【導讀】《電機能效提升計劃（2021-2023）》中提到，加快高效節能電機推廣應用，推進(jìn)電機系統智能化，電機系統數字化應用。ZLM3100S電機驅動(dòng)器為此量身設計，助力工業(yè)風(fēng)機、水泵行業(yè)電機能效提升改造。
永磁同步電機（PMSM）在轉子上使用永磁體提供勵磁，因此轉子上無(wú)銅損和鐵損，另一方面無(wú)勵磁電流，不需要從電網(wǎng)吸收無(wú)功電流，所以電機在很寬的負載范圍內能保持接近于1的功率因數，高效節能。
隨著(zhù)近十年來(lái)高耐熱性、高磁性能永磁體的成功研發(fā)并產(chǎn)業(yè)化，集成電路和電力電子元件技術(shù)的快速發(fā)展，永磁同步電機迎來(lái)了一個(gè)黃金時(shí)代，在新能源汽車(chē)、軌道交通、電梯、醫療器械、石油化工、家電、風(fēng)機、水泵等行業(yè)得到了廣泛的應用。風(fēng)機主要應用于冶金、電力、城市軌道交通、養殖、工廠(chǎng)、高層建筑等各種場(chǎng)所通風(fēng)換氣，本章將帶大家快速使用ZLM3100S驅動(dòng)器驅動(dòng)永磁同步電機風(fēng)機。
驅動(dòng)器工作原理簡(jiǎn)述
永磁同步電機的定子有三相繞組，三角形的聯(lián)結方式由于三相繞組不完全對稱(chēng)，內部會(huì )產(chǎn)生環(huán)流，所以基本上都為星形聯(lián)結方式，將定子三相繞組接到示波器測量它的電壓，勻速轉動(dòng)它的轉子，可以在示波器上看到3根正弦曲線(xiàn)，而且三根曲線(xiàn)兩兩相位差為120°，這是發(fā)電機。那么反過(guò)來(lái)我們在永磁同步電機定子的三相線(xiàn)圈上輸入三相正弦電壓，相位差兩兩相差120°，就可以讓永磁同步電機平穩高效地運轉，就是電動(dòng)機啦。
驅動(dòng)器的工作原理是先將三相（或單相）電壓整流、濾波得到直流電，然后使用 SVPWM 技術(shù)產(chǎn)生調制信號，驅動(dòng)三相逆變電路，合成出等效的三相正弦電壓來(lái)驅動(dòng)電機。
圖1 驅動(dòng)器系統框圖
ZLM3100S驅動(dòng)器介紹
圖2 ZLM3100S驅動(dòng)器
1. 簡(jiǎn)介
ZLM3100S是新一代風(fēng)機、水泵高效節能的永磁同步電機驅動(dòng)器，該驅動(dòng)器可以裝在電機尾部，和電機進(jìn)行全封閉一體式結構設計，結構緊湊，防護能力強；高功率密度，節能、高效，符合國家能效等級標準；該電機驅動(dòng)器采用無(wú)感矢量變頻技術(shù)，具有節能、安靜、高可靠等特點(diǎn)；采用無(wú)位置傳感器的技術(shù)，零速啟動(dòng)，自動(dòng)弱磁控制，最大轉矩控制等功能；其中支持“電壓自適應”算法，硬件無(wú)高壓電解電容器設計和“高壓電源變換”技術(shù)，主板體積小、發(fā)熱量低、抗干擾能力強、壽命長(cháng)。
2. 驅動(dòng)器參數
ZLM3100S驅動(dòng)器快速使用
ZLM3100S驅動(dòng)器使用無(wú)感FOC控制，通過(guò)精確地控制磁場(chǎng)大小與方向，使得電機的運動(dòng)轉矩平穩、噪聲小、效率高，并且具有高速的動(dòng)態(tài)響應等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)在于需要進(jìn)行參數整定，匹配電機參數。
1. 標配電機參數
使用標配電機參數差不多的電機，可直接使用ZLM3100S驅動(dòng)器平穩驅動(dòng)。
2. 安裝散熱器
IGBT模塊是大功率器件，在工作時(shí)會(huì )產(chǎn)生大量的熱量，IGBT模塊正常工作時(shí)結溫的范圍是-40℃~150℃，驅動(dòng)器輸出功率較大時(shí)需要安裝散熱器輔助散熱，才能將IGBT模塊的溫度控制在工作范圍內。一般將驅動(dòng)器安裝在電機后端蓋，利用電機殼體散熱，自然冷卻。
圖3 散熱器安裝過(guò)程
3. 驅動(dòng)器接線(xiàn)
ZLM3100S驅動(dòng)器單臺設備接線(xiàn)圖如下圖所示，多臺設備連接可根據單臺設備接線(xiàn)圖擴展。示例中使用空氣開(kāi)關(guān)作為主開(kāi)關(guān)，由于空氣開(kāi)關(guān)不能頻繁操作，所以這適用于不需要頻繁通斷電的使用場(chǎng)景，若需要頻繁通斷電，需要在空氣開(kāi)關(guān)和驅動(dòng)器電源之間加裝接觸器。驅動(dòng)器作為從設備，RS485通訊接口默認不焊接120Ω終端電阻，多臺設備組網(wǎng)時(shí)，需要在最后一臺設備的RS485接口處添加120Ω電阻（1/4W），以保證通訊質(zhì)量。在復雜的工業(yè)環(huán)境和長(cháng)距離通訊時(shí)，RS485通訊線(xiàn)使用雙絞屏蔽線(xiàn)。
ZLM3100S驅動(dòng)器的RS485總線(xiàn)默認最大支持32個(gè)節點(diǎn)，若需要支持更多的節點(diǎn)需要聯(lián)系我們修改電路配置，或使用RS485中繼器。
圖4 ZLM3100S接線(xiàn)圖
4. 電位器調速
接好線(xiàn)之后接通電源，電機就能運轉起來(lái)了，默認以1320RPM轉速運行，如果想要調節轉速，有兩種方式，RS485調速和電位器調速，電位器調速功能默認使能，接好電位器后，旋轉電位器即可讓電機在500RPM~1320RPM轉速范圍內運轉。
圖5 風(fēng)機運行
若只使用485調速，為防止誤動(dòng)作，用串口助手軟件以16進(jìn)制發(fā)送命令：01 06 00 06 00 00 69 CB，即可將模擬調速功能失能。
圖6 模擬調速功能失能設置
5. RS485調速
示例-設置轉速
設備地址：1
期望轉速：1320RPM
● 請求幀
● 應答幀
與請求幀一致。
6. 智能風(fēng)機系統
EsDA +MPC-ZC1工控單板+ ZLM3100S電機驅動(dòng)器可快速搭建智能風(fēng)機控制系統。
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