工控自動化技術文摘：台達變頻器在跑步機控製係統中的應用

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台達變頻器在跑步機控製係統中的應用中達電通股份有限公司

Application of Delta Inverter in Treadmill Control System 中達電通股份有限公司供稿摘要：隨(sui)著(zhe)生(sheng)活(huo)水(shui)平(ping)的(de)提(ti)高(gao)，人(ren)們(men)越(yue)來(lai)越(yue)重(zhong)視(shi)自(zi)身(shen)的(de)身(shen)體(ti)健(jian)康(kang)，更(geng)熱(re)衷(zhong)於(yu)參(can)加(jia)各(ge)種(zhong)體(ti)育(yu)運(yun)動(dong)，其(qi)中(zhong)借(jie)助(zhu)跑(pao)步(bu)機(ji)進(jin)行(xing)鍛(duan)煉(lian)，其(qi)運(yun)動(dong)形(xing)式(shi)簡(jian)單(dan)，適(shi)合(he)在(zai)家(jia)庭(ting)或(huo)者(zhe)健(jian)身(shen)房(fang)室(shi)內(nei)使(shi)用(yong)。本(ben)文(wen)對(dui)台(tai)達(da)變(bian)頻(pin)器(qi)在(zai)跑(pao)步(bu)機(ji)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)應(ying)用(yong)相(xiang)關(guan)問(wen)題(ti)作(zuo)了(le)簡(jian)要(yao)討(tao)論(lun)。 Abstract: With the improvement of living standard, people care more and more about health and keen on taking all kinds of sports. Using treadmill to do physical excise is suitable in indoor and gym as the simple excising form. The article briefly discusses the application of Delta inverter in treadmill control system. 關鍵詞：跑步機變頻器控製係統 Key words: Treadmill Inverter Control system 1 引言用(yong)跑(pao)步(bu)機(ji)比(bi)在(zai)戶(hu)外(wai)路(lu)麵(mian)上(shang)跑(pao)最(zui)大(da)的(de)好(hao)處(chu)就(jiu)是(shi)跑(pao)步(bu)機(ji)提(ti)供(gong)了(le)避(bi)震(zhen)效(xiao)果(guo)，大(da)量(liang)消(xiao)除(chu)了(le)每(mei)一(yi)步(bu)伐(fa)的(de)反(fan)作(zuo)用(yong)衝(chong)擊(ji)力(li)，保(bao)護(hu)了(le)你(ni)的(de)膝(xi)蓋(gai)關(guan)節(jie)，因(yin)此(ci)近(jin)年(nian)來(lai)倍(bei)受(shou)歡(huan)迎(ying)。跑(pao)步(bu)機(ji)的(de)基(ji)本(ben)功(gong)能(neng)就(jiu)是(shi)構(gou)建(jian)一(yi)條(tiao)運(yun)動(dong)的(de)跑(pao)道(dao)（跑步帶），跑(pao)道(dao)的(de)運(yun)動(dong)方(fang)向(xiang)與(yu)運(yun)動(dong)者(zhe)的(de)跑(pao)動(dong)方(fang)向(xiang)相(xiang)反(fan)，但(dan)速(su)度(du)必(bi)須(xu)自(zi)動(dong)保(bao)持(chi)一(yi)致(zhi)，這(zhe)樣(yang)就(jiu)使(shi)得(de)運(yun)動(dong)者(zhe)能(neng)夠(gou)在(zai)原(yuan)地(di)進(jin)行(xing)跑(pao)步(bu)鍛(duan)煉(lian)了(le)。如(ru)果(guo)說(shuo)馬(ma)達(da)是(shi)跑(pao)步(bu)機(ji)的(de)心(xin)髒(zang)，那(na)麼(me)機(ji)電(dian)係(xi)統(tong)的(de)功(gong)能(neng)就(jiu)是(shi)跑(pao)步(bu)機(ji)的(de)心(xin)肺(fei)功(gong)能(neng)。完(wan)善(shan)的(de)機(ji)電(dian)係(xi)統(tong)，可(ke)以(yi)充(chong)分(fen)地(di)發(fa)揮(hui)馬(ma)達(da)的(de)功(gong)率(lv)效(xiao)能(neng)。