SIEMENS西门子 SINAMICS V80伺服电机 1FL4044-0AF21-0AB0

          边界条件 •基于适配的工作原理，基础适配算法只有在具有唯一机械共振频率的系统中才能可靠运作。对于有多个机械共振频率的系统，共振之间可能会出现经过适配的滤波器的意外运动。 •基于适配的工作原理，在禁用频率的适配中可能出现不jingque性。这通常发生在使用分辨率较差的编码器（例如旋转变压器）的情形下。在此类情形下，系统仅会部分抑制共振 频率。 解决办法：为了减小不jingque性，可增大参数p1441 中的转速实际值平滑时间常数。 • 转速或速度设定值的跃变可能会导致适配电流设定值滤波器的意外运动。 •若系统除变化的机械共振频率外还包含不变的机械共振频率，则须通过固定的电流设定值滤波器抑制不变的频率。此时经过适配的带阻滤波器应为带阻滤波器级联中Zui后的滤波器。否则适配可能会受不变的共振频率阻碍，该频率会导致禁用频率的意外运动。移动时，计算出的带阻滤波器分子阻尼值和分母阻尼值保持不变，这样随着禁用频率不断增大，带阻滤波器的带宽也会逐渐变大。带阻滤波器的当前频率可通过r5285 读取和记录。系统也会将该频率写入经过适配的电流设定值滤波器对应的频率参数中。边界条件•基于适配的工作原理，基础适配算法只有在具有唯一机械共振频率的系统中才能可靠运作。对于有多个机械共振频率的系统，共振之间可能会出现经过适配的滤波器的意外运动。•基于适配的工作原理，在禁用频率的适配中可能出现不jingque性。这通常发生在使用分辨率较差的编码器（例如旋转变压器）的情形下。在此类情形下，系统仅会部分抑制共振频率。解决办法：为了减小不jingque性，可增大参数p1441 中的转速实际值平滑时间常数。• 转速或速度设定值的跃变可能会导致适配电流设定值滤波器的意外运动。•若系统除变化的机械共振频率外还包含不变的机械共振频率，则须通过固定的电流设定值滤波器抑制不变的频率。此时经过适配的带阻滤波器应为带阻滤波器级联中Zui后的滤波器。否则适配可能会受不变的共振频率阻碍，该频率会导致禁用频率的意外运动。内部激活阈值通过参数p5284 可以权衡内部激活阈值：• 如果适配过于灵敏地响应其它故障（如转速跃变或负载转矩跃变），则应增大激活阈值。•如果适配响应不灵敏且在强励磁的情况下仍找不到共振频率，则可以减小激活阈值。经过适配的滤波器的运动范围借助参数 p5282 或p5283 可以限制经过适配的滤波器的运动范围。适配起始值脉冲使能时适配开始所采用的频率始终为滤波器的当前禁用频率。该频率可通过参数r5285及滤波器的频率参数读取。禁用脉冲并重新使能脉冲后，该初始值始终为禁用脉冲前Zui后一次测定的禁用频率。关闭并重启驱动后，适配将采用保存于经适配的滤波器的频率参数中频率起动。如需为适配频率确定适宜的初始值，可使用以下方法：•将共振频率的当前位置用作起始值：– 为此，从频率特性测量中读取当前共振频率。或者– 完整运行一次一键优化来确定当前共振频率。或者•使用起始值 500Hz。该起始值既可低于也可高于查找出的共振频率。应在激活适配和发出脉冲使能前将该值设置为对应带阻滤波器的禁用频率。5.10.3.1转速控制回路的稳定性移动带阻滤波器会改变转速控制回路的相位或振幅频率特性。电流设定值滤波器适配不能保证转速控制回路的稳定性。若在在线优化激活（p5300=2）的情形下进行电流设定值滤波器适配，则系统会自动进行可确保稳定性的参数设置。若自动优化未激活，则必须由用户执行防止不稳定性的测试。必须确保相位裕度足够大。其中，必须将经适配的滤波器的相位或振幅频率特性以及适配的频率下限（p5282）考虑在内。生效的闭环控制可能会使共振频率偏移。当控制器增益过高，其振幅高于机械共振频率并进而影响适配时，也会造成控制器不稳定。5.10.3.2频率下限和上限用于频率上限的参数 p5283有一个内部上限，其仅在激活的适配中生效，并且取决于经过适配的电流设定值滤波器的设置。