無編碼器的矢量控制(SLVC)

1、矢量控制5. 7無編碼器的矢屋控制(SL VC)無編碼器的矢量控制(SLVC)驅(qū)動功能功能手冊，(FH1), 07/2016. 6SL3097-4AB00-0RP5#矢量控制在不帶編碼器的矢最控制中(SLVC： Sensorless VectorControl),實際磁通或電機的實際轉(zhuǎn)速原則上須通過一個電'(電機模型計算得出，該模 型借助電流或電壓進行計算。在0Hz左右的低頻區(qū)內(nèi)，模型無法足夠精確地計算出電機轉(zhuǎn)速。因此在低頻范用內(nèi)欠量控制 會從閉環(huán)切換為開壞。另外在使用被動負(fù)載時要注意補充條件(參見“使用外部電機的前 提T O三相交流異步電機開壞控制和閉環(huán)控制Z間的切換是由時間條件和頻

2、率條件(p'1755、P1756和P1758)控 制的。如果斜坡函數(shù)發(fā)生器輸入端的設(shè)定頻率和實際頻率同時低于Mp1755x(1 -(p l756 / wo %)r的乘積，則時間條件無效。驅(qū)動功能功能手冊，(FH1), 07/2016. 6SL3097-4AB00-0RP5#矢量控制驅(qū)動功能功能手冊，(FH1), 07/2016. 6SL3097-4AB00-0RP5#矢量控制圖5-1 SLVC的切換條件驅(qū)動功能功能手冊，(FH1), 07/2016. 6SL3097-4AB00-0RP5#矢量控制5.1無編碼器的矢量控制（SL O轉(zhuǎn)矩設(shè)定值設(shè)置在開環(huán)控制中，模型計算出的的轉(zhuǎn)速實際值與設(shè)

3、定值相同。對于靜態(tài)負(fù)載（例如在起重機 應(yīng)用中）或在加速過程中，請依據(jù)所需的轉(zhuǎn)矩上限調(diào)整參數(shù)p1610 （靜態(tài)轉(zhuǎn)矩設(shè)定值）和 P1611 （加速附加轉(zhuǎn)矩）。之后驅(qū)動便可施加靜態(tài)或動態(tài)負(fù)載轉(zhuǎn)矩。若使用異步電機（ASM）時將p16IO設(shè)為0%,那么將只注入勵磁電流r0331 <>若該值設(shè)為100%,則注入電機額定電流p0305o1610最大可以設(shè)200%。若使用磁阻電機（RESM）時將p16 IO設(shè)為0%,那么將只注入空載勵磁電流。若該值設(shè)為100 %,則注入電機額定電流p0305o在永磁同步電機（PMSM）上，p1610 = 0%時電機維持由附加力矩r1515 推導(dǎo)出的前饋電流（絕對值

4、），而不是注入勵磁電流。可以提高P1611或使用轉(zhuǎn)速控制器的加速前饋，以防止電機在加速時失速，同時也町以冇 效地防止電機在低速區(qū)內(nèi)過熱。如果驅(qū)動的轉(zhuǎn)動慣屋幾乎保持恒定，請優(yōu)先使用P1496加速前饋控制這種方法，而不是增 人加速附加轉(zhuǎn)矩P161K驅(qū)動的轉(zhuǎn)動慣量可通過旋轉(zhuǎn)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卜面兒個特點： p1750.2 = 1和p1750.3= 1時，驅(qū)動在被動負(fù)載條件下處于閉環(huán)控制,直至輸出頻率約為0Hz （p0500=2）當(dāng)斜坡函數(shù)發(fā)生器前的轉(zhuǎn)速設(shè)定值人干P1755時，異步電機完全勵磁后在閉環(huán)控制中啟動。如果驅(qū)動超過閉壞/開壞

5、切換轉(zhuǎn)速p1755運行的時間比p 1758屮設(shè)豐的等待時間短，且 斜坡函數(shù)發(fā)生器前的轉(zhuǎn)速設(shè)定值超出P1755,電機不用切換到開環(huán)控制也可以反向。在轉(zhuǎn)矩控制模式中，電機原則匕會在低速區(qū)切換到開壞控制。5. 7無編碼器的矢屋控制（SL VC）啟動過零點圖5-2異步電機在閉環(huán)或開環(huán)控制中過零點和啟動電機在進入0 Hz左右的低頻區(qū)（町通過P1755設(shè)置）前一直保持閉環(huán)控制，在0Hz時直接在閉壞控制中啟動或者反向（對通過p1750設(shè)置），這種控制模式有以卜幾個優(yōu) 點：在閉壞控制中沒有切換操作（工作穩(wěn)定、無頻率驟降、轉(zhuǎn)矩保持恒定） 0 Hz前可一直保持無編碼器的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制 OHz前町以使用被動負(fù)載在進入

