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公司主營：西門子數(shù)控系統(tǒng),V20變頻器S7-200CN.S7-200smart.S7-300.S7-400.S7-1200.6ES5 ET200 人機界面,變頻器,DP總線,MM420 變頻器MM430 變頻器MM
產(chǎn)品簡介
詳細介紹
西門子6SL3120-1TE24-5AA1檢測
矢量控制 5
定義
在矢量控制中，相連電機根據(jù)其等效電路圖數(shù)據(jù)模擬成一個矢量模型。該電機模型盡可能模擬準確，以達到的控制精度和。
矢量控制有兩種形式：
● 用作控制的無編碼器的矢量控制 (頁 207) (SLVC)
● 用作帶轉速反饋的轉速-轉矩控制的帶編碼器的矢量控制 (頁 217)
矢量控制的特點：
● 正常的計算速度
● 轉速精度
● 轉速波紋度
● 轉矩精度
● 轉矩波紋度
可以選擇使用帶或者不帶轉速實際值編碼器的矢量控制。
使用轉速實際值編碼器
符合以下時，需要轉速實際值編碼器：
● 要求較高的轉速精度時
● 要求較高的動態(tài)響應時
– 更好的控制特性
– 更高的故障特性
● 需要在大于 1：10 的控制范圍內(nèi)進行轉矩控制時
● 需要保持特定和/或可變的轉矩時，此時電機在低于 10 % 的電機額定 p0310
的下
根據(jù)設定值給定，矢量控制可分為：
● 轉速控制
● 轉矩/電流控制（簡稱：轉矩控制）
與矢量 V/f 控制的不同之處
相對于矢量 V/f 控制，矢量控制具有以下優(yōu)點：
● 負載和設定值改變時的性
● 設定值改變時上升時間較短（→ 更好的控制特性）
● 負載變化時調(diào)節(jié)時間較短（→ 更好的抗特性）
● 在設置的轉矩下可進行減速和減速
● 不管電機采用電動式運行還是再生運行，都可以通過可設定的轉矩保護電機
● 驅動和制動力矩的控制不受轉速影響
● 在轉速為 0 時能達到全起動轉矩
伺服控制 - 矢量控制的比較
下表對比顯示了伺服控制和矢量控制各自的典型特性。
主題 | 伺服控制 | 矢量控制 |
典型應用 | · 具有高動態(tài)運行控制特性的驅動 · 具有高轉速精度和轉矩精度的驅動 （伺服同步電機） · 和等時同步的 PROFIdrive 實現(xiàn)角同步 · 機床和周期性生產(chǎn)機械 · 高輸出 | · 具有高轉速精度和轉矩精度、采用轉速控制和轉矩控制的驅動，特別是在沒有編碼器的運行中 |
主題 | 伺服控制 | 矢量控制 |
一個控制單元可以控制的驅動數(shù)量 請參見： 本文檔中的“DRIVE- CLiQ 的布線規(guī)則 (頁 1053)" 一章 | · 1 電源 + 6 驅動 （在電流控制器采樣時間為 125 μs 及轉速控制器采樣時間為 125 μs 時） · 1 電源 + 3 驅動 （在電流控制器采樣時間為 62.5 μs 及轉速控制器采樣時間為 62.5 μs 時） · 1 電源 + 1 驅動 （在電流控制器采樣時間為 31.25 μs 及轉速控制器采樣時間為 62.5 μs 時） · 混行，125 µs 下的伺服控制和 V/f 控制，多 11 驅動 | · 1 電源 + 3 驅動 （在電流控制器采樣時間為 250 μs 及轉速控制器采樣時間為 1 ms 時） · 1 電源 + 6 驅動 （在電流控制器采樣時間為 400 μs/500 μs 及轉速控制器采樣時間為 1.6 ms/2 ms 時） · V/f 控制： 1 電源 + 12 驅動 （在電流控制器采樣時間為 500 μs 及轉速控制器采樣時間為 2000 μs 時） · 混行，500 µs 下的矢量控制和 V/f 控制，多 11 驅動 |
動態(tài)響應 | 高 | 中等 |