其中以下适用：•如果适配激活，系统会在写入时立即将 p5283 限制为该内部值。• 如果适配未激活，那么在激活适配时，系统会自动将 p5283限制为该内部值。如果已写入其中一个频率限值参数（p5282 或 p5283）且带阻滤波器的当前禁用频率超出了相应的新频率限值，那么：•如果适配激活，在写入 p5282 或 p5283 时，系统会自动将带阻滤波器设为各个频率限值。•如果适配未激活，那么在激活适配时，系统会自动将带阻滤波器移至各个频率限值。伺服控制5.10 自动优化驱动功能150 功能手册,06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP35.10.3.3适配不充分时的解决办法如果适配在运行过程中没有改变经过适配的电流设定值滤波器的禁用频率，则系统不会足够地激发机械共振频率，不会对运行产生干扰。如需修改适配的特性，有以下方案可供使用：•修改激活阈值 (p5284)。• 修改相应滤波器参数中的禁用频率，以获取另一个适配起始值。• 通过参数 p1460 或 p5272提高转速控制器的增益，从而更强地激发机械共振频率。但在采用此设置时，需要注意控制回路的稳定性。5.10.4 消息（参见SINAMICS S120/S150 参数手册）• F07419 驱动：电流设定值滤波器适配出错5.10.5 参数（参见SINAMICS S120/S150 参数手册）• p0108[0...n] 驱动对象功能模块• p1400[0...n]转速控制配置• p1498[0...n] 负载转动惯量• p3700 AVS/APC 配置• p3752[0...n] AVS控制器预设振荡固有频率• p5271[0...n] 配置在线优化/一键优化• p5272[0...n] 在线优化动态响应系数•p5273[0...n] 在线优化负载动态响应系数• r5274 CO:在线优化/一键优化估算出的动态响应• p5275[0...n]在线优化/一键优化动态响应时间常数• r5276 在线优化/一键优化估算出的 Kv 系数• r5277在线优化/一键优化估算出的前馈平衡时间• p5280[0...n] 电流设定值滤波器适配配置• p5281[0...n]电流设定值滤波器适配分配• p5282[0...n] 电流设定值滤波器适配频率下限• p5283[0...n]电流设定值滤波器适配频率上限伺服控制5.10 自动优化驱动功能功能手册, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP3151• p5284[0...n] 电流设定值滤波器适配激活阈值• r5285[0...n] 电流设定值滤波器适配当前频率•p5292 FFT 优化动态响应系数• r5293 FFT 优化，识别出的转速控制器比例增益• r5294[0...5] FFT优化，识别出的零点• r5295[0...5] FFT 优化，识别出的极点• p5296[0...2] FFT 优化，PRBS 振幅•p5297[0...2] FFT 优化，PRBS 偏移• p5300[0...n] 自动优化选择• p5301[0...n]一键优化配置• p5302[0...n] 在线优化配置• r5306[0...n] 自动优化状态• p5308[0...n]一键优化测试信号的行程限制• p5309[0...n] 一键优化测试信号的持续时间伺服控制5.10 自动优化驱动功能152 功能手册,06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP35.11 电子电机模型的说明在转速区 p1752 × (100 % -p1756) 和 p1752内会切换模型。在高速范围中，带编码器的异步电机的转矩仿真更加jingque，转子阻抗的影响和主磁场感应的饱和特性得到校正。而在带编码器的同步电机上，换向角监控功能激活。如果激活了kT 评估器，在同步电机上转矩仿真也更jingque。