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禾好 侠圣 经验值:3724 发帖数:828 精华帖:44 |
楼主
主题:交流传动单机调试需要调到什么程度?
一直受一个论调的引导:单机调试(电机空载试验)如果能调到“理想电机”的效果,则驱动系统可以满足所有控制需要。而不是需要在负荷试车过程继续进行动态参数调整。
目前我的经验指标是:阶跃响应测试,稳定时间100ms,超调<1%。前提是1.有速度传感器的矢量控制;2.交流传动与电机适配;3.电流不饱和。 引发的问题是: 1.指导理论是否有局限,哪些状况是上述的指导理论不能涵盖的呢? 2.测试指标是否不合适,大家的经验指标是多少? 其实这个问题是老问题,我增加了些论调和指标,望各位高手从理论和实践角度多给些帮助。 |
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禾好 侠圣 经验值:3724 发帖数:828 精华帖:44 |
21楼
主题:回复:交流传动单机调试需要调到什么程度?
aa13123好!
听到有工程师在做阶跃试验,真的引起了我的共鸣。你的阶跃偏差为什么只有2%呢?在优化操作正确的情况下,有三种可能(有速度传感器的矢量控制): 1.2%阶跃时电流已经饱和(也就是转矩或电流出现上升后的平台),这多半是电机转动惯量大造成的(随着电机级数的增加,相同功率的电机直径也非线性增大,GD2平方递增),再有的是一些电机机械磨损过大造成。 2.你的阶跃是从零速给到设定速度,ramp及中间滤波为零,电机静摩擦阻力(滑动摩擦)影响了试验效果,电机转动起来的滚动摩擦要比滑动摩擦小一个数量级。处理,先将电机给到爬行速度(>5%,使矢量控制效果受滑差和转子相角的影响小),然后再叠加阶跃速度给定值。 3.调试的时候把转矩也trace上去(SE70用示波器吧,数据采集的周期短)吧,你的交流输出电流在2%阶跃时有可能只出了一个小包,甚至于都没变化,这是由于矢量控制在低于励磁电流的短时间转矩突变是通过相角调整的,没有通过电流幅值进行修正。这种情况可以加大阶跃给定值,当转矩突变从尖峰状拉成平台时,再恢复到尖峰状(转矩不饱和)所对应的给定值,6级1000kW的我调过,给定能从6%阶跃给到15%。 我的描述过于强调简练啦,技术描述的有些部分其实是要些篇幅才能解释清楚的。对每一个部分,诸位有疑问时我再进行扩展解释(可能还有理解局限的错误),毕竟差之分毫谬之千里啊。 |
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禾好 侠圣 经验值:3724 发帖数:828 精华帖:44 |
22楼
主题:回复:交流传动单机调试需要调到什么程度?
斑竹的提问是真正击到了我的局限性问题,我破砖引玉,大家共同丰富吧。
传动特性的硬化如果已经由传动的最佳特性所决定了,那么有哪些设备是需要速度特性变化,我举几个例子: 1.前面提到的热轧咬钢补偿,冲击型负载。通常的处理方法是叫钢之前的速度给定值大于金属秒流量所需电机转速,当通过电量识别咬钢完成后(多数是通过电机转矩增大到阈限),然后降低速度给定到金属秒流量对应的给定速度。 2.更多的应用是我们RAMP需要的场合,即生产机械不允许速度变化率过快,我们用变速斜坡进行抑制。 3.如胶带机的多机张力控制系统,张力变化缓慢,容易形成局部张力过大。更是需要PLC设定S型曲线,根据皮带机械各个部分的现象进行现场曲线调整。 4.某些生产设备无法接受速度控制响应的过渡时间,甚至直接在速度控制模式下给出附加转矩给定进行变速转矩补偿。应用的场合多数是在冶金冷连轧、酸洗、涂镀、重卷等场合。特点是整机需要测试快升快降(升速斜率10s左右吧)。 |
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Lost_sheep 游士 经验值:255 发帖数:28 精华帖:3 |
45楼
主题:回复:交流传动单机调试需要调到什么程度?
