變頻電機(jī)為什么要安裝編碼器

基本概念：變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)沒有位置環(huán)。變頻電機(jī)上的編碼器是“速度編碼器”，是為精確計(jì)算電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)的速度反饋。

由于伺服電機(jī)的普及使用，現(xiàn)在很多控制的思路都會(huì)向伺服電機(jī)比較與衡量，盡管變頻控制早于伺服控制。伺服電機(jī)的控制是位置環(huán)、速度環(huán)、力矩環(huán)的閉環(huán)控制，這在永磁同步電機(jī)的設(shè)計(jì)原理上就有體現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)電流的相位與轉(zhuǎn)子的位置同步，伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)已確定了位置環(huán)是“天然”閉環(huán)的。而在變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)是異步的，有時(shí)也稱為異步電機(jī)，即使加上電機(jī)后部編碼器的反饋，它也只有速度環(huán)，沒有在電機(jī)驅(qū)動(dòng)上的“位置環(huán)”，因此這個(gè)編碼器就是“速度編碼器”。

安裝有編碼器的變頻電機(jī)，編碼器信號(hào)反饋給變頻驅(qū)動(dòng)器，計(jì)算出當(dāng)前的電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)，變頻驅(qū)動(dòng)器給出合理的控制電流。當(dāng)編碼器反饋給變頻器的信號(hào)計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)速偏低，遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)的對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)電流下電機(jī)應(yīng)該達(dá)到的旋轉(zhuǎn)速度，此時(shí)稱為電機(jī)驅(qū)動(dòng)“失速”，變頻電機(jī)失速意味著反電動(dòng)勢(shì)偏低，電能都用到了熱損上去了（反電動(dòng)勢(shì)偏低，電壓分配給阻抗上），此時(shí)電機(jī)線圈電阻抗低，電流增大而電機(jī)發(fā)燙，或者變頻器電流偏大，有可能就會(huì)燒損電機(jī)或者變頻器，這時(shí)需要失速保護(hù)，而停止電機(jī)驅(qū)動(dòng)。對(duì)應(yīng)這種可能出現(xiàn)的變頻電機(jī)失速，早期常用的方法就是把電機(jī)功率和變頻器功率設(shè)計(jì)的更大，要有足夠的大，有足夠的余量對(duì)應(yīng)大電流熱損，防止燒壞電機(jī)或者變頻器器件，并且需要配備一個(gè)很大的配電阻箱，過電壓分配將瞬間啟動(dòng)時(shí)的過余能量在配電阻箱平衡。這就造成電機(jī)設(shè)計(jì)的體積大，變頻器效率低的浪費(fèi)。而且在電機(jī)驅(qū)動(dòng)加速時(shí)浪費(fèi)了很多能量在熱損上。變頻電機(jī)增加安裝編碼器，就可以提高電機(jī)與變頻器在啟動(dòng)時(shí)的能量效率，減少電機(jī)與變頻器損壞的可能。

變頻電機(jī)如果想要真正達(dá)到節(jié)能的效果，最好就要加編碼器反饋，在啟動(dòng)時(shí)精細(xì)化控制電流，減少啟動(dòng)熱損的能量浪費(fèi)，同時(shí)也保護(hù)電機(jī)與變頻器不易損壞。

因此，如果變頻電機(jī)編碼器選型與安裝得當(dāng)，由于電機(jī)與變頻器效率的提高，損害故障的減少，并且能真正體現(xiàn)變頻電機(jī)的節(jié)能效果，多安裝一個(gè)編碼器所獲得的效益是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一個(gè)編碼器的價(jià)格。