伺服控制5.11 电子电机模型的说明驱动功能功能手册, 06/2020,6SL3097-5AB00-0RP3 1535.12电压限值中的堵转功率提高功能说明借助此功能，您可在运行过程中临时在堵转功率极限时提高主轴功率。堵转功率限值是指电机功率因Zui大变频器输出电压而受限的范围。通常，该堵转功率范围会在电机数据页中标出（电压限值特性曲线）并与电机类型（同步/异步）和直流母线电压大小相关（参见下图）。功能的局限性在总转速范围与电压限值特性曲线之间有足够间距的电机上不会出现堵转功率提高的情况。说明在电压限值范围内运行时，通过磁场定向控制可以防止电机堵转风险。这与在电压限值范围内的运行时是否启用堵转功率升高无关。激活/取消时的影响提高的堵转功率激活与否效果如下：•经升高的堵转功率；p1402.6 = 1– 可通过 p0388 设置电机堵转转矩补偿系数。–可以将堵转功率调高，因为必要时通过控制器将其降低。• 正常的堵转功率；p1402.6 = 0– 可通过 p0326设置电机堵转转矩补偿系数。– 堵转功率必须设置得非常jingque。伺服控制5.12 电压限值中的堵转功率提高驱动功能154功能手册, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP3堵转功率提高（p1402.6 =1）在同步和异步电机的以下范围内显示出了优势：• 异步电机上，堵转功率随转速降低（参见下图中的“voltage limitingCharacteristics”）。同步电机：功率转矩特性曲线从高转速制动时可通过 r1549[1]根据跟踪记录堵转功率的设置。其中必须注意以下几点：• 如果有斜坡函数发生器激活，则应将其取消激活，这样才能达到功率限值。•如果堵转功率范围内的电机已经制动到所设限值（p640、p1520、p1521、p1531）且r1549p[1]为零，则应提高p0388。如果 p0388设置的过小，则无法达到堵转功率限值内可能的Zui大电机功率。异步电机的特点重新调试时，就异步电机而言会自动预设为升高的堵转功率（p1402.6= 1）。电动式堵转功率限制保持取消激活状态（p1402.3 =0），使得新的控制方式只在再生式运行中生效。说明在电动式运行（加速、加工）中新的控制方式可能会导致一些电机上的电机损耗提高，电机轴上会有更高的有效功率，但仍不能达到转矩增益。只有当加速度时间短于p1402.3 = 0 的时间时，才建议使用更高堵转功率（p1402.6 = 1）与激活的电动式堵转功率限制（p1402.3 =1）的组合。在堵转功率范围内要求过载时可通过新的电压管理获得额外的弱磁区，以便使用Zui大功率设置工作点。在无编码器运行时，较高弱磁区内额外的弱磁区会导致电机模型不稳定。可通过提高无编码器时的转速实际值平滑时间（p1451，例如到15 ms）或通过降低无编码器运行时的转速控制器 P增益（p1470）达到的效果。同步电机的特点就同步电机而言不会自动预设为升高的堵转功率（p1402.6 =1）。如果电机能产生短路电流（p0640 > r0331），则只能在堵转功率范围内等待电机功率升高（p1402.6 =1）。当电机具有磁阻转矩时（p0327 > 90°，p0328 >0），功率获益非常高。既以电动方式，也以再生方式获取功率。就同步电机而言，p1402.3 无关紧要。重要参数一览（参见SINAMICS S120/S150 参数手册）• p0326[0...n] 电机堵转转矩补偿系数• r0331[0...n]实际电机励磁电流/短路电流• p0388[0...n] p1402.6 = 1 时的电机堵转转矩补偿系数• p0640[0...n]电流极限• p1402[0...n] 电流控制和电机模型的配置• p1520[0...n] CO:转矩上限/电动式运行转矩极限•p1521[0...n] CO:转矩下限/回馈式运行转矩极限• p1531[0...n] 