转速控制器前馈控制
通过转速设定值计算加速转矩并将它预连到转速控制器,可以提高转速环的控制特性。转矩设定值 mv 如下计算:
转矩设定值 mv 通过适配环节直接作为附加的控制量连接到电流控制器上,即直接由电流控制器预先控制(通过 p1496 使能)。
在调试时或完整地设定参数(p0340 = 1)时会直接计算电机转动惯量 p0341。总转动惯量 J 和电机转动惯量之间的系数 p0342 手动或通过转速控制器优化确定。而加速度由 dn/dt 时间段内的转速差计算得出。
说明
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进行转速控制器优化时,会确定总转动惯量和电机转动惯量之间的系数(p0342),并且加速度前馈控制(p1496)的比例系数设置为 100 %。 当 p1400.2 = p1400.3 = 0 时,自动设置前馈控制平衡。 | ||
带前馈控制的转速控制器
执行了正确适配时,转速控制器只需稍稍修改调节量,便可对其控制环中的干扰量进行补偿。而转速设定值修改会绕过转速控制器,因此能够更快地被执行。
通过加权系数 p1496 可根据应用情况调节前馈控制变量的控制效果。设置 p1496 = 100 % 时,根据电机和负载转动惯量(p0341,p0342)计算前馈控制。系统会自动使用平衡滤波器,以防止转速控制器违反连接的转矩设定值运行。平衡滤波器的时间常量等于转速环的等效延迟时间。如果转速控制器的积分分量(r1482)在 n > 20 % × p0310 的斜坡升降中保持不变,则表示转速控制器前馈控制已正确设置(p1496 = 100 %,通过 p0342 校准)。通过前馈控制还可以无过冲地逼近新的转速设定值。(前提条件:转矩限制不生效且转动惯量保持恒定。)
通过预加转矩设定值对转速控制器进行前馈控制时,转速设定值(r0062)以与实际值(r1445)相同的平滑时间(p1442 或 p1452)延迟。这样可以确保在控制器输入上不存在加速度的设定-实际差值(r0064),该差值只和信号运行时间有关。
在激活转速前馈控制时,必须连续且不带有更高干扰电平地设定转速设定值(避免转矩跃变)。通过平滑转速设定值或激活斜坡函数发生器圆整 p1130 – p1131 可生成相应的信号。
启动时间 r0345(T启动)是机械总转动惯量 J 的标度,它描述的是无负载驱动以电机额定转矩 r0333(M电机,额定)从静止状态加速到电机额定转速 p0311(n电机,额定)的时间。
如果实际应用满足该条件,则启动时间可以用作加速时间/减速时间的小值。
说明
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应对设定值通道中斜坡函数发生器的加速/减速时间(p1120;p1121)进行相应的设置,以便电机转速在加速和制动过程中可以跟踪设定值。这样可以获得的转速控制器前馈控制功能。 | ||
通过模拟量互联输入的加速度前馈控制(p1495)由参数设置 p1400.2 = 1 和 p1400.3 = 0 激活。可设置 p1428(时滞)和 p1429(时间常量)保证平衡。
参考模型
参考模型通过 p1400.3 = 1 激活。
参考模型用于仿真带比例转速控制器的转速控制环。
仿真可在 p1433 至 p1435 中进行设置。并在 p1437 连接至模型输出 r1436 时生效。
参考模型会延迟转速控制器积分分量的设定-实际偏差,从而抑制起振过程。
参考模型也可进行外部仿真,它的输出信号通过 p1437 连接。
功能图(参见 SINAMICS S120/S150 参数手册)
| 矢量控制 - 参考模型/加速模型前馈控制平衡 |
| 矢量控制 - 带有/不带编码器的转速控制器 |
重要参数一览(参见 SINAMICS S120/S150 参数手册)
| 电机额定转速 |
| 电机额定转矩 |
| 电机转动惯量 |
| 总转动惯量和电机转动惯量的比例 |
| 电机额定启动时间 |
| 转速控制配置 |
| 转速前馈控制平衡时滞 |
| 转速前馈控制平衡时间常量 |
| 加速度前馈控制比例 |
| CO:加速转矩 |
参考模型 | |
| 转速控制配置 |
| 转速控制器参考模型固有频率 |
| 转速控制器参考模型阻尼 |
| 转速控制器参考模型时滞 |
| CO:转速控制器参考模型转速设定值输出 |
| CI:转速控制器参考模型积分分量输入 |