhuān)用變頻器的特點(diǎn)

　　變頻器是跑步機的核心，與市場(chǎng)上其它跑步機相比，臺達生產(chǎn)的跑步機專(zhuān)用變頻器針對性強，完全符合跑步機的運行特性，該變頻器在以下幾個(gè)方面有其獨特的優(yōu)勢。

　　1)提供較寬的載波頻率范圍

　　由于使用環(huán)境以及使用對象的特殊性，跑步機的控制性能有區別于其它電機控制的特殊要求。跑步機一般的使用環(huán)境是在室內，對于靜音也有特別的要求。跑步機以馬達帶動(dòng)驅動(dòng)皮帶，再透過(guò)滾筒來(lái)運轉跑步帶，這一系列的機電及機械運作過(guò)程，會(huì )產(chǎn)生一定的聲響。如果使用變頻器來(lái)控制電機，電機在運轉的過(guò)程中會(huì )發(fā)出一種高頻的嘯叫聲，這種嘯叫聲稱(chēng)為電磁噪音。該種噪音容易使人產(chǎn)生焦躁的情緒，而且這種噪音一般很難被其它聲音掩蓋。消除噪音的方法是調整變頻器的載波頻率，通常能夠調整的最大值為15kHz。在其它的環(huán)境中，將載波頻率調整到最大(15kHz),就可能滿(mǎn)足使用者的要求，這時(shí)電機發(fā)出的噪音并不明顯?，F在各生產(chǎn)廠(chǎng)家對于機械部分都采取了一些防噪的措施，因此跑步機使用的環(huán)境背景噪音都比較小，這就使得原本在其它場(chǎng)合不是很明顯的電磁噪音特別的刺耳。針對這種特殊需求，臺達跑步機專(zhuān)用變頻器將載波頻率的可調整最大值上升到16kHZ，再一次降低了電機發(fā)出的噪音分貝，使得運動(dòng)者能夠在更加良好的環(huán)境中鍛煉身體。

　　2)控制方式為SPWM，提供無(wú)速度矢量控制方式

　　該控制方式在不需要外部轉速反饋的情況下(對于外部接線(xiàn)沒(méi)有任何增加)，可得到比較硬的機械特性。矢量控制方式的運用，使異步電動(dòng)機的低頻工作特性達到了十分完美的地步，與直流電動(dòng)機相比，已經(jīng)毫不遜色了。在低頻力矩方面，能夠提供5Hz時(shí)150%的額定輸出力矩。

　　3)提供較低的瞬間低電壓準位值

　　因為跑步機使用的場(chǎng)所為一般住宅或運動(dòng)中心，其使用的電源為一般市電。當負載在無(wú)法預知使用者的設定速度以及使用者的體重情況下，設計者必須考慮該類(lèi)變數的影響，該變數將有可能造成瞬間低電壓偵測動(dòng)作。為防止Lv偵測動(dòng)作，臺達跑步機專(zhuān)用變頻器增加了一個(gè)參數：Lv準位設定。根據客戶(hù)的實(shí)際使用情況設置這個(gè)參數，能夠將低電壓報警的電壓值自由設定，讓由于突發(fā)性負載原因造成停機的可能性大幅降低。

　　4)提供標準的485通信接口

　　使用標準的485通訊接口，可使調試和使用過(guò)程變得動(dòng)更加簡(jiǎn)單方便，原本每一臺變頻器都需要手工設置參數，現在只需要執行下載參數，該參數就會(huì )快捷地寫(xiě)入到變頻器中，減輕了調試人員的重復勞動(dòng)量;在配線(xiàn)方面也更加簡(jiǎn)潔，485通訊只需要連接兩根信號線(xiàn)(SG+/SG-)。由于變頻器本身就是一個(gè)干擾源，485接口在抗干擾能力上比模擬量輸入強。

　　5)在485通訊控制的方式下，外部端子能夠接受EF信號

　　跑步機在正常運行的情況下是看不出這個(gè)功能的重要性的，但是一旦出現問(wèn)題，例如最嚴重的就是當控制器死機時(shí)，電機的運轉不受控制，這種情況很容易對鍛煉者造成身體的傷害。如果能夠提供一個(gè)功能，直接命令變頻器停止輸出(停止工作)，讓電機自由停車(chē)，就會(huì )減小出現異常情況對人身造成傷害的可能性。一般情況下，都需要增加其它低壓電器來(lái)切斷電機的電源;而臺達變頻器卻能夠在不需要增加電器組件的情況下實(shí)現這個(gè)功能，減少跑步機的硬件成本以及維護工作量。

　　3、調試與運行

　　為了達到跑步機性能的最佳化，在使用可以從以下方面調整臺達跑步機專(zhuān)用變頻器參數：選擇向量控制P105=01;輸入電機的基準電壓，頻率，電流(P04，P05，P52);自動(dòng)量測電機參數;輸入電機的額定轉差;觀(guān)察運轉時(shí)空載和負載電流的大小和波動(dòng);如果出現噪音問(wèn)題，可調整載波頻率;如果出現負載運轉過(guò)程中自動(dòng)停機問(wèn)題，可調整Lv準位值。這些在臺達跑步機的隨機使用說(shuō)明中都給出詳細的指導說(shuō)明。

　　上述對跑步機控制系統中的應用相關(guān)問(wèn)題作了簡(jiǎn)要討論，其中核心的問(wèn)題是如何正確使用變頻器，使跑步機發(fā)揮最佳的性能，由于臺達跑步機充分考慮了各種運行特性，克服了市場(chǎng)上一般跑步機的缺陷，因而臺達跑步機更受客戶(hù)歡迎。