回馈式运行功率极限•r1549[0...1] CO:堵转功率实际值伺服控制5.12 电压限值中的堵转功率提高驱动功能156 功能手册, 06/2020,6SL3097-5AB00-0RP35.13 V/f 控制概述通过 V/f 控制可以检查以下组件和数据：• 电机模块•电机模块和电机之间的功率电缆• 电机• DRIVE-CLiQ 电缆（电机模块和电机之间）• 编码器和编码器实际值通过 V/f控制可以运行以下电机：• 异步电机• 同步电机说明在谐振抑制激活或禁用状态下运行同步电机• 转速限制谐振抑制禁用状态下，带 V/f控制的同步电机在运行时，只允许达到 25 % 的电机额定转速。谐振抑制激活状态下，带 V/f 控制的同步电机在运行时可无需限制转速。•稳定性同步电机的谐振抑制禁用状态下，V/f控制通常只能在低转速的情况下稳定工作。在高速区可能会出现振动。谐振抑制激活状态下，同步电机的 V/f控制在整个转速区内稳定工作。谐振抑制在预设置中处于具有正确参数值的激活状态，且在大多数应用中无需进行修改。若发现具有干扰效应的起振特性，可以较小的幅度逐步增大p1338 的值，并分析其对系统造成的影响。功能说明在 V/f控制中，驱动在开环控制中运行。在开环控制下，驱动无需转速反馈和电流实际值。仅当谐振抑制已激活时，才必须检测实际电流值。V/f控制运行只需要使用少量的电机数据。说明在 V/f 控制中，计算出的转速实际值始终显示在 r0063中。配备编码器时，编码器的转速显示在 r0061 中。如果没有编码器，r0061 显示“0”。伺服控制5.13 V/f控制驱动功能功能手册, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP3 157说明V/f 控制的应用范围V/f控制只允许用于诊断，例如检查电机编码器的功能。为了使驱动在纯粹的诊断模式下工作而不受实际值影响，必须关闭谐振抑制 (p1338 =0)。激活的 V/f 控制会阻碍其他设置，如电流控制器或转速控制器。V/f特性曲线在考虑极对数的情况下，将转速设定值切换到需要设定的频率。并输出属于转速设定值的同步频率（无滑差补偿）。调试 V/f 控制在V/f控制的调试前请注意下列事项：说明例如当运行具有交替式转动惯量的驱动时，借助在电流限值（p0640）处启动能够实现驱动的快速启动。达到电流限值（p0640）只会使斜坡函数发生器停止。电流仍有可能增大。在参数设置时必须遵循对监控功能电流限制的安全距离，以确保驱动不会由于过电流故障断开。按如下步骤来调试V/f 控制：1. 检查是否满足 V/f 控制的前提条件。– 已进行过首次调试：V/f 控制的参数已被预设为合理的值。–未进行过首次调试：必须检查和修正下列相关的电机数据：r0313 当前（或计算出的）电机极对数p0314 电机极对数p1318 V/f控制，加速/减速时间p1319 V/f 控制，频率为零时的电压p1326 V/f 控制，可编程特性曲线上第 4 点的频率p1327V/f 控制，可编程特性曲线上第 4 点的电压p1338[0...n] V/f 运行，谐振抑制增益p1339[0...n] V/f运行，谐振抑制滤波时间常量p1349[0...n] V/f 运行，谐振抑制Zui大频率2. 通过参数 p0311 设置电机额定转速。3.通过参数设置 p1317 = 1 激活 V/f 控制。说明以下功能自动激活设置 p1317 = 1 可自动激活以下功能：•谐振抑制 (p1338)为了使驱动在纯粹的诊断模式下工作而不受实际值影响，必须关闭谐振抑制 (p1338 = 0)。• Vdc控制器(p1240、p1244、p1248、p1250)• 通过 M 极限、P 极限和 I 极限限制加速斜坡• 一旦超出电流极限值p0640，就停止斜坡函数发生器。4. 给出运行使能。5. 给出转速设定值。