技术论坛

 S120高频(测试)信号注入法在永磁同步电机中的应用

返回主题列表
作者 主题
Motorer
游士

经验值:160
发帖数:2
精华帖:2
楼主    2019-10-22 23:10:29
主题:S120高频(测试)信号注入法在永磁同步电机中的应用 精华帖 

       最近使用G120进行永磁同步电机的SLVC测试,发现相比S120,G120不支持测试(高频)信号注入的SLVC方法;翻看了一下S120的手册,发现高频注入法的说明也不多,另外在论坛里也几乎找不到相关话题的帖子。由于手边没有S120,想请教以下各位熟悉S120的大佬们高频注入法的使用效果如何?

       补充:多谢一楼版主的提醒,我的表述不太清楚,这里的高频注入是永磁同步电机的一种无编码器矢量控制方法,具体在S120的驱动功能手册的第5.2.6.2节有说明,手册中的原话是“低至0Hz的闭环控制",就是下面图里的红色方框标记的地方。



yming
版主

经验值:127286
发帖数:21992
精华帖:824
3楼    2019-10-26 10:55:50
精华帖  主题:回复:S120高频(测试)信号注入法在永磁同步电机中的应用

楼主理解有错。

这个控制G120肯定有的。原来MM440就有。

它并不是什么“高频信号注入法”,而是变频器SLVC模式下,对电机在低速区间的控制方法。

低于5-10%转速时,处于开环控制,这对于异步电机来说,转速有控制差异;对于同步电机来说,转矩有控制差异。

这个从开环到闭环的点,就是由P1755来确定的。回差由1756确定。

这种控制状态是可以改善的。想想也知道:当电机已经处于闭环控制中,那么对于连续的转速改变,都是可以“预测”的。(毕竟是个惯性系统呀)

改善的方法是:打开该开关!P1750电机模型配置。默认这个控制开关是关闭的。

当打开该开关后,对于电机从正向高速闭环控制,转向反向转速过程中,在正负和速度0时,将不会“脱离”闭环控制。

注意:这里的充要条件就是上面的红字:当电机已经处于闭环控制中!这个意思就是:电机开始启动不算!因为它不能矢量解析。只能是先开环控制。

启动改善的方式:带额定负载给出低速(转矩),最小的转速能启动(电机转起来),就是1755的进入闭环控制点。

这个要根据实际工况来测。我的工况最小可以达到1%,进入SLVC闭环。


学而时习之,不亦说乎?温故而知新,不亦乐乎?
Motorer
游士

经验值:160
发帖数:2
精华帖:2
12楼    2019-10-28 23:52:31
精华帖  主题:回复:S120高频(测试)信号注入法在永磁同步电机中的应用

感谢y版版主的回答,很精彩。但我想你没理解我的意思,首先高频注入法是电机控制学术界对基于磁凸极追踪的电机无位置传感器矢量控制的称呼,在欧洲也多被称作测试信号注入法。它的原理和电机的参数识别有相似之处,都是通过注入测试信号识别电机信息,只不过这里识别对象是实时的磁极位置;它和你所说的开环拉起的不同之处,是(同步机)包括零频在内的低频段都有实时转子位置估计值反馈,相关的参数是p1604,1605,1607和p1750.5; 我是想了解这种方法的应用效果如何,但在论坛里没找到相关帖子,所以询问各位使用过S120的朋友,是否有这种方法的使用经历。

我说的不对
游士

经验值:272
发帖数:21
精华帖:1
13楼    2019-10-31 13:05:43
精华帖  主题:回复:S120高频(测试)信号注入法在永磁同步电机中的应用

 这个实验16年做过,有些细节已经忘记差不多了。附件有电机铭牌参数,第三方的,当时拿G120 调试转不起来,当然没有细细去扣电机参数,没在上面细下功夫调试,就换了S120驱动,配置完电机参数也和G120现象一样,但是看手册看到这个功能以后去测试,发现功能激活以后非常好用,直接就驱动起来了,电流也非常平稳,但是比带编码器的电流略大一点点。但是启动没有问题。

如果采用西门子电机比第三方电机调试更简单,可以忽略这个功能。

以下是我当时做的日志:

无测速机的矢量控制可以启动,启动后空载电流几乎为0,在转速切换点时电机声音不是很柔和,电流和输出电压有些振荡,过了开闭环切换点后输出稳定。

V/F控制采用P1300=0,可以启动,但是电流特别大,输出电压低,需要采用P1300=3,根据实际情况,进行电压和频率的标定。低速时电流有些大,这种控制方式可能和带载有关系,带载后电压频率曲线可能需要调整。

如果现场具备电机工作电压和频率的曲线,建议采用P1300=3的V/F特定曲线工作方式,描点可以通过DCC完成,这样控制精度更高,效果更好。

 上图是矢量控制图

 

P1300=3自己描点的VF控制

 


第三方铭牌。

 

自己看着办吧
yming
版主

经验值:127286
发帖数:21992
精华帖:824
16楼    2019-11-04 18:55:59
精华帖  主题:回复:S120高频(测试)信号注入法在永磁同步电机中的应用