跑(pao)步(bu)機(ji)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)機(ji)電(dian)係(xi)統(tong)也(ye)在(zai)與(yu)時(shi)俱(ju)進(jin)，由(you)早(zao)期(qi)的(de)SCR係統發展到目前的PWM係統。現在市麵上的跑步機大都使用PWM係統，比起舊式的SCR係統，現代跑步機的跑感更佳，跑起來更平暢自然，應用台達變頻器研製的跑步機如圖1所示。 2 台達跑步機專用變頻器的特點 bianpinqishipaobujidehexin，yushichangshangqitapaobujixiangbi，taidashengchandepaobujizhuanyongbianpinqizhenduixingqiang，wanquanfuhepaobujideyunxingtexing，gaibianpinqizaiyixiajigefangmianyouqidutedeyoushi。 1）提供較寬的載波頻率範圍 youyushiyonghuanjingyijishiyongduixiangdeteshuxing，paobujidekongzhixingnengyouqubieyuqitadianjikongzhideteshuyaoqiu。paobujiyibandeshiyonghuanjingshizaishinei，duiyujingyinyeyoutebiedeyaoqiu。paobujiyimadadaidongqudongpidai，zaitouguoguntonglaiyunzhuanpaobudai，zheyixiliedejidianjijixieyunzuoguocheng，huichanshengyidingdeshengxiang。ruguoshiyongbianpinqilaikongzhidianji，dianjizaiyunzhuandeguochengzhonghuifachuyizhonggaopindexiaojiaosheng，zhezhongxiaojiaoshengchengweidiancizaoyin。gaizhongzaoyinrongyishirenchanshengjiaozaodeqingxu，erqiezhezhongzaoyinyibanhennanbeiqitashengyinyangai。xiaochuzaoyindefangfashitiaozhengbianpinqidezaibopinlv，tongchangnenggoutiaozhengdezuidazhiwei15kHz。在其它的環境中，將載波頻率調整到最大（15kHz）,jiukenengmanzushiyongzhedeyaoqiu，zheshidianjifachudezaoyinbingbumingxian。xianzaigeshengchanchangjiaduiyujixiebufendoucaiquleyixiefangzaodecuoshi，yincipaobujishiyongdehuanjingbeijingzaoyindoubijiaoxiao，zhejiushideyuanbenzaiqitachanghebushihenmingxiandediancizaoyintebiedecier。zhenduizhezhongteshuxuqiu，taidapaobujizhuanyongbianpinqijiangzaibopinlvdeketiaozhengzuidazhishangshengdao16kHZ，再一次降低了電機發出的噪音分貝，使得運動者能夠在更加良好的環境中鍛煉身體。 2 控製方式為SPWM，提供無速度矢量控製方式該控製方式在不需要外部轉速反饋的情況下（對於外部接線沒有任何增加），可ke得de到dao比bi較jiao硬ying的de機ji械xie特te性xing。矢shi量liang控kong製zhi方fang式shi的de運yun用yong，使shi異yi步bu電dian動dong機ji的de低di頻pin工gong作zuo特te性xing達da到dao了le十shi分fen完wan美mei的de地di步bu，與yu直zhi流liu電dian動dong機ji相xiang比bi，已yi經jing毫hao不bu遜xun色se了le。在zai低di頻pin力li矩ju方fang麵mian，能neng夠gou提ti供gong5Hz時150%的額定輸出力矩。 3 提供較低的瞬間低電壓準位值因(yin)為(wei)跑(pao)步(bu)機(ji)使(shi)用(yong)的(de)場(chang)所(suo)為(wei)一(yi)般(ban)住(zhu)宅(zhai)或(huo)運(yun)動(dong)中(zhong)心(xin)，其(qi)使(shi)用(yong)的(de)電(dian)源(yuan)為(wei)一(yi)般(ban)市(shi)電(dian)。