提示： 采樣條件的更多相關信息請參見本手冊中的“采樣時間設置規(guī)定 (頁 1044)"子章節(jié)。 | ||
可以連接的電機 | · 同步伺服電機 · 永磁同步電機 · 異步電機 · 轉矩電機 · 直線電機 | · 同步電機（包含轉矩電機） · 永磁同步電機 · 異步電機 · 紡織行業(yè)用磁阻電機（僅適用于 V/f 控制） · 同步磁阻電機 · 他勵同步電機 · 直線電機提示： 不可連接 1FT6、1FK6 和 1FK7 系列的同步電機。 |
位置接口，通過用于上級 Motion Control 控制的 PROFIdrive | 支持 | 支持 |
主題 | 伺服控制 | 矢量控制 |
無編碼器的轉速控制 | 支持，從 10 % 電機額定轉速起生效，在此轉速下為開環(huán) 控制運行 | 支持，對異步電機（ASM）和永磁同步電機（PMSM）從靜止狀態(tài)起生效 |
電機數(shù)據(jù)識別 | 支持 | 支持 |
轉速控制器采樣時間 | 支持 | 支持 |
V/f 控制 | 支持 | 支持（不同的特性曲線） |
無編碼器的轉矩控制 | 不支持 | 支持，從 10 % 電機額定轉速起生效，在此轉速下為開環(huán) 控制運行 |
異步電機的弱磁區(qū)域 | ≤ 16 x 弱磁起始轉速（帶編碼器） ≤ 5 x 弱磁起始轉速（不帶編碼器） | ≤5 x 電機額定轉速 |
閉環(huán)控制中的輸出 | · 31.25 μs / 16 kHz 時為 2600 Hz · 62.5 μs / 8 kHz 時為 1300 Hz · 125 μs / 4 kHz 時為 650 Hz · 250 μs / 2 kHz 時為 300 Hz 提示： SINAMICS S 無需經(jīng)過即可達到上述數(shù)值。 在以下補充條件且進行了附加的情況下，可設置更高的： · 至 3000 Hz – 無編碼器運行 – 與閉環(huán)控制電源配合使用 · 至 3200 Hz – 帶編碼器運行 – 與閉環(huán)控制電源配合使用 · 上限為 3200 Hz 根據(jù)出口條例，600 Hz 以上的運行需要／許可。 | · 250 μs / 4 kHz 或 400 μs / 5 kHz 時為 300 Hz · 500 μs / 4 kHz 時為 240 Hz 說明： 如果需要更高的輸出，請西門子專業(yè)人員。 |
提示： 請注意設備手冊中降容特性曲線！ 使用 du/dt 濾波器和正弦濾波器時的輸出為150 Hz | ||
主題 | 伺服控制 | 矢量控制 |
達到電機熱極限值時的響應 | 電流設定值或斷路 | 脈沖和/或電流設定值；或斷路 （不適用于并聯(lián)或采用正弦濾波器時） |
轉速設定值通道 （斜坡函數(shù)發(fā)生器） | 可選 （在電流控制器采樣時間為 125 μs 或轉速控制器采樣時間為 125 μs 時驅動數(shù)量，從 6 個電機模塊為 5 個電機模塊） | |
功率單元的并聯(lián) | 不支持 | · 書本型：不支持 · 裝機裝柜型：支持 |
（p0305）和電機模塊額定電流（r0207 ）之比 | 在伺服控制中，允許的電機額定電流（p0 305）和電機模塊額定電流（r0207）之比為 1:1 到 1:4。 考慮到轉矩精度和運行特性的，比例也可以到 1:8。 | 在矢量控制中，允許的電機額定電流（p0 305）和電機模塊額定電流（r0207）之比為 1.3:1 到 1:4。 考慮到轉矩精度和運行特性的，比例也可以到 1:8。 |
5.1 工藝應用（Application）
5.1 工藝應用（Application）
可用于如何計算開環(huán)和閉環(huán)控制參數(shù)。其中的預設置已提供了一些適用于應用的數(shù)值，使用方便。
您可以對于下工藝應用進行一些預設置：