嗨。楼主说那么高深的名词没啥用,其实就是一盘“大萝卜”。

矢量控制是方法。关键应用在于如何获得电机实际转速。VC和SLVC矢量控制方法是一样的。不同仅在于如何获得电机实际转速。

VC很简单,直接通过旋转编码器获得。

而SLVC就有些麻烦了。

试想一下。一台四极电机,50Hz,同步转速1500转/分。如果要1Hz下控制,该转速是多少?30转/分!一秒钟电机轴转半圈。对于利用磁势,感应电压、电流测量来说,如同使用了个4-8脉冲/转的编码器。(用这种编码器,哼,VC模式也恐怕控制不了低速。)

所以,在滑差以下的速度,都是不准确的。更何况,空载和带载启动(堵转)的巨大差异。

那怎么办呀?

所以,要在0转速启动时,开环至少给出额定励磁电流(异步电机约40-45%额定电流)以上;

以上多少?默认再加10-15%,甚至就是给到电机额定电流(100%)。确保带载能顺利启动(转起来,能达到测量转速的状态)。

一旦达到能测量转速的状态,就可以进入闭环模式。


而对于已进入闭环运行的电机来说,设定值降低到0的过程。其斜率、转速、负载、及其变化是已知的。

因而是可以使电机在降速过程中完全处于闭环受控。这就是启用电机模型开关后的结果。


这种应用场合:

单机运行基本不需要。除非设计失误,必须在滑差以下,较精确控制转速的要求。

主要应用于多机联动,有各电机速比要求,且仅靠电机速度控制较精确的场合。

否则,各电机脱离闭环,有快有慢,生产过程、产品质量受影响。


至于,15楼的第5点。加速前馈预控的功能,它只是对于设定值的变动所作的附加调整(增大或减小转矩电流)。这只是针对惯量的转矩“补偿”。当设定值(是说给定,不是电机转速)稳定时,前馈不会有任何输出!

(所以,我曾警告过,当使用手动电位器作为给定时,别用前馈预控功能!因为,实际上,那个电位器的输出总是在波动。这是电位器接触滑头决定的。其结果是前馈总有输出。控制效果可想而知。反之,网络给定,MOP给定则是稳定、可靠的。)




学而时习之,不亦说乎?温故而知新,不亦乐乎?
yming
版主

经验值:127286
发帖数:21992
精华帖:824
19楼    2019-11-05 22:33:00
精华帖  主题:回复:S120高频(测试)信号注入法在永磁同步电机中的应用

嗯。我16楼是针对15楼对异步电机SLVC控制写的。


对于永磁同步电机来说,正常运行(已经同步转动中),所要控制的不是转速,而是转矩。

我们知道,永磁同步电机的转子是磁极(固定相位)分配好的磁钢。它“跟随”定子所产生的磁场中所对应的磁极。

当没有任何负载时,它是完全正对的。

此时变频器注入的电流,不管大小,都不做“有效”功(只会因铜损、铁损发热)。永磁强大的电感,对于变频器来说,只是使用直流母线电容,与其交换能量而已。(电压、电流夹角90度。)

很明显,此时定子较小电流与较大电流,效果都是一样的。


如果,转子受到负荷转矩时,相对定子磁极来说,将存在角度位移。

这时,定子电流将可以分解为:产生转矩平衡的直轴转矩电流 Id和“没用”的励磁电流Iq。

很明显,定子电流与交轴电流产生了夹角。(也是电压矢量与电流矢量90度夹角减小了。)负荷转矩越大夹角越大。

在有编码器的情况下,变频器的输出频率对应的转速,是与编码器完全相同的。但是脉冲到来的时间发生了变化。(脉冲位置,这反映了角度的变化。)

在无编码器的情况下:

可以用开环V/f。管他三七二十一,使用可能的最大定子电流。(当然,完全线性V/f肯定不行,因为,转子不是感应电势产生磁场。起始电压也太低了。)

也可以用SLVC。与异步电机相似,通过输出电压与输出频率的变化,比照测得的电机模型定子电感。就可根据实际电流与电机模型应有的交轴电流Iq,得出夹角。

这里的问题还是启动。转子静止,无法预知负荷转矩。

对于永磁同步电机,毕竟还是有线绕磁极的。三相交流产生的毕竟不是正圆的磁场。(用手转动转子就知道了,还是一下、一下的。)。至少现在无法像直流机换向器有那么多导流片,确保直轴位置固定。所以,极低速时。无法得出控制夹角。也就是启动后的一段,无法控制转矩。

但是,相反情况,从高速下降,穿越零速到反转的过程。是已知转矩的。由于系统惯性,是可以认为夹角几乎不变的。因而开启该开关后,是可以顺利穿越零点的。


道理和前面帖子一样。相当于只有几个脉冲的编码器。低速控制是勉为其难。

学而时习之,不亦说乎?温故而知新,不亦乐乎?
您收到0封站内信:
×
×
信息提示
很抱歉!您所访问的页面不存在,或网址发生了变化,请稍后再试。