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
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Zui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Zui大制动转矩
---闭环控制的范围:转速大于 1% 额定转速
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
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。在低频范围内矢量控制会从闭环切换为开环
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。
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)
电机的矢量控制需要借助电机模型来计算磁通矢量,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SINAMICSS120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
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 | 高 | 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Zui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Zui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,Zui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,Zui多 11 驱动 |