Application of Delta Inverter in Treadmill Control System

摘 要：隨著生活水平的提高，人們?cè)絹碓街匾曌陨淼纳眢w健康，更熱衷于參加各種體育運(yùn)動(dòng)，其中借助跑步機(jī)進(jìn)行鍛煉，其運(yùn)動(dòng)形式簡單，適合在家庭或者健身房室內(nèi)使用。本文對(duì)臺(tái)達(dá)變頻器在跑步機(jī)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用相關(guān)問題作了簡要討論。

Abstract: With the improvement of living standard, people care more and more about health and keen on taking all kinds of sports. Using treadmill to do physical excise is suitable in indoor and gym as the simple excising form. The article briefly discusses the application of Delta inverter in treadmill control system.

關(guān)鍵詞：跑步機(jī) 變頻器 控制系統(tǒng)

Key words: Treadmill Inverter Control system

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1 引 言

用跑步機(jī)比在戶外路面上跑zui大的好處就是跑步機(jī)提供了避震效果，大量消除了每一步伐的反作用沖擊力，保護(hù)了你的膝蓋關(guān)節(jié)，因此近年來倍受歡迎。跑步機(jī)的基本功能就是構(gòu)建一條運(yùn)動(dòng)的跑道（跑步帶），跑道的運(yùn)動(dòng)方向與運(yùn)動(dòng)者的跑動(dòng)方向相反，但速度必須自動(dòng)保持*，這樣就使得運(yùn)動(dòng)者能夠在原地進(jìn)行跑步鍛煉了。如果說馬達(dá)是跑步機(jī)的心臟，那么機(jī)電系統(tǒng)的功能就是跑步機(jī)的心肺功能。完善的機(jī)電系統(tǒng)，可以充分地發(fā)揮馬達(dá)的功率效能。跑步機(jī)所使用的機(jī)電系統(tǒng)也在與時(shí)俱進(jìn)，由早期的SCR系統(tǒng)發(fā)展到目前的PWM系統(tǒng)?，F(xiàn)在市面上的跑步機(jī)大都使用PWM系統(tǒng)，比起舊式的SCR系統(tǒng)，現(xiàn)代跑步機(jī)的跑感更佳，跑起來更平暢自然，應(yīng)用臺(tái)達(dá)變頻器研制的跑步機(jī)如圖1所示。

2 臺(tái)達(dá)跑步機(jī)變頻器的特點(diǎn)

變頻器是跑步機(jī)的核心，與市場上其它跑步機(jī)相比，臺(tái)達(dá)生產(chǎn)的跑步機(jī)變頻器針對(duì)性強(qiáng)，*符合跑步機(jī)的運(yùn)行特性，該變頻器在以下幾個(gè)方面有其*的優(yōu)勢。

1 提供較寬的載波頻率范圍

由于使用環(huán)境以及使用對(duì)象的特殊性，跑步機(jī)的控制性能有區(qū)別于其它電機(jī)控制的特殊要求。跑步機(jī)一般的使用環(huán)境是在室內(nèi)，對(duì)于*也有特別的要求。跑步機(jī)以馬達(dá)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)皮帶，再透過滾筒來運(yùn)轉(zhuǎn)跑步帶，這一系列的機(jī)電及機(jī)械運(yùn)作過程，會(huì)產(chǎn)生一定的聲響。如果使用變頻器來控制電機(jī)，電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中會(huì)發(fā)出一種高頻的嘯叫聲，這種嘯叫聲稱為電磁噪音。該種噪音容易使人產(chǎn)生焦躁的情緒，而且這種噪音一般很難被其它聲音掩蓋。消除噪音的方法是調(diào)整變頻器的載波頻率，通常能夠調(diào)整的zui大值為15kHz。在其它的環(huán)境中，將載波頻率調(diào)整到zui大（15kHz）,就可能滿足使用者的要求，這時(shí)電機(jī)發(fā)出的噪音并不明顯?，F(xiàn)在各生產(chǎn)廠家對(duì)于機(jī)械部分都采取了一些防噪的措施，因此跑步機(jī)使用的環(huán)境背景噪音都比較小，這就使得原本在其它場合不是很明顯的電磁噪音特別的刺耳。針對(duì)這種特殊需求，臺(tái)達(dá)跑步機(jī)變頻器將載波頻率的可調(diào)整zui大值上升到16kHZ，再一次降低了電機(jī)發(fā)出的噪音分貝，使得運(yùn)動(dòng)者能夠在更加良好的環(huán)境中鍛煉身體。

2 控制方式為SPWM，提供無速度矢量控制方式

該控制方式在不需要外部轉(zhuǎn)速反饋的情況下（對(duì)于外部接線沒有任何增加），可得到比較硬的機(jī)械特性。矢量控制方式的運(yùn)用，使異步電動(dòng)機(jī)的低頻工作特性達(dá)到了十分*的地步，與直流電動(dòng)機(jī)相比，已經(jīng)毫不遜色了。在低頻力矩方面，能夠提供5Hz時(shí)150%的額定輸出力矩。

3 提供較低的瞬間低電壓準(zhǔn)位值

因?yàn)榕懿綑C(jī)使用的場所為一般住宅或運(yùn)動(dòng)中心，其使用的電源為一般市電。當(dāng)負(fù)載在無法預(yù)知使用者的設(shè)定速度以及使用者的體重情況下，設(shè)計(jì)者必須考慮該類變數(shù)的影響，該變數(shù)將有可能造成瞬間低電壓偵測動(dòng)作。為防止Lv偵測動(dòng)作，臺(tái)達(dá)跑步機(jī)變頻器增加了一個(gè)參數(shù)：Lv準(zhǔn)位設(shè)定。根據(jù)客戶的實(shí)際使用情況設(shè)置這個(gè)參數(shù)，能夠?qū)⒌碗妷簣?bào)警的電壓值自由設(shè)定，讓由于突發(fā)性負(fù)載原因造成停機(jī)的可能性大幅降低。

4 提供標(biāo)準(zhǔn)的485通訊接口

使用標(biāo)準(zhǔn)的485通訊接口，可使調(diào)試和使用過程變得動(dòng)更加簡單方便，原本每一臺(tái)變頻器都需要手工設(shè)置參數(shù)，現(xiàn)在只需要執(zhí)行下載參數(shù)，該參數(shù)就會(huì)快捷地寫入到變頻器中，減輕了調(diào)試人員的重復(fù)勞動(dòng)量；在配線方面也更加簡潔，485通訊只需要連接兩根信號(hào)線（SG+/SG-）。由于變頻器本身就是一個(gè)干擾源，485接口在抗*力上比模擬量輸入強(qiáng)。

5 在485通訊控制的方式下，外部端子能夠接受EF信號(hào)

跑步機(jī)在正常運(yùn)行的情況下是看不出這個(gè)功能的重要性的，但是一旦出現(xiàn)問題，例如zui嚴(yán)重的就是當(dāng)控制器死機(jī)時(shí)，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)不受控制，這種情況很容易對(duì)鍛煉者造成身體的傷害。如果能夠提供一個(gè)功能，直接命令變頻器停止輸出（停止工作），讓電機(jī)自由停車，就會(huì)減小出<全新產(chǎn)品我們現(xiàn)貨多，價(jià)格好，并提供長達(dá)一年的全國質(zhì)量聯(lián)保期。
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