6、0 Hz左右的低頻區(qū)前町一直保持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制相對于開環(huán)控制來說，動態(tài)響應(yīng)更快說明請注意，當(dāng)電機在0Hz頻率閉環(huán)控制中啟動或反向時，不能此頻率附近保持太長時間，即超過2秒或超過p175 &否則會口動從閉環(huán)控制切換到開環(huán)控制。說明在電機模型中低于開環(huán)/閉環(huán)切換轉(zhuǎn)速（pl755）的轉(zhuǎn)速區(qū)中，只有轉(zhuǎn)矩設(shè)定值應(yīng)人于負(fù)載轉(zhuǎn) 矩時，無編碼器的轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制才是有效的控制方式。驅(qū)動必須能夠跟蹤轉(zhuǎn)矩設(shè)定值和由 此產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速設(shè)定值（p1499 , FUP 6030）o驅(qū)動功能功能手冊，(FH I), 07/2016, 6SL3097-4AB00-0RP5#矢呈控制5.1無編碼器的矢量控制（SL VC）

7、被動負(fù)載異步電機在起動點上拖動的是被動負(fù)載時，可以在0頻率點（靜止）前一直在閉壞控制中 穩(wěn)定運行，不會中途切換到開環(huán)控制。為此可進行以卜設(shè)置：1. 設(shè)置P0500 = 2 （工藝應(yīng)用二無編碼器閉環(huán)控制中的被動負(fù)載，直至f=0） o2. 設(shè)置p0578 = 1 （計算工藝柑關(guān)參數(shù)）。此時會自動設(shè)宜以下參數(shù)：-p l574 = 2 V （使用異步電機時）-p1574 = 4 V （使用他勵同步電機時）-p 1750.2 = L被動負(fù)載條件下在0 Hz前一直在閉環(huán)控制中運行-p1802 = 4 （RZM/FLB.不進行過調(diào)制）-pl803= 106% （出廠設(shè)置）經(jīng)過這些設(shè)置后，被動負(fù)載功能自動激活

8、。說明如果在電機調(diào)試內(nèi)設(shè)置了 P0500,就可以通過p0340和p3900自動計算。p0578 因此自動設(shè)宣。這種連續(xù)的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制只限電機摘動被動負(fù)栽的應(yīng)用：被動負(fù)載指只能被電機驅(qū)動而不能驅(qū)動電機的負(fù)載，例如：惰性質(zhì)量、泵、風(fēng)扇、離心機、 擠出機、運行馳動、水平輸送裝置等。此時電機對長時間處于靜ll狀態(tài)，無需保持電流。在靜止?fàn)顟B(tài)卜僅會向電機注入勵磁電流。說明再生運行在此運行方式中，頻率接近為0 Hz時不可進行靜態(tài)再生運行。驅(qū)動功能功能手冊，(FH1), 07/2016, 6SL3097-4AB00-0RP5201矢量控制驅(qū)動功能功能手冊.(FH1), 07/2016. 6SL3097-4AB

9、00-0RP5#矢量控制5. 7無編碼器的矢最控制（SL VC）圖5-3無編碼器的矢量閉環(huán)控制電機堵轉(zhuǎn)當(dāng)負(fù)敦轉(zhuǎn)矩人于無編碼欠量控制的轉(zhuǎn)矩限制時，驅(qū)動會制動到靜止?fàn)顟B(tài)?？梢栽O(shè)置p1750 6=1,在時間p1758屆滿后不切換到開環(huán)控制。必要時須延長p2177 M電機堵轉(zhuǎn)延時S說明驅(qū)動反向時的例外如果負(fù)載迫使驅(qū)動反向，不允許使用該設(shè)置。主動負(fù)載主動負(fù)載指可以使驅(qū)動反向的負(fù)載（例如提升機構(gòu)上的負(fù)載）.電機在這種負(fù)載條件卜必 須在轉(zhuǎn)速開環(huán)控制中啟動。為此必須設(shè)置P1750.6 =0 （電機堵轉(zhuǎn)時進入開環(huán)控制）。此時靜態(tài)轉(zhuǎn)矩設(shè)定值p 1610必須大于敲人可能出現(xiàn)的負(fù) 載轉(zhuǎn)矩。說明可驅(qū)動電機的負(fù)載針對低速