p0500 的值 使用目的
· 0 驅動(VECTOR)
· 1 泵和風機
· 2 無編碼器閉環(huán)控制，直至 f = 0（被動負載）
· 4 弱磁區(qū)域內(nèi)的動態(tài)響應
· 5 高起動力矩
· 6 負載轉動慣量（例如：離心機）
所有受影響的參數(shù)和設置的數(shù)值請參考 SINAMICS S120/S150 參數(shù)手冊。計算
您可以按照以下來啟動工藝相關參數(shù)的計算：
● 在退出快速調(diào)試時設置 p3900 > 0
● 在自動計算電機/控制參數(shù)時，設置 p0340 = 1、3、5（p0500 = 6
時：p0340 = 1, 3, 4)
● 在計算工藝相關參數(shù)時，設置 p0578 = 1
5.2 無編碼器的矢量控制 (SLVC)
在不帶編碼器的矢量控制中（SLVC：Sensorless Vector
Control），實際磁通或電機的實際轉速原則上須通過一個電氣電機模型計算得出，該模 型借助電流或電行計算。在0
Hz左右的低頻區(qū)內(nèi)，模型無法足夠地計算出電機轉速。因此在低頻范圍內(nèi)矢量控制會從閉環(huán)切換為開環(huán)。另外在使用被動負載時要注意補充條件（參見“使用外部電機的前提"）。
5.2.1 三相交流異步電機
開環(huán)控制和閉環(huán)控制之間的切換是由時間條件和條件（p1755、p1756和p1758）控制的。如果斜坡函數(shù)發(fā)生器輸入端的設定和實際同時低于“p1755 x (1 - (p1756 / 100 %))"的乘積，則時間條件無效。
圖 5-1 SLVC 的切換前提
5.2.2 轉矩設定值設置
在開環(huán)控制中，模型計算出的的轉速實際值與設定值相同。對于靜態(tài)負載（例如在起重機應用中）或在加速中，請依據(jù)所需的轉矩上限參數(shù) p1610（靜態(tài)轉矩設定值）和
p1611（加速附加轉矩）。之后驅動便可施加靜態(tài)或動態(tài)負載轉矩。
● 若使用異步電機（ASM）時將 p1610 設為 0 %，那么將只注入勵磁電流 r0331。若該值設為 100 %，則注入電機額定電流 p0305。
● 若使用磁阻電機 (RESM) 時將 p1610 設為 0 %，那么將只注入空載勵磁電流。若該值設為 100 %，則注入電機額定電流 p0305。
● 在永磁同步電機 (PMSM) 上，p1610 = 0 % 時電機維持由附加力矩 r1515
推導出的前饋電流（值），而不是注入勵磁電流。
可以p1611或使用轉速控制器的加速前饋，以防止電機在加速時失速，同時也可以有效地防止電機在低速區(qū)內(nèi)過熱。
如果驅動的轉動慣量幾乎保持恒定，請優(yōu)先使用p1496加速前饋控制這種，而不是增大加速附加轉矩 p1611。驅動的轉動慣量可通過測量確定：
p1900 = 3 且 p1960 = 1.
在低頻區(qū)內(nèi)不帶編碼器的矢量控制有下面幾個特點：
● p1750.2 = 1
和p1750.3 = 1時，驅動在被動負載條件下處于閉環(huán)控制，直至輸出約為 0 Hz（p0500=2）
● 當斜坡函數(shù)發(fā)生器前的轉速設定值大于 p1755
時，異步電機*勵磁后在閉環(huán)控制中啟動。
● 如果驅動超過閉環(huán)/開環(huán)切換轉速p1755運行的時間比p1758中設置的等待時間短，且 斜坡函數(shù)發(fā)生器前的轉速設定值超出p1755，電機不用切換到開環(huán)控制也可以反向。
在轉矩控制中，電機原則上會在低速區(qū)切換到開環(huán)控制。
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