还是没忍住,说两句。个人观点,请轻拍砖。
我一直认为kdrjl在一楼就道出了关键,后面讨论的一些东西不太切题,但是也很有意思。 先说观点:速度环参数与机电时间常数Tm密切相关,大家也说到了理论,这个请看陈伯时的交流调速系统。 再说说机电时间常数,这个常数包含了电机的特性,更重要的是包含了被控对象的机械特性。 因此,抛开电机所拖动的对象来谈速度环的参数是没有意义的。 举例说明: 1. 楼主好像轧机调的多,就以轧机为例。 轧机调试时通常就是单体调试,然后测一些曲线,就像楼主说的,阶跃响应等,必须达到某个效果等等,不再赘述。别的不说,说说为什么这样就可以,因为轧机通常功率很大,一般在MW级,电机后面的机械设备通常也就是传动轴和工作辊,转动惯量很小(对比电机转子本身),因此对系统的速度环影响很小。 2. 第二个例子是压力机,就是汽车生产车间的冲压机。 这个设备电机功率通常不大,几十个kW(有大的,这个不重要),但是它有个特点,它后面带一个巨大的飞轮,飞轮转动惯量一般在电机转动惯量的30倍以上。 这个系统如果单电机调试时把速度环调得很硬,结果带上机械设备后就会震荡(斜坡给定),原因就是负载的机械特性对速度环的影响不能忽略。 总结我的观点:这就是为什么siemens的调试步骤中,速度环优化要求带上机械的原因。 终于一吐为快,下面请大家拍砖。 |
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Lost_sheep 游士 经验值:255 发帖数:28 精华帖:3 |
48楼
主题:回复:交流传动单机调试需要调到什么程度?
47楼回复得真快,我也简单谈谈我的看法。
1. 理想电机 说实话,我还真不知道理想电机是啥意思,百度了一下。 ********************************************************************************* 理想是指没有任何能量耗散的意思。理想发电机是指所有的机械能全部转化为电能,即是提供一个很小的动能都能一直转下去的发电机。不过不可能实现的,摩擦无处不在。 ********************************************************************************* 这个理想是基于能量理想转化的角度,即无损耗。 楼主的理想电机按照我的理解,更倾向于机械特性无穷硬,要做到这一点,功率需要无穷大。 这时,外部有限的负载转矩就可忽略,因此基本上也能归类于小惯量系统。 2. 对分蜜机的调试 这其中抑制超调的关键在于引入了微分环节。 微分环节是对负载响应的一种预控制,在SIEMENS控制器中,使用了转矩预控来实现这个功能。 其本质是根据负载的惯量以及速度给定曲线计算出所需的转矩直接加到转矩给定环节,这样,PI调节器实际上只是对计算值和实际值的偏差进行调节。 理论上,如果计算值与实际需求的转矩完全一致,PI调节器的输出为0。当然也就没有超调,楼上说得清楚,引入积分环节造成的超调。 结论:本质上,这个调试还是考虑了负载的惯量,引入了微分环节,而且可以肯定的是,这个微分环节的增益并不一定与系统完美匹配,判断标准就是加速过程中PI调节器的输出,输出越小,微分增益就越准确。 以前的模拟系统确实调试起来比较复杂,现在的变频器已经是傻瓜型的了。 3. 适用于多种工况的调试方法 其实SIEMENS推荐的流程就是一种普适的方法。 (1). 电机空载辨识 这是脱开负载对电机本身的特性进行测量,主要是为了确定电流环参数,这个只与电机本身有关; (2). 电机速度环辨识 这个要求带上机械设备,在这个辨识过程中,变频器自行测量负载转动惯量与电机转动惯量的比值,对转矩预控部分进行设定(也就是对应楼主的微分环节,只不过现在是实时计算得到的,更准确),对速度还PI进行设定。 对于楼主说的调试不允许超过最高转速,实际上调试速度环是允许设定目标转速,比如设定为50%额定转速,即使优化过程中有超调,肯定也不会超过最大转速。 |