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　　一、摘要

　　歐瑞傳動電氣有限公司自從開發出矢量控制變頻器以后應用領域不斷拓寬，民用跑步機的變頻器應用就是其中的一個很好的例證，歐瑞傳動F2000變頻器具有低頻力矩大、轉速平穩、調速范圍寬、電磁噪音小、使用方便等特定，本文就跑步機的特點詳細的介紹了歐瑞變頻器在此行業的應用。 

　　二、關鍵詞：F2000變頻器、跑步機、電磁噪聲、轉速脈動

　　從早期的跑步機作為一種奢侈品，到現在普通家庭和健身中心皆有跑步機，是社會進步的象征。跑步機所使用的機電控制系統也是與時俱進，由早期的調壓調速/直流調速，發展到目前的變頻調速，高級一點的跑步機變頻器大體使用v/f或者磁通矢量控制方式，使得跑步機的跑感更佳，跑起來更順暢自然。 

　　三、歐瑞變頻器在跑步機上的改造優勢

　　1．提供靜音化設計

　　由于普通變頻器使用環境是在工業環境里，對于噪音管理不是很嚴格，一般在8K載頻就可以了；跑步機一般的使用環境是在室內，對于靜音也有特別的要求。跑步機以電機帶動減速機透過滾筒來運轉跑步帶，這一系列的機電及機械運作過程，也會產生一定的聲響。使用變頻器來控制電機，電機在運轉的過程中會發出一種高頻的嘯叫聲，也就是輸出脈沖通斷過程產生的尖峰電壓產生的諧波，我們稱之為電磁噪音。這種噪音使跑步者產生不舒服感覺，而且這種噪音一般很難被其它聲音掩蓋。

　　一般的方法是調整變頻器的載波頻率，就可滿足使用者的要求，電機發出的噪音也就不是很明顯。

　　2．控制方式為先進的磁通矢量控制

　　目前在跑步機的變頻器有兩種控制方式，一種是V/F控制，一種是磁通矢量控制。

　　V/F控制，實際就是可變化的頻率對應著可變化的輸出電壓的簡稱。變頻器輸出一個頻率對應著一個電壓，低頻時，由于輸出電壓較低，轉矩受定子電阻壓降的影響比較顯著，使輸出最大轉矩減小。另外，其機械特性終究沒有直流電動機硬，動態轉矩能力和靜態調速性能都還不盡如人意，控制曲線會隨負載的變化而變化，轉矩響應慢、電機轉矩利用率不高，同時低速時因定子繞組壓降和逆變器死區效應的存在而性能下降，穩定性變差等。  

　　磁通矢量控制方式，是基于磁場定向控制理論發展而來的，它的基本控制思想將異步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量 （勵磁電流） 和產生轉矩的電流分量 （轉矩電流） 分別加以控制，并根據輸入的電動機的銘牌參數，按照轉矩計算公式分別對作為基本控制量的勵磁電流（或者磁通）和轉矩電流進行檢測，并通過控制電動機定子繞組上的電流使勵磁電流（或者磁通）和轉矩電流的指令值和檢測值達到一致，并輸出轉矩，從而實現矢量控制。

　　在低頻力矩方面，歐瑞變頻器能夠提供9Hz時和50Hz普通電機一樣的運轉特性。在高速方面，由于電機在0-50Hz屬于恒轉矩控制，在50-100Hz屬于恒功率輸出，可能會出現在100Hz時，力矩不夠用的情況。歐瑞變頻器50Hz以上做了特殊處理，使得50Hz以上也可以穩定輸出力矩。在客戶現場進行跑步機的實地測驗，從低頻到高頻，效果良好。

　　3．安全性保護措施

　　因為跑步機使用的場所為一般住宅或健身運動中心，其使用的電源為一般市電。當負載在無法預知使用者的設定速度以及使用者的體重情況下，設計者必須考慮此變數，而此項變數將會有可能造成瞬間低電壓誤報動作和誤報警。

　　由于跑步機特殊的家用環境，用配電容量和電網電壓質量的影響，欠壓是跑步機運行過程中最容易出現的異常情況。而通用變頻器對欠壓故障的處理方式全部為自由停車，此時，跑步機電機瞬時掉電，跑步機急速停止，這樣情況尤其在高速跑步機，對人非常危險。歐瑞跑步機專用變頻器在150—250V電壓之間能夠工作，讓由于突發性負載原因造成停機的可能性大幅降低。即使停機也是按照減速停車的方式，以免發生摔倒使用者，對人身是一種良好保護。

　　4．舒適性處理方式

　　既然變頻器是人們的強身健體工具，那么與人有關的設備在運動過程中，必然要提出舒適性的要求。在跑步過程中，由于跑步的速度需要根據要求或者按照設定的程序調速運行，并且在跑步過程中變頻器承受的是一個脈動負載，那么變頻器能夠提供的穩態轉速精度和動態響應速度對跑步機的舒適性將起到關鍵左右。比如，在低頻時，歐瑞F2000系列變頻器良好的穩態轉速精度（轉速脈動小）可以讓人感覺到的“踩海綿”的感覺大大降低甚至消失。在低速和高速逆向踩踏皮帶時，也沒有出現電機減速的現象。

　　歐瑞傳動有自己研發的軟件程序，在研發中把部分的工業程序給省掉，留出足夠的運算時間給芯片，芯片的掃描和運算時間大大提高了。在跑步過程中，由于變頻器快速的動態響應時間，快于跑步者步幅產生的脈動，動態精度大大提高，從而大大提高了跑步過程中的舒適性，使人沒有趔趄的感覺。

　　四、結束語

　　以歐瑞F2000 變頻器驅動普通異步電機做為電動跑步機的驅動具有電機維護、采購方便，完全適合跑步機行業的一切應用，具有較為廣闊的市場前景！