（已结束）变频擂台第62期——关于变频器在各种频率调节方式下的精度问题 点击：3152 | 回复：59
变频擂台第62期擂台——关于变频器在各种频率调节方式下的精度问题
目前，变频器广泛应用于电机调速领域。变频器的调速方式也有很多种，根据工艺要求和客户要求可能采用某一种或多种频率调节方式相结合（例如远程通信、本地电位器等频率调节方式）。
在变频擂台第8期，讨论了变频器的频率调节方式，但不够深入。变频擂台第8期——有几种能够调节变频器频率的方式？http://www.gongkong.com/webpage/forum/201012/2010121722274200003-1.shtml
在本期擂台中，我们就来讨论一下变频器在各种频率调节方式下的精度问题：
1、请列举变频器的频率调节方式有哪些，列举得越多越好。
2、请详细阐述以上频率调节方式的特点，包括优缺点。
3、请理论并结合实践进行分析，以上频率调节方式的精度怎么样。
4、针对以上要求，进行详细阐述。最好能有图片说明，如果能以某品牌举例说明更佳。列举得最全的、阐述得最详细的、原创最多的，作为一等奖。
变频擂台每周一期，本期擂台的最晚结贴时间为：2012年1月8日。
奖项设置：一等奖1名：50MP，二等奖5名：10MP，三等奖10名：30积分。
MP介绍：gongkongMP即工控币，是中国工控网的用户积分与回馈系统的一个网络虚拟计价单位，类似于大家熟悉的QB，1个MP=1元人民币。
MP有什么用？兑换服务：以1个MP=1元来置换中国工控网的相关服务。 兑换现金：非积分获得的MP可兑换等值现金（满100MP后、用户可通过用户管理后台申请兑换）。
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关于刘老师的问题，我觉得有必要直接回复，因为我一直都犹豫是否要参与这个擂台的争论，楼主可能还没有意识到这个问题的真正难度，不是在于题目本身。而是在于以下两个问题：
1、何为“频率调节方式下的精度”大家可能不会有一致的看法；
2、你讲一种方式精度比另外一种方式高，理论依据是什么？高多少，必须要回答。
回答这两个问题之前我做了充分的了解，对“频率调节方式下的精度”我的定义是“在某种频率输入情况下控制系统能够读取数字的精度”，这样精度在具体描述是，我可以用系统能够识别的数字最小位除以数字的最大量程来表示，这类似模拟表能够识别的最小刻度类似。在具体量化时，我有意不用精度，而是把这个计算过程展示出来，这样大家才更容易明白我说什么。由于举例和计算都比较困难，所以我只考虑数字控制器的情形。因为数字控制器对模拟量和数字量处理都是数字量。我比较它数字量位数就可以了，在这种情况下，我们．ｍａｓｔｅｒDRIVES VC为例，模拟量A/D转换为11位，数字量输入位数为一个字（16位二进制数）或双字（32位二进制数）。所以得到了模拟输入精度和数字输入的准确值。对于模拟输入特别用多圈电位器印证这个精度可以达到。这里强调对于模拟量频率输入精度为0.1%，数字量高于0.006%，这个结果具有一般性。目前市面上的产品基本都是这个样。
这个题目可能刘老师没有搞懂擂主的意思：例如说，你用电阻、电压、电流等等任何方式想给定一个确定频率25HZ，但是频率显示不是你给定的频率25HZ，而是30HZ，有很大的误差；这种情况不会存在，因为变频器显示频率数据是输入量直接变换而来，变频器频率是设定频率而不是实际频率，因为一般变频器频率是不进行校正的，只有速度和力矩才有设定值和实际值之别。
再论“频率调节方式下的精度”
1、我们将变频器看成一个黑箱（BLACK BOX)，我也不管它是什么东东。
2、有一个输入用于变频器频率，它和频率一一对应，反正不存在一个输入量对应于两个频率，也不存在我需要的频率你不能给定。至于是不是线性管他呢。这个输入装置有一个最大值A（也就是输入的量程），它也必有一个可以识别，能够定的最小量a（比如在1和2之间，你可以判断它决不是3或0，那么这个最小刻度区间我们称为1）。输入精度可以用a/A表示，大家有没有意见。说不对的可以回帖。
3、可是变频器不一定买账，如果是数字量，它说“好吧，反正咱是一家人，习惯一样，你看咱们定一个协议，我只有这个能力，你尽可能住吧，但不要浪费，我的处理能力可以是16位或32位，你看着办”。但是对模拟量不同，咱得增加点关税，并且限额，它说：“好吧，你可以进来，（贸易自由嘛）我只给你11个位置（A/D转换只有11位）。”
4、于是对内对外就不一样了。对内“频率调节方式的精度”取决于频率给定存储单元的位数；对外就取决于A/D转换的精度与给定装置的精度的较小者。
5、实际我的这个解答是很明确的，并且公开计算依据和方法，完全可以根据产品手册，进行计算和印证。
6、有人认为模拟量输入精度就一定低，其实是不对的。因为用模拟量实现频率的同样精确的给定，也是可以的。问题是你需不需要，采用多圈电位器和普通电位器比较，精度已经提高一个数量级。再提高一两个数量级技术上完全没有问题，只是成本要比用数字量实现同样精度高得多。所以在目前应用的情况普遍情况频率给定精度为：模拟量0.1%（注意用普通给定电位器（一般角度在270度左右），精度只有1%不到），数字量精度可以达到0.006%或更高。一般情况下数字量输入精度比模拟量要高一到二个数量级。
