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      臺達變頻器在健身器材上的應用

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      臺達變頻器在健身器材上的應用
         相關品牌: 臺達
         相關產品: 變頻器
         更新時間: 2007-7-23 17:23:13
         點擊次數: 45
       

      摘要:本文主要介紹健身器材方面變頻器的應用,以及相關的調試說明

      一.引言

        進行健身鍛煉時,體內會發生一系列的生理生化變化:中樞神經系統活動緊張,內分泌機能提高,酶系統活躍,新陳代謝旺盛,單位時間內的能量消耗數倍、十數倍于安靜狀態,體內的糖、脂肪被大量分解供能,蛋白質代謝更新加快,大量的維生素、無機鹽參與分解代謝而加大了損耗丟失過程。這些變化,使機體對各種營養物質的需求量大為增加。
      合理營養與體育鍛煉是維持和促進健康的兩個重要條件。在群眾性健身鍛煉活動中,因各個項目代謝特點不同而對合理營養有著不同的需求特點。

        健身器材,本身的發明是一個很讓人認可的事,將人們的運動由室外運動轉向室內的運動,這是一個創舉。我們不用為每天刮風下雨影響鍛煉效果而在意,這樣就使得跑步機成為健身器材中最受歡迎的設備,例如健身車,樓梯機,劃船機運動是我們可以經常運動鍛煉的運動設備,而由滑雪運動發展而來的橢圓運動機成為一種運動設備的創新。

        震動訓練起源于冬季滑雪運動,利用震動強直性震動反射(tonic vibration reflex,TVR)增加更多的運動單位(motor units)來進行肌力訓練,這可以使最大肌的收縮產生更多力量和爆發力,神經適應的功能也提升了肌力訓練的功能。此外,影響神經系統功能的震動同時也運用在物理治療中,對于帕金森氏癥PD(Parkinson`s disease)和運動傷害的前十字韌帶損傷ACL(Anterior Cruciate Ligament Ruptur)等等都也有治療的效果。

      二.機器介紹














         電機帶動小輪(直徑為50mm),小輪通過皮帶帶動左右兩個大輪(直徑為100mm),大輪上面的平板做上下運動,運動幅度為13mm.機器箱大小為700mm*630mm*175mm(長*寬*高),變頻器與旁邊物體的空間為;左右兩邊的空間為80mm和100mm,上蓋為100mm,下蓋為100mm,面板空間高度為70mm.見下圖.

        客戶要求變頻器工作頻率范圍為10-60HZ.震動機每次工作的周期為5分鐘. (工作周期為5分鐘的含意是震動機的控制器程序上已經設置好每工作一次最長只能有5分鐘.面板上有一個速度調整的按鈕,通過這個按鈕用戶可以調整震動速度,速度默認為36HZ;一個激活按鈕和一個停止按鈕,當按激活按鈕后,機器開始運行,如果不按停止按鈕,機器就會以開始設定的頻率一直工作,5分鐘后自動停止.停止后需要重新按激活按鈕,下一個循環才會重新開始.)

      三.對于變頻器的要求

      1.安全性能

        任何電器的使用,安全性能是第一要求。通過CE和UL認證的變頻器,是最好的選擇。

      2.低速力矩

        由于健身器材工作的速度范圍寬,對應變頻器的工作頻率范圍就會比較大,一般情況下速度高時輸出力矩都不會存在問題。低速工作時由于電機損耗占輸入電壓的比例不能夠忽略不計,而且某種程度上的會影響電機的輸出力矩,所以在選擇變頻器上要選擇一款能夠滿足這個要求的型號。

      3.靜音

        人在鍛煉身體的時候都希望能夠有一個良好的環境,聽著音樂,欣賞美好的景色。如果健身器材發出很大的噪音,就會嚴重影響到鍛煉者的心情。

      四.臺達M系列變頻器的特點

      1. 通過CE,UL國際認證;
      2. VF及無感測向量控制,能夠在低速時提供高轉矩;
      3. 超低噪音,載波頻率可自1kHz-15kHz調整;
      4. 寬電壓范圍,-10%--+10%;
      5. 自動轉矩提升及自動滑差補償功能;
      6. 省能源運轉及自動穩壓調節功能;

      五.測試情況介紹

        測試變頻器型號:007M11A (輸入:1PH 100-120V 50/60HZ 16A
        輸出:3PH 0-240V 4.2A)
        電機型號: 50HZ/230V/0.37KW/1.82A/1370RPM
        變頻器設置參數:


      參數名稱

      設置內容

      P00主頻率輸入來源設定

      3

      P01運轉信號來源設定

      4

      P04最大電壓頻率選擇

      60

      P05最高輸出電壓選擇

      220

      P24禁止反轉功能設定

      1

      P52電機額定電流設定

      1.8

      P53電機無載電流設定

      0.7

      P92通訊資料格式

      3

      P105控制模式

      1

      P106電機額定轉差

      4.3

      其它參數默認

        現場測試情況:變頻器進線電壓為109V,分別對使用的頻率段進行了空載以及負載的測試(負載情況為一個人站在震動機上,體重為70KG左右),以下表格為測試數據.

      工作頻率(HZ)

      空載電流(A)

      負載電流(A)

      10

      0.9

      1.2-1.3

      20

      0.9

      1.2-1.3

      30

      0.9

      1.3-1.4

      40

      0.9

      1.4-1.5

      50

      0.9

      1.3-1.4

      60

      0.8

      1.1

      測試結果電機負載電流在電機額定電流和變頻器額定輸出電流以內,低速高速都能夠輸出足夠的力矩達到使用者的要求,滿足長期穩定的運行要求。

      六.調試時需要注意的問題:

      1.由于客戶需要在低頻率工作,普通異步電動機在低速情況下輸出力矩一般都會存在不足。針對這種現象,使用比較先進的無感測矢量控制方式。這種控制方式在不需要外部轉速反饋的情況下(對于外部接線沒有任何增加),得到比較硬的機械特性。矢量控制方式的運用,使異步電動機的低頻工作特性達到了十分完美的地步,與直流電動機相比,已經毫不遜色了。在低頻力矩方面,能夠提供5HZ時150%的輸出力矩。

        由于矢量控制所表現出來的性能很大程度上依賴其內部所設定的交流電機數學模型,所以運行前必須要讓變頻器了解到其控制電機的基本參數(例如額定電壓,額定電流,空載電流,阻抗,感抗等)。有些參數是很容易得到的,例如額定電壓,額定電流,在電機的銘牌上就有標識;而像阻抗,感抗等電機內部參數,就無法簡單得到。于是臺達變頻器提供電機參數的自整測功能,這個功能能夠自動計算出這些參數。臺達M系列目前提供兩種方式的電機參數量測功能:靜態量測和動態量測。靜態量測和動態量測唯一的區別就是動態量測能夠檢測出電機的空載電流。靜態量測執行時電機不會出現運行,一直處于靜止狀態,主要用于電機和負載無法脫離的場合;動態量測執行時電機會出現運行狀態,主要用于電機空載能夠運行的場合。

      2.上位機同變頻器之間是通過通訊的方式來工作,這種方式的優點是接線簡單(只需要兩根線),使用標準接口,抗干擾能力強,穩定可靠,維護方便。接線圖如下:

      七.結束語

        目前健身器材越來越普及,對于健身器材的要求也越來越高,穩定性,安全性,調速方便,性能優越的產品越來越受到大家的喜愛。使用臺達變頻器的震動機,調試效果客戶非常滿意,低速力矩大,全速范圍內的電機工作電流都低于電機額定電流,保證了電機長期穩定運行,滿足了出口機器的要求。


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