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2.3 变频器工作原理
变频器（Variable-frequency Drive，VFD），是用来改变交流电动机工作频率进而能够灵活地调节电动机同步转速的电力控制设备，微电子技术被广泛应用在变频器中
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变频器分为：交--交型和交--直--交型。顾名思义，交--交型输入和输出均为交流，将输入的工频电流直接转变为电压、频率均可调的交流电；交--直--交型则是输入为工频交流电，通过整流变为直流电，再将直流电转变成电压、频率均可调的交流电，这种变频器的使用最为广泛。
在三相电机的变频调速中，变频器对电机调速原理是：n = 60fp(1-s) n: 电机的转速 f: 电源频率 p: 电机磁极对数 s：电机的转差率。
变频器的优点体现在以下几个方面：（1）变频节能，对于风机、水泵之类的流量机械，传统的流量控制方法是调节出口挡板阀门开度节流调节，造成大量的能量损失在节流的过程中，运用变频器可根据实际需要调节电机转速进而调节流量大小，避免了节流损失。（2）功率因数补偿，无功功率会增加设备的发热，会使整个电网功率因数降低，浪费资源，变频器的内部滤波电容可以使无功功率降低。（3）软启动，电机硬启动对电网会造成严重的冲击，在电动机启动时，瞬间产生的电流会比额定电流高5-6倍，这是因为电机在运转之前相当于一个线圈电阻，对设备，管路极为不利，空气断路器容易跳开。使用变频器启动，可以使启动电流从零开始，减小了对电网的冲击
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在生产生活中针对不同的负载，选用的变频器也是不同的，人们在实践中主要将负载分为三类：（1）恒转矩负载，如传送带、挤压机等，这类负载最大的特点就是转矩与转速无关。（2）恒功率负载，如造纸机、机床主轴等，这类负载的最大特点是转矩与转速大体成反比，因此功率是恒定的。（3）流体机械负载，如风机、水泵
等。这类负载随叶轮的转动，此类负载所需的功率与速度3次方正比。
2.4 PID作用概述
PID作用，及比例（proportion）、积分（integration）、微分（differentiation）作用，是工业控制中应用最广泛的反馈调节，PID作用由比例单元、积分单元、和微分单元组成。其输入e (t）与输出p (t）的关系为：
p(t)?k[e(t)?1de(t)e(t)dt?TD] TD?dt式中积分的上下限分别是0和t，因此它的传递函数为：
G(s)?
P(s)1?k[1??TD?s] E(s)TI?s【15】
其中k为比例系数； TI为积分时间常数； TD为微分时间常数。
比例作用规律是成比例地反应变差大小的作用规律，偏差一经出现，比例作用立刻响应，但当只有比例作用是，系统却会出现静态偏差。在实际情况中，由于系统具有惯性，所以当偏差出现时，过一段时间才有输出，因此比例作用不能太强，否则会造成系统震荡。
积分作用是输入偏差积分的正比，作用是用于消除静态偏差，弥补比例作用的不足。积分作用是只要存在着误差，该作用就一直存在，直到误差为0，因此可以消除静态偏差。积分作用的强弱由积分时间TI决定。相比于比例作用规律，积分作用规律是不及时的，容易造成被控量的大起大落，所以在参数整定的过程中，TI一般是按照宁大勿小的原则。
微分作用是输入偏差的微分的正比，能够实现提前控制，也可以理解为防止偏差产生的能力。参数微分时间TD是用于调节微分作用强弱的参数。但是，微分时间不能单独作用于调节器对系统进行调节，一般是和PI作用结合到一起组成PID作用16。
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第三章 控制系统硬件介绍
3.1 PT100温度传感器和变送器
PT100是一种温度和阻值成正比的铂热电阻
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。其具体对应关系如图3-1所示：
3-1 PT100温度阻值关系图
PT100阻值会随着温度的增加而做线性均匀的增加，被广泛地应用于高精度的设备当中。PT100温度传感器就是PT100热电阻。PT100变送器又被称为信号转换器，由测量单元、信号处理和信号电路组成，有的直接安装在PT100电阻的接线盒内，称为一体化的温度变送器，变送器将不同温度的电阻阻值转变为相应的4-20mA标准电流信号输出。
有些时候，因为热电阻是安装在生产现场之中的，通过导线把电阻信号传递到控制装置，所以导线会对测量信号有一定的影响的引线分为三种方式：
二线制：热电阻只于一根导线串联来引出电阻信号的方式叫二线制，接线简单，
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。为了消除影响，国际上把热电阻
但由于引线电阻r的存在，测量精度势必会降低，r的大小与导线的长度和材料有关。 三线制：所谓三线制，是在热电阻一端连接两根引线，另一端连接一根引线。通常作为一个电桥桥臂，此种接线方式因为可以较好地消除引线电阻的影响，所以作为最常用的接线方式应用于工业控制当中。
四线制：四线制即是在电阻两端各接两根引线，一般工业上很少使用，主要用于高精度温度检测中。
采用三线制接法的热电阻是最常见的。采用三线制的目的是为了消除连接导线电阻所引起的测量误差。此接线电路为不平衡电桥。热电阻和其连接导线作为电桥的一个桥臂，因为导线电阻也随温度变化不可忽略不计，所以会造成测量误差。采用三线制，电阻一端引出的两根导线分别接到电流计及与其相邻的桥臂上，另一端则与电源相连，这样就消除了导线线路电阻带来的测量误差。三线制接线方法是工业上应用最广泛的PT100电阻接线方法。
PT100传感器的三种接线接线方式如图3-2所示。