摘要:本文主要介紹健身器材方面變頻器的應用,以及相關(guān)的調(diào)試說明
關(guān)鍵詞:健身器材 變頻器 臺達
一.引言
進行健身鍛煉時,體內(nèi)會發(fā)生一系列的生理生化變化:中樞神經(jīng)系統(tǒng)活動緊張,內(nèi)分泌機能提高,酶系統(tǒng)活躍,新陳代謝旺盛,單位時間內(nèi)的能量消耗數(shù)倍、十數(shù)倍于安靜狀態(tài),體內(nèi)的糖、脂肪被大量分解供能,蛋白質(zhì)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(yǎng)物質(zhì)的需求量大為增加。
合理營養(yǎng)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(yǎng)有著不同的需求特點。
健身器材,本身的發(fā)明是一個很讓人認可的事,將人們的運動由室外運動轉(zhuǎn)向室內(nèi)的運動,這是一個創(chuàng)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(jīng)常運動鍛煉的運動設備,而由滑雪運動發(fā)展而來的橢圓運動機成為一種運動設備的創(chuàng)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(chǎn)生更多力量和爆發(fā)力,神經(jīng)適應的功能也提升了肌力訓練的功能。此外,影響神經(jīng)系統(tǒng)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(jīng)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(diào)整的按鈕,通過這個按鈕用戶可以調(diào)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(huán)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(huán)境,聽著音樂,欣賞美好的景色。如果健身器材發(fā)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
[*]通過CE,UL國際認證;[*]VF及無感測向量控制,能夠在低速時提供高轉(zhuǎn)矩;[*]超低噪音,載波頻率可自1kHz-15kHz調(diào)整;[*]寬電壓范圍,-10%——+10%;[*]自動轉(zhuǎn)矩提升及自動滑差補償功能;[*]省能源運轉(zhuǎn)及自動穩(wěn)壓調(diào)節(jié)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(shù):[table][tr][td=1,1,284]
參數(shù)名稱 [/td][td=1,1,284]
設置內(nèi)容
[/td][/tr][tr][td=1,1,284]
P00主頻率輸入來源設定
[/td][td=1,1,284]
3
[/td][/tr][tr][td=1,1,284]
P01運轉(zhuǎn)信號來源設定
[/td][td=1,1,284]
4
[/td][/tr][tr][td=1,1,284]
P04最大電壓頻率選擇
[/td][td=1,1,284]
60
[/td][/tr][tr][td=1,1,284]
P05最高輸出電壓選擇
[/td][td=1,1,284]
220
[/td][/tr][tr][td=1,1,284]
P24禁止反轉(zhuǎn)功能設定
[/td][td=1,1,284]
1
[/td][/tr][tr][td=1,1,284]
P52電機額定電流設定
[/td][td=1,1,284]
1.8
[/td][/tr][tr][td=1,1,284]
P53電機無載電流設定
[/td][td=1,1,284]
0.7
[/td][/tr][tr][td=1,1,284]
P92通訊資料格式
[/td][td=1,1,284]
3
[/td][/tr][tr][td=1,1,284]
P105控制模式
[/td][td=1,1,284]
1
[/td][/tr][tr][td=1,1,284]
P106電機額定轉(zhuǎn)差
[/td][td=1,1,284]
4.3
[/td][/tr][/table] 其它參數(shù)默認
現(xiàn)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(shù)據(jù).[table][tr][td=1,1,189]
工作頻率(HZ)
[/td][td=1,1,189]
空載電流(A)
[/td][td=1,1,189]
負載電流(A)
[/td][/tr][tr][td=1,1,189]
10
[/td][td=1,1,189]
0.9
[/td][td=1,1,189]
1.2-1.3
[/td][/tr][tr][td=1,1,189]
20
[/td][td=1,1,189]
0.9
[/td][td=1,1,189]
1.2-1.3
[/td][/tr][tr][td=1,1,189]
30
[/td][td=1,1,189]
0.9
[/td][td=1,1,189]
1.3-1.4
[/td][/tr][tr][td=1,1,189]
40
[/td][td=1,1,189]
0.9
[/td][td=1,1,189]
1.4-1.5
[/td][/tr][tr][td=1,1,189]
50
[/td][td=1,1,189]
0.9
[/td][td=1,1,189]
1.3-1.4
[/td][/tr][tr][td=1,1,189]
60
[/td][td=1,1,189]
0.8
[/td][td=1,1,189]
1.1
[/td][/tr][/table]測試結(jié)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(nèi),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(wěn)定的運行要求。
六.調(diào)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(xiàn)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(zhuǎn)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(jīng)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(xiàn)出來的性能很大程度上依賴其內(nèi)部所設定的交流電機數(shù)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(shù)(例如額定電壓,額定電流,空載電流,阻抗,感抗等)。有些參數(shù)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(nèi)部參數(shù),就無法簡單得到。于是臺達變頻器提供電機參數(shù)的自整測功能,這個功能能夠自動計算出這些參數(shù)。臺達M系列目前提供兩種方式的電機參數(shù)量測功能:靜態(tài)量測和動態(tài)量測。靜態(tài)量測和動態(tài)量測唯一的區(qū)別就是動態(tài)量測能夠檢測出電機的空載電流。靜態(tài)量測執(zhí)行時電機不會出現(xiàn)運行,一直處于靜止狀態(tài),主要用于電機和負載無法脫離的場合;動態(tài)量測執(zhí)行時電機會出現(xiàn)運行狀態(tài),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(yōu)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(wěn)定可靠,維護方便。接線圖如下:
七.結(jié)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(wěn)定性,安全性,調(diào)速方便,性能優(yōu)越的產(chǎn)品越來越受到大家的喜愛。使用臺達變頻器的震動機,調(diào)試效果客戶非常滿意,低速力矩大,全速范圍內(nèi)的電機工作電流都低于電機額定電流,保證了電機長期穩(wěn)定運行,滿足了出口機器的要求。