當(dang)負(fu)載(zai)在(zai)無(wu)法(fa)預(yu)知(zhi)使(shi)用(yong)者(zhe)的(de)設(she)定(ding)速(su)度(du)以(yi)及(ji)使(shi)用(yong)者(zhe)的(de)體(ti)重(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)，設(she)計(ji)者(zhe)必(bi)須(xu)考(kao)慮(lv)該(gai)類(lei)變(bian)數(shu)的(de)影(ying)響(xiang)，該(gai)變(bian)數(shu)將(jiang)有(you)可(ke)能(neng)造(zao)成(cheng)瞬(shun)間(jian)低(di)電(dian)壓(ya)偵(zhen)測(ce)動(dong)作(zuo)。為(wei)防(fang)止(zhi)Lv偵測動作，台達跑步機專用變頻器增加了一個參數：Lvzhunweisheding。genjukehudeshijishiyongqingkuangshezhizhegecanshu，nenggoujiangdidianyabaojingdedianyazhiziyousheding，rangyouyutufaxingfuzaiyuanyinzaochengtingjidekenengxingdafujiangdi。 4 提供標準的485通訊接口使用標準的485通tong訊xun接jie口kou，可ke使shi調tiao試shi和he使shi用yong過guo程cheng變bian得de動dong更geng加jia簡jian單dan方fang便bian，原yuan本ben每mei一yi台tai變bian頻pin器qi都dou需xu要yao手shou工gong設she置zhi參can數shu，現xian在zai隻zhi需xu要yao執zhi行xing下xia載zai參can數shu，該gai參can數shu就jiu會hui快kuai捷jie地di寫xie入ru到dao變bian頻pin器qi中zhong，減jian輕qing了le調tiao試shi人ren員yuan的de重zhong複fu勞lao動dong量liang；在配線方麵也更加簡潔，485通訊隻需要連接兩根信號線（SG+/SG-）。由於變頻器本身就是一個幹擾源，485接口在抗幹擾能力上比模擬量輸入強。 5 在485通訊控製的方式下，外部端子能夠接受EF信號跑(pao)步(bu)機(ji)在(zai)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)是(shi)看(kan)不(bu)出(chu)這(zhe)個(ge)功(gong)能(neng)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing)的(de)，但(dan)是(shi)一(yi)旦(dan)出(chu)現(xian)問(wen)題(ti)，例(li)如(ru)最(zui)嚴(yan)重(zhong)的(de)就(jiu)是(shi)當(dang)控(kong)製(zhi)器(qi)死(si)機(ji)時(shi)，電(dian)機(ji)的(de)運(yun)轉(zhuan)不(bu)受(shou)控(kong)製(zhi)，這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)很(hen)容(rong)易(yi)對(dui)鍛(duan)煉(lian)者(zhe)造(zao)成(cheng)身(shen)體(ti)的(de)傷(shang)害(hai)。如(ru)果(guo)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)一(yi)個(ge)功(gong)能(neng)，直(zhi)接(jie)命(ming)令(ling)變(bian)頻(pin)器(qi)停(ting)止(zhi)輸(shu)出(chu)（停止工作），讓電機自由停車，就會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切斷電機的電源；而台達變頻器卻能夠在不需要增加電器組件的情況下實現這個功能，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麵調整台達跑步機專用變頻器參數：選擇向量控製 P105=01；輸入電機的基準電壓，頻率，電流（P04，P05，P52）；自動量測電機參數；輸入電機的額定轉差；觀察運轉時空載和負載電流的大小和波動；如果出現噪音問題，可調整載波頻率；如果出現負載運轉過程中自動停機問題，可調整Lv準位值。這些在台達跑步機的隨機使用說明中都給出詳細的指導說明。 4 結束語 shangshuduipaobujikongzhixitongzhongdeyingyongxiangguanwentizuolejianyaotaolun，qizhonghexindewentishiruhezhengqueshiyongbianpinqi，shipaobujifahuizuijiadexingneng，youyutaidapaobujichongfenkaolvlegezhongyunxingtexing，kefuleshichangshangyibanpaobujidequexian，yinertaidapaobujigengshoukehuhuanying。