伺服控制5.13 V/f 控制驱动功能功能手册,06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP3 159功能图（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）•5300 伺服控制 - 诊断用的 V/f 控制• 5650 伺服控制 - Zui大 Vdc 控制器和Zui小 Vdc 控制器重要参数一览（参见SINAMICS S120/S150 参数手册）• p0304[0...n] 电机额定电压• p0310[0...n] 电机额定频率•p0311[0...n] 电机额定转速• r0313[0...n] 当前（或计算出的）电机极对数• p0314[0...n]电机极对数• p0317[0...n] 电机电压常数• p0322[0...n] 电机Zui大转速• p0323[0...n]Zui大电机电流• p0640[0...n] 电流极限• p1082[0...n] Zui大转速• p1317[0...n] 激活 V/f控制• p1318[0...n] V/f 控制，加速/减速时间• p1319[0...n] V/f 控制，频率为零时的电压•p1326[0...n] V/f 控制，可编程特性曲线上第 4 点的频率• p1327[0...n] V/f 控制，可编程特性曲线上第4 点的电压伺服控制5.13 V/f 控制驱动功能160 功能手册, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP35.14电流控制器和转速控制器的优化概述优化控制器时可以使用以下辅助功能：• 调试工具中的函数发生器• 调试工具中的跟踪功能•调试工具中的测量功能•控制单元上的测量插口执行优化说明控制器的优化只允许由掌握相关控制技术知识的专业人员执行。电流控制器电流控制器在调试时会分配到缺省设置，能够充分满足大部分应用的需求。转速控制器在重新配置了一个电机时，转速控制器会分配到和电机的固有转动惯量相符的缺省设置。计算出的比例增益会设为允许的Zui大增益的30 %，以降低电机第一次装到机械装置时的振动特性。转速控制器积分时间的缺省设置始终为 10ms。为了实现完整的动态特性，必须优化下列参数：• 提高比例增益 Kp_n(p1460)• 修改积分时间Tn_n(p1462)转速控制器自动设置（频率特性分析）转速控制器自动设置有以下几个特点：• 通过 FFT 分析法识别控制对象•自动设置电流设定值回路中的滤波器，例如用于抑制共振• 自动设置控制器（增益系数 Kp，积分时间Tn）通过测量功能可以检查控制器的自动设置。伺服控制5.14 电流控制器和转速控制器的优化驱动功能功能手册, 06/2020,6SL3097-5AB00-0RP3 161示例1：测量转速控制器的频率特性测量转速控制器的频率特性和控制对象后，可以确定转速环稳定极限上的临界共振频率，并通过一个或多个电流设定值滤波器降低共振。这样通常可以提高比例增益（例如：Kp_n= 3 倍缺省值）。在设置了 Kp_n 的值后，可以确定zuijia的积分时间 Tn_n（例如：从 10 ms 降到 5 ms）。示例2：转速设定值阶跃通过测量功能“转速设定值阶跃”可以给定一个到转速设定值的矩形阶跃。该测量功能会预设转速设定值、转矩电流的测量。无编码器运行概述在伺服控制中既可采用无编码器运行，也可采用混合运行（无/带编码器）。和传统的采用V/f控制的驱动相比，采用电机模型的无编码器运行在伺服控制中实现更高的动态控制特性和更高的防堵转特性。它和带编码器的驱动相比，转速精度有所降低，动态响应和同轴度也受到不利影响。功能说明由于和带编码器运行相比，无编码器运行的动态响应有所降低，为提高控制的动态性能，对加速转矩执行了前馈控制。其根据驱动转矩，在考虑到现有的转矩/电流限制以及负载转动惯量[(p0341 · p0342) + p1498)]的情况下对所需的转矩进行预控，从而能够在时间上zuijia地达到需要的转速动态响应。如果电机既能够带编码器运行，也能够不带编码器器运行，例如：p0491≠ 0 或 p1404