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【专家大讲堂】20200227电气传动系统选型设计的相关要点——直播答疑

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【专家大讲堂】20200227电气传动系统选型设计的相关要点——直播答疑

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2020-03-05 11:30:04

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 【专家大讲堂】电气传动系统选型设计的相关要点


主讲专家: 西门子全球驱动技术高级核心专家   徐清书


首播时间:2020年2月27日 19:30


主要内容:


1.驱动系统选型设计涉及的要素

2.驱动的负载类型及特性

3.调速系统的性能指标

4.阶跃给定与扰动下的响应指标

5.调试指标的相关说明

6.最佳减速比和惯量匹配在选择电机时的应用总结


课程回看链接http://www.ad.siemens.com.cn/service/elearning/Course/2529.html


直播答疑问答汇总


Q1: 变频器输入电压范围和输出电压范围有什么关系,如何选择合适的电压?

 A1: 变频器的输出电压直接决定它的输入电压,变频器在额定负载的时候很难实现输出电压等于输入电压。如何选择合适的输入电压范围呢,从经验上来讲你直接提高5%到7%都是可以的,这与线路阻抗有关。

 

Q2: 有同事在问之前选型厂家帮配的伺服驱动器37kW,电机22kW,厂家说这样选是为了适应过载的状况,工况为升降的桁架,请问什么情况下选型,驱动器功率要比电机的大?

A2: 就变频器的选型来讲,从来就不能按照功率来选择,要根据负载特性来选择的,考虑过载特性、动态性能等,通常选择是按照它的负载力矩、转速变化范围来选,很多的情况下都会是变频器比电机的功率会大一些。

 

Q3:是不是系统刚性无穷大的情况下,惯量比理论上也可以无穷大?

A3: 惯性比和系统刚性没有直接的关系。刚性越大,系统可以做到动态性能越高;系统动态性能最佳的做法就是使惯量比达到1:1。因为惯量比越大,动态性能会越差。

 

Q4: 动态性能高的系统,超调量允许多少?

A4: 动态性能和超调量没有直接的关系,这个动态性能高的系统,未必超调量很高,过高的超调量是不允许的。不是说动态性能越高超调量越大,这个没有直接的关系,都取决于你系统的调试。

 

Q5: 转动惯量比大于多少时不能用EPos功能?

A5: 这就看你这个系统要求的跟踪误差和动态误差多大。一般在伺服控制系统里转动惯量比尽量的不要大于5。当然转动惯量比越大动态性能越差,它跟这个EPos能不能用没有直接关系。

 

Q6: 电流环是不是没有斜坡,可以瞬时响应?

A6: 速度环前面会设有斜坡函数发生器,而电流环肯定没有斜坡函数发生器,但是电流环的前边儿也可以增加一些滤波环节,当然电流环响应要求快速。

 

Q7: 阶跃扰动信号在实际应用中会是什么信号?

A7: 阶跃扰动就是在正常的稳定运行的时候突加负载和突减负载,这就是这个阶跃扰动信号。


Q8: 伺服优化是空载还是带载优化?

 A8: 系统调试的时候一般都需要对电机进行这个电机识别,空载识别、静态识别、动态识别。最后做这个系统优化的时候,带载优化就是把这个硬轴连接的设备连上去进行优化,但不带实际负载。如果是标书上有的指标,这个指标一般都是空载优化的指标。也就是说只是带着硬轴连接的设备,比如说连轴节会脱开,在这样的情况下做的优化。但是如果做整个系统优化的时候你也可以把连轴节接上,就是说别加负载做优化。

 

Q9: 公共直流母线整流单元如何选型?

A9: 首先要知道系统所有负载的有功功率,根据负载的过载特性,计算出平均功率和最大过载的功率,然后再除相应的效率,归算到整流单元这一侧,从而得出需要的整流单元提供的功率,再根据整流单元过载特性做选择就可以了。

 

Q10: 伺服永磁电机在结构设计上跟普通永磁电机有何不同?

A10: 伺服电机和普通的永磁电机基本原理上没有区别,伺服机只不过要求转动惯量小,要求动态性能高一些;普通永磁电机需要输出大的功率,所以你会看到伺服电机细长,而普通永磁电机都会胖高。普通永磁电机需要输出大的功率,而伺服电机要求跟随性能,所以尽量做得转动惯量小一些。

  

Q11: 电抗器BLM为什么选2%?

A11: 配置2%电抗器是为了防止电源在规定范围内时波动烧坏功率模块,与BLM功率单元的设计有关

 

Q12: 是不是变频器功率一定会大于电机功率?

A12:通常如此

 

Q13: 扭矩控制模式时,负载变动会引起扭矩控制的波动吗?

A13: 任何控制都有相应时间,负载变动当然也会引起实际力矩的变动。

 

Q14: 速度环和力矩环动态响应指标,有的驱动器范围是弧度,有的是赫兹,这个是怎么定义的呢?

A14: 弧度和频率按公式换算即可,就是角速度与频率的关系

 

Q15: 是不是系统刚性足够高的情况下,惯量比可以很大,而不影响系统动态性能。

A15: 系统刚性越好,其动态性能可以越高;转动惯量比越大,系统动态性能越低

 

Q16: 水泵电机负荷控制在多少合适,电机才不会过热?

A16: 在电机的额定范围内都不应过热

 

Q17: 阶跃扰动是带载测试还是空载测试?是否能模拟负责变化?如何模拟?

A17: 扰动都是指负载扰动,所以应带载测试;可以模拟负载变化。需要编程实现扰动转矩,叠加到转矩环即可

 

Q18: S120在几百个千瓦小功率提升机负载应用,出于成本考虑,选用非调节性电源模块,在能量回馈阶段,能满足要求不?

A18: 采用具有回馈能力的SLM整流单元,能量回馈没问题 ;但如采用BLM则需配置足够的能耗制动单元,能量白白的损耗掉了。  


Q19: BLM的进线电抗器按照2%还是4%选型?

A19: 按照2%选型

 

Q20: 也就是整流单元按照功率选比较合适吗?

A20: 整流单元按功率选,需要基于负载要求核对过载特性

 


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