广东湘恒智能科技有限公司
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SINAMICS S120 产品功能—控制方式
发布时间:2024-03-18

V/f控制

V/f 控制用于简单传动的标准解决方案:

---用于联动装置

---用于电机额定功率小于 25% 的变频器额定功率

---用于调试过程中的测试运行

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矢量控制

矢量控制的优势:

---高稳定性运行,无论负载波动或给定值变化

---给定值变化时能快速响应(→ 优异的控制特性)

---负载波动时能够快速调节(→ 优异的抗干扰性)

---能以最大转矩进行加速和制动

---转矩的闭环控制,制动转矩值与当前转速无关

---零速时也可以输出最大制动转矩

---闭环控制的范围:转速大于 1% 额定转速

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带编码器的矢量控制(VC):

---要求高转速精度

---要求高动态响应(给定变化或负载扰动时)

---要求转矩的调节范围大于 1:20

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不带编码器的矢量控制(SLVC):

---用于大功率、独立运行的异步电机

---适合各种动态响应要求

---转速调节范围在 1:20 之内(> 5% 额定转速)

---实际磁通或即电机的实际转速仅通过一个电机模型

---电机模型借助电流和电压进行计算

---在0 Hz 左右的低频区内,模型无法足够jingque地计算出电机转速。因此在低频范围内矢量控制会从闭环切换为开环

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不带编码器的运行在多数情况下可以实现高性能、稳定运行的矢量控制,如果需要在小于 1% 的额定转速下调速或更高jingque度的要求,需要使用带编码器的矢量控制

SLVC 或 VC 时可通过参数 p1501 切换至转矩控制,或直接通过参数 p1300 设置。转矩控制时,需要通过转矩设定值仅在转矩控制时生效,附加转矩在转矩控制和转速控制时都生效。

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为了限制电机轴上的输出转矩,保护机械设备的安全,转矩设定值的限制可以通过三种实现方式:

---转矩限幅(正反两个方向)

---电流限幅:默认值为变频器额定电流的1.5倍

---功率限幅(电动运行、发电运行)

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电机的矢量控制需要借助电机模型来计算磁通矢量,因此需要对电机的参数(等效电路图)进行准确计算,这一过程可以通过SINAMICS S120的电机数据辨识来完成。它包括以下三个过程:

---电机数据计算:根据电机铭牌计算电机参数

---静态辨识 :电机等效电路图数据的识别与计算

---动态辨识

---旋转磁场测量:动态优化矢量的磁场模型

---速度环优化:速度调节器PI系数优化

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伺服控制

伺服控制用于高精度、高动态的电机运行(带电机编码器),下面的表格为伺服控制与适量控制的比较。

主题伺服控制矢量控制
典型应用具有高动态运行控制特性的驱动

具有高转速精度和转矩精度的驱动(伺服同步电机)

和等时同步的 PROFIdrive 实现角同步

机床和周期性生产机械
具有高转速精度和转矩精度、采用转速控制和转矩控制的驱动,特别是在没有编码器的运行中
动态响应中等
可以连接的电机同步伺服电机

永磁同步电机

异步电机

转矩电机
同步电机(包含转矩电机)

永磁同步电机

异步电机

磁阻电机(仅适用于 V/f 控制)

外部励磁的同步电机

提示:不可连接 1FT6、1FK6 和 1FK7 系列的同步电机
无编码器的转速控制支持,从 10 % 电机额定转速起生效,在此转速下为开环控制运行支持,对异步电机(ASM)和永磁同步电机(PEM)从静止状态起生效
无编码器的转矩控制不支持支持,从 10 % 电机额定转速起生效,在此转速下为开环控制运行
异步电机的弱磁区域≤ 16 x 弱磁起始转速(带编码器)

≤ 5 x 弱磁起始转速(不带编码器)
≤ 5 x 电机额定转速
闭环控制中的最大输出频率31.25 μs / 16 kHz 时为 2600Hz

62.5 μs / 8 kHz 时为 1300 Hz

125 μs / 4 kHz 时为 650 Hz

250 μs / 2 kHz 时为 300 Hz
250 μs / 4 kHz

400 μs / 5 kHz 时为 300 Hz

500 μs / 4 kHz 时为 240 Hz
功率单元的并联不支持书本型:不支持

装机装柜型:支持
一个控制单元可以控制的驱动最大数量1 电源 + 6 驱动(在电流控制器采样率为125 μs 及转速控制器采样率为125 μs 时)

1 电源 + 3 驱动(在电流控制器采样率为62.5 μs 及转速控制器采样率为62.5 μs 时)

1 电源 + 1 驱动(在电流控制器采样率为31.25 μs 及转速控制器采样率为 62.5 μs 时)

混合运行,125 μs 下的伺服控制和 V/f 控制,最多 11 驱动
1 电源 + 3 驱动(在电流控制器采样时间为250 μs 及转速控制器采样时间为1 ms 时)

1 电源 + 6 驱动(在电流控制器采样时间为400 μs / 500 μs 及转速控制器采样时间为 1.6 ms/2 ms 时)

V/f 控制:1 电源 + 12 驱动(在电流控制器采样时间为500 μs 及转速控制器采样时间为2000 μs 时)

混合运行,500 μs 下的矢量控制和 V/f 控制,最多 11 驱动



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