许多事情呢，得一件一件做。这个擂台到目前为止讨论的都是频率设定值的问题。“我们可以精确控制电阻、电压、电流，可以设法提高控制电阻、电压、电流的精度或者分辨率，”我们又知道A/D转换的精度，A/D之后就是频率输入值，这样没有办法知道频率输入精度？！真是奇怪！
对于面板的显示频率是由内部16位二进制数给定，实际上频率显示是显示的频率输入。频率输出精度确实不知道，因为变频器的输出频率都不知道，怎么会有输出频率精度的概念呢？
有时中间变量精度要比最终变量精度高，因为如果中间变量的精度为S，那么经过运算后精度不会高于S。要保证结果符合精度S，那么中间变量精度必定高于S。
1、去年在调试一台锅炉恒压补水系统时，设置了压力的上限、下限，给定量了正常压力；
2、仔细观察变频器的工作频率，你会发现，你给定了压力，并不是给定了一个确定频率；
3、你给定的上限、下限，也不是给定了一个上限频率或者下限频率，你根本就不知道变频器的工作频率是多少，你只要知道压力低于、大于给定值时，频率是在增大或者是在减小；
4、就好像你在大路旁，搬起一块石头，你并不需要知道石头的重量，也不需要知道自己用了多大的力，你就是把石头搬起来了一样；
5、如果有人叫你先称量一下石头的重量，然后问你能以多大的精度出多大的力，最后决定叫你去搬石头，你觉得这个人的主意有必要吗？
我来谈一下这个问题，其实可以调速度有很多种，正如上面的网友所提到的电压/电流型的，脉冲型，现场总线型等等！
现在就我所涉及到两款变频器谈一下调速度中所遇到的一些问题：
1.西门子V10 22kw在客户端遇到，模拟量干扰严重，无法正常工作，到现在发现客户的模拟量的连线超过30米，而且使用电压型的模式，造成电路衰减和干扰都比较严重。后更换成电流型问题得到了解决，所以如果现场接线较长或者干扰比较大的情况下，电流型的还是比较可靠的！但是前提是内部电源的带载能力要比较强，或者可接外部电源。
2.在工业领域，很多频率的设定值，都通过总线来设定的，这就需要总线的冗余设计。
3.精度的高低还要看PID闭环的调节和参数的匹配呀，很多时候精度是上去了，但是开始自激，也是得不偿失的。
所以最好还是要说，具体问题具体分析。就像现在很多PID做成分段式的一样，根据需要来选择参数，同理精度不是在每种场合都那么重要的。
引用 刘志斌 的回复内容：1、楼主的问题，觉得精度不重要，觉得控制频率的方式很重要、很实用；2、因为控制频率的方式不同，适用不同的工况：1）一个粮食局的挂面机，用手动变频器控制卷麺机的速度，他只能用电位器；2）如果是传感器远距离控制频率，你就应该选用电流0-24mA的输入端，因为远距离电流信号不会失真；3）……3、所以用什么方式控制调节频率，不是精度的高低问题，而是是否适合工况的需要；
如果精度不是讨论主题，何必要设此擂台。
“如果是传感器远距离控制频率，你就应该选用电流0-24mA的输入端，因为远距离电流信号不会失真”
哪位听说过，或学习过，或用经验证明。即使把0－24ma改为0-20ma或4－20ma陈述依旧是错误的，传输1000米如何，但是数字通讯可以达到更小的失真。而不是没有失真。
引用 ly_milan 的回复内容：我来谈一下这个问题，其实可以调速度有很多种，正如上面的网友所提到的电压/电流型的，脉冲型，现场总线型等等！现在就我所涉及到两款变频器谈一下调速度中所遇到的一些问题：1.西门子V10 22kw在客户端遇到，模拟量干扰严重，无法正常工作，到现在发现客户的模拟量的连线超过30米，而且使用电压型的模式，造成电路衰减和干扰都比较严重。后更换成电流型问题得到了解决，所以如果现场接线较长或者干扰比较大的情况下，电流型的还是比较可靠的！但是前提是内部电源的带载能力要比较强，或者可接外部电源。2.在工业领域，很多频率的设定值，都通过总线来设定的，这就需要总线的冗余设计。3.精度的高低还要看PID闭环的调节和参数的匹配呀，很多时候精度是上去了，但是开始自激，也是得不偿失的。所以最好还是要说，具体问题具体分析。就像现在很多PID做成分段式的一样，根据需要来选择参数，同理精度不是在每种场合都那么重要的。
38楼许多看法都是正确的，但是有两点需要指出：
1、把抗干扰的信噪比性能不正确的和频率设定精度混淆，两者不是一个概念。但是实际应用中信噪比确实增加了数据的不确定性，降低了实际精度值。
2、将控制系统稳态误差和控制精度与频率输入的精度混淆。
如果变频器和电机即使负载都不变话，采取不同的频率调节方式，如下：
1、电位器控制
假设电位器在1/2 满自由角度时，对应的频率是30HZ。
A、那么，现在室温是30度，当温度到5度的时候，对应的频率就是不是30HZ了；
B、那么，如果这个电位器坏了，换个同型号的电位器，也放到1/2满自由角度时，对应的频率也不是30HZ了，当然电位器的精度会影响到这个频率偏差。
A+B综合作用时，即使是假设的30HZ频率设定，误差到10%很常见。 3HZ的偏差，大家认为是大是小呢。
C、电位器控制时，变频器的5V（10V）电路，如果是4.9V的话，貌似也影响输出频率。
JONA是做变频器设计的吗？想请问下，模拟量（电压、电流、电位器 、面板电位器）设定频率时，其他参数如上限、下限、增益、偏置等固定时，这个运算出来的频率与哪些参数有关?
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