10、區(qū)內(nèi)再生負(fù)載轉(zhuǎn)矩比較高的應(yīng)用，町以額外設(shè)置p1750.7 =Io電機模型的開環(huán)/閉環(huán)切換轉(zhuǎn)速因此捉高，電機對以更快地進入開壞控制。驅(qū)動功能功能手冊.(FH1), 07/2016. 6SL3097-4AB00-0RP5203矢量控制5.1無編碼器的矢呈控制（SL O永砒同步電機永磁同步電機（PMSM）在啟動和反向時均采用開環(huán)控制運行。開環(huán)到閉環(huán)的切換轉(zhuǎn)速預(yù)設(shè)為電機額定轉(zhuǎn)速的10 %或5%,該切換不受時間條件影響（即不計算P1758）.從開壞控制切換到閉環(huán)控制時，當(dāng)前存在的負(fù)裁力矩（無論是電動還是再生） 會首先進行自適配，確保即使在高靜態(tài)負(fù)載條件卜電機也町以保持恒定的轉(zhuǎn)矩過渡到閉壞 控制。在每次給

11、出脈沖使能時，驅(qū)動都會首先檢測電機的轉(zhuǎn)子位置。復(fù)雜方式：在OHn前一直在閉環(huán)控制中工作驅(qū)動可以確定0頻率（靜止）前電機的轉(zhuǎn)子位置。在任何負(fù)裁卜，西門子轉(zhuǎn)矩電機系列1F W4和1PH8都可以直接從靜止?fàn)顟B(tài)起動輸出額定轉(zhuǎn)矩，或者在靜止?fàn)顟B(tài)卜保持住負(fù)載。激活了此功能時，電機在低速區(qū)內(nèi)運行時會發(fā)出明顯的噪音，噪音強弱取決于電機的結(jié)構(gòu)。5. 7無編碼器的矢最控制(SL VC)這種方式只針對內(nèi)置有磁鐵的電機型號。啟動過舉點圖5-5零速前直保持閉環(huán)控制中的過零點說明在使用正弦濾波器時，只能使用開壞控制。說明1FW4轉(zhuǎn)矩電機西門子轉(zhuǎn)矩電機系列1FW4町以直接從靜止?fàn)顟B(tài)中在轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制中起動。該功能由參數(shù) p1

12、750.5= 1 激活。必須根據(jù)只體情況檢測能否使用外部電機。使用外部電機的前提這種方式特別適合那些轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)埋有磁鐵的電機(IPMSM:內(nèi)置式水磁同步電機)。定子q軸電抗(Lsq)和d軸電抗(Lsd)之比必須大于1.5。這種方式中電機的工作范圉取決于從哪個電流點開始Lsq和LsdZ比等于一。如果希塑 電機在輸出額定轉(zhuǎn)矩前一直以這種方式工作，在達到電機額定電流前一定要保持電抗 比。驅(qū)動功能功能手冊.(FH1), 07/2016. 6SL3097-4AB00-0RP5205矢最控制5. 7無編碼器的矢量控制（SL O設(shè)置以下參數(shù)，優(yōu)化該控制方式：飽和特性曲線：p0362到p0369 負(fù)載特性曲線

13、：p039& p0399該閉環(huán)控制方式所需的調(diào)試步驟：完成所有調(diào)試步驟，包含靜態(tài)電機數(shù)據(jù)檢測一輸入飽和特性曲線和負(fù)我特性曲線的數(shù)據(jù)。設(shè)賈參數(shù)p1750.5=1激活零速前一直保持閉環(huán)控制”。零速前一直保持閉環(huán)控制有以下幾個優(yōu)點：無需中途切換到開壞控制，轉(zhuǎn)矩保持恒定 0 Hz前可一直保持無編碼器的轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制和轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制相對于開環(huán)控制來說，動態(tài)響應(yīng)更快驅(qū)動線可免去編碼器（例如：造紙機、主從驅(qū)動模式）。在零頻率前町拖動主動負(fù)載（包含懸掛負(fù)載）說明電機電抗器、正弦濾波器、du/dt濾波器該性能在存在電機電抗器、正弦濾波器和du/dt濾波器時不可使用。功能圖（參見SINAMICS S120/S150參數(shù)手冊） 6030矢量控制-轉(zhuǎn)速設(shè)定值，軟化 6730欠量控制到電機模塊的接I I （ASM, p0300=1） 6731欠量控制到電機模塊的接I I （PMSM, p0300 = 2）5.1無編碼器的矢量控制（SL VC）重要參數(shù)一覽（參見SINAMICS S120/S150參數(shù)手冊）p03050.n電機額定電流r03310.n實際電機勵磁電流/短路電流p05