V/f 控制用于簡單傳動的標準解決方案:
---用于聯動裝置
---用于電機額定功率小于 25% 的變頻器額定功率
---用于調試過程中的測試運行
矢量控制的優勢:
---高穩定性運行,無論負載波動或給定值變化
---給定值變化時能快速響應(→ 優異的控制特性)
---負載波動時能夠快速調節(→ 優異的抗干擾性)
---能以Zui大轉矩進行加速和制動
---轉矩的閉環控制,制動轉矩值與當前轉速無關
---零速時也可以輸出Zui大制動轉矩
---閉環控制的范圍:轉速大于 1% 額定轉速
帶編碼器的矢量控制(VC):
---要求高轉速精度
---要求高動態響應(給定變化或負載擾動時)
---要求轉矩的調節范圍大于 1:20
不帶編碼器的矢量控制(SLVC):
---用于大功率、獨立運行的異步電機
---適合各種動態響應要求
---轉速調節范圍在 1:20 之內(> 5% 額定轉速)
---實際磁通或即電機的實際轉速僅通過一個電機模型
---電機模型借助電流和電壓進行計算
---在0 Hz 左右的低頻區內,模型無法足夠jingque地計算出電機轉速。因此在低頻范圍內矢量控制會從閉環切換為開環
不帶編碼器的運行在多數情況下可以實現高性能、穩定運行的矢量控制,如果需要在小于 1% 的額定轉速下調速或更高jingque度的要求,需要使用帶編碼器的矢量控制
SLVC 或 VC 時可通過參數 p1501 切換至轉矩控制,或直接通過參數 p1300 設置。轉矩控制時,需要通過轉矩設定值僅在轉矩控制時生效,附加轉矩在轉矩控制和轉速控制時都生效。
為了限制電機軸上的輸出轉矩,保護機械設備的安全,轉矩設定值的限制可以通過三種實現方式:
---轉矩限幅(正反兩個方向)
---電流限幅:默認值為變頻器額定電流的1.5倍
---功率限幅(電動運行、發電運行)
電機的矢量控制需要借助電機模型來計算磁通矢量,因此需要對電機的參數(等效電路圖)進行準確計算,這一過程可以通過SINAMICS S120的電機數據辨識來完成。它包括以下三個過程:
---電機數據計算:根據電機銘牌計算電機參數
---靜態辨識 :電機等效電路圖數據的識別與計算
---動態辨識
---旋轉磁場測量:動態優化矢量的磁場模型
---速度環優化:速度調節器PI系數優化
伺服控制
伺服控制用于高精度、高動態的電機運行(帶電機編碼器),下面的表格為伺服控制與適量控制的比較。
典型應用 | 具有高動態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 實現角同步 機床和周期性生產機械 | 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 |
動態響應 | 高 | 中等 |
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 | 同步電機(包含轉矩電機) 永磁同步電機 異步電機 磁阻電機(僅適用于 V/f 控制) 外部勵磁的同步電機 提示:不可連接 1FT6、1FK6 和 1FK7 系列的同步電機 |
無編碼器的轉速控制 | 支持,從 10 % 電機額定轉速起生效,在此轉速下為開環控制運行 | 支持,對異步電機(ASM)和永磁同步電機(PEM)從靜止狀態起生效 |
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,在此轉速下為開環控制運行 |
異步電機的弱磁區域 | ≤ 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 |
閉環控制中的Zui大輸出頻率 | 31.25 μs / 16 kHz 時為 2600Hz 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 | 250 μs / 4 kHz 400 μs / 5 kHz 時為 300 Hz 500 μs / 4 kHz 時為 240 Hz |
功率單元的并聯 | 不支持 | 書本型:不支持 裝機裝柜型:支持 |
一個控制單元可以控制的驅動Zui大數量 | 1 電源 + 6 驅動(在電流控制器采樣率為125 μs 及轉速控制器采樣率為125 μs 時) 1 電源 + 3 驅動(在電流控制器采樣率為62.5 μs 及轉速控制器采樣率為62.5 μs 時) 1 電源 + 1 驅動(在電流控制器采樣率為31.25 μs 及轉速控制器采樣率為 62.5 μs 時) 混合運行,125 μs 下的伺服控制和 V/f 控制,Zui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) 混合運行,500 μs 下的矢量控制和 V/f 控制,Zui多 11 驅動 |
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