Origin软件在变频器数据处理中的应用

来源：农机使用与维修作者：佚名 2015-03-17 08:49:37

摘要：Origin软件可以根据数据绘制出包括直线形、抛物线和立体等满意的图形，还可以对数据进行拟合处理，并能在一个图中处理多组数据在变频器模拟量控制教学中，对实验获得的多组数据采用Origin处理，不仅可以使学生能直观的了解变领器输出量之间的关系，更能培养学生的数据处理和分析能力。

0 引言
变频器作为工业自动化控制装置，其使用将越来越广泛，变频器作为职业院校机电类专业学生必修的专业核心课程，在学习过程中起着重要的作用，因此，在教学中要尽可能的使学生了解其控制原理及特点。而职业院校学生实际操作能力强，但数据的处理往往不能达到理想的效果，大多数同学无法从其记录的数据中发现数据的规律及数据间的关系，因此数据处理软件显得尤为重要，论文主要针对变频器控制中所输出的数据使用Origin软件进行分析和处理。

    1 变频器的控制方式
    文中所采用的变频器为西门子M M420，其主要控制方式有：U/f控制、矢量控制、直接转矩控制等，目前在教学中常采用U/f控制。U/f控制变频器结构简单、成本低、机械特性硬度较好，多用于通用型变频器或风机、泵类等节能运行中，U/f控制的原理如下。
    由异步电机定子绕组知识可知：
                  E＝4. 44fknNφm    （1）
                      U＝－E＋△ U   （2 ）
    式中f----定子频率；
      Φm----每极气隙磁通量。
    其中4. 44 kn N为常数，如果忽略定子阻抗压降△U，则有
                    U≈E＝Cfφm （3）
    在额定频率以下调速，U/f为常数，调速时既要调频也要调压，磁通不变，属于恒转矩调速，在额定频率以卜调速则属于恒功率调速。西门子MM420变频器有四种U/f控制，即线性特性的U/f控制、带磁通电流控制（FCC）的U/f控制、带抛物线特性（平方特性）的U/f控制和特性曲线可编程的U/f控制。
    2 Origin软件
    Origin软件以其强大的功能和易学的特点被广泛应用于实验数据处理及分析中。Origin的使用有利于分析数据之间的变化规律，多组数据可在同一图层里绘制，用不同符号表示，并进行数据的拟合处理，获得仪器检测的灵敏度。文中利用Origin处理实验数据，提高了数据处理效率，获得了数据的归一化处理，井使学生学习了Origin软件。

    3 实验设计与分析
    3. 1实验设计
    变频器的频率设定有多种方式，如基本面板设定、外接数字量设定、外接模拟量设定和通信设定等，文中采用外接模拟输入信号控制，控制接线图如图1所示。

    实验所得数据为在不同控制方式下输出的电压、电流、转速和频率，在变频器基本操作面板上对参数进行设定，如表所示。

    3.2 实验数据分析与处理
    论文实验使用仪器是MM420变频器。选取0～10 V直流电压源作为模拟量控制的输入信号，调整电压值，每隔0. 5 V记录输出的电压、电流、频率和转速。实验任务是获得输入电压和频率之间的关系，此外，还需记录在不同的控制方式（本次实验设置P1300=0和P1300 = 2两种控制模式）下，输出电压和输出频率之间的关系。
    对实验数据处理过程：（1）数据输入：对第一组数据设置，输入电压作为X轴数据，输出频率作为Y轴数据；对第二组数据设置，输出频率作为X轴数据，输出电压作为Y轴数据。（2）绘制图形。图2为输入数据点图，图3为两种不同控制方式下输出数据点图。（3）数据拟合。对第一组数据进行线性拟合，拟合结果为图2中的实线所示，拟合后线性回归方程系数A＝－0. 28244，系数B＝5.03919，相关系数R＝0.99979。对第二组数据分别进行线性和非线性拟合，结果为图3中实线所示，线性回归方程系数A = 2. 39337，系数B = 7. 40994，相关系数R=0.99945，非线性拟合方程，相关系数RZ = 0. 99988。