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 传动控制系统工程设计常用的三要素

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kdrjl
至圣

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楼主    2022-12-24 18:00:31
主题:传动控制系统工程设计常用的三要素

用西家传动进行工程设计常用三要素之一,一个控制系统的结构框图

这个系统结构简图,是以G120的SLVC为例的。为什么是它,而不是V/F控制的结构呢?因为SLVC现在基本是西家传动的标配功能了。不论是简单地V系列,还是通用的G系列,乃至高性能的S系列。SLVC已经是都具备的功能了。

 

我们知道,电机的闭环控制起源于直流电机。有结构图可以看出,它实际与直流的控制结构如出一辙。都是典型的转速外环,电流内环的双闭环控制结构。交流电机能够在今天也能以直流电机的控制那样,这是历史的进步。因为典型的双闭环系统,可以使电机的调速特性变成直线那种硬特性。不论是启动过程,加速过程,稳态过程,都能获得电机100%的转矩特性。克服了交流异步电机因为滑差而产生的特性软化问题。同时交流异步电机又因为它的机械结构简单,免维护等优点,所以现在的交流传动控制代替了许多的直流传动应用场合。

 

传动工程设计三要素之二,一个常用的公式:


这个公式是传动系统运行,电机输出轴功率和转速,扭矩的平衡方程式。它是我们计算旋转轴机械各个转速下,转矩或功率参数的必备工具。

 

传动工程设计三要素之三,两条控制特性曲线:

第一条曲线,转速-功率曲线:


第二条曲线,转速-扭矩曲线:


曲线是做什么的?它描述的是系统控制电机的输出特性曲线。请注意,这两条曲线横轴代表电机电机的运行转速范围,纵轴代表电机输出的机械特性转矩和功率的范围。红线和绿线所包罗的面积,就是电机输出轴的机械特性控制能力。在这里,转速的控制特性是一族垂直竖线特性,不是电机的自然特性。因为SLVC的控制特性,已经把交流异步电机的滑差补偿了。而它的恒转矩控制特性是一族水平的直线。

 

当一个控制系统的西家传动变频器和电机确定以后,我们就可以利用公式计算和描绘两条曲线的特殊点。并确定它输出机械特性范围。确立了两条曲线以后,我们再把曲线的点代入系统结构图中的参数设置。由此完成工程设计任务。一个完整的控制特性建立完成。

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kdrjl
至圣

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1楼    2022-12-24 18:38:36
主题:回复:传动控制系统工程设计常用的三要素

想起来发这个帖子,主要是感觉,搞工程设计,也要有一个自己的套路。这样做起来很符合平台技术理念。不是吗?


另外,发现有些网友对电机的等效模型和系统的控制特性有混淆。特别是针对异步电机的额定转速。为什么建模时,必须输入带滑差的额定转速,而控制器的给定转速是同步的额定转速,没有滑差。这里,电机模型里带滑差的额定转速,表示的是异步电机的自然特性;而控制就是控制。矢量控制SLVC他能够把异步电机的转速控制的很硬,没有滑差。只要在电机的能力范围以内。没问题。用V/F控制的异步电机转速,即使有滑差补偿,设定值与实际值之间也未必能完全消除滑差。


所以,本楼的内容推荐那个SLVC的控制结构。典型的双闭环控制系统,可以使传动控制特性实现最佳的电机输出机械性能。实现加速和减速动态过渡过程最快。

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第7代CNC
奇侠

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2楼    2022-12-24 20:01:58
主题:回复:传动控制系统工程设计常用的三要素


超级经典,认真学习了

《图解数控机床维修必备技能与实战速成》《实用数控加工手册》《车辆轮轴加工与组装》
HUANGZE75
至圣

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7楼    2023-01-10 12:54:59
主题:回复:传动控制系统工程设计常用的三要素

K版这个分享简洁明了,基本上按照这个思路,驱动参数设计,电机力矩选型等,基本上传动系统工程设计就迎刃而解。

kdrjl
至圣

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8楼    2023-01-11 08:39:44
主题:回复:传动控制系统工程设计常用的三要素

是呀,我们单位所面对的传动控制系统,电机的功率等级小则几个kW,大则几百kW。最高转速范围一般都是100Hz至300Hz(风机控制系统除外)。所以,有一个通用的设计平台,万变不离其宗的系统设置和调试。就显得非常的方便了。

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kdrjl
至圣

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9楼    2023-01-26 10:18:35
主题:回复:传动控制系统工程设计常用的三要素

我们在进行闭环传动控制系统的应用设计时,由顶楼的介绍方法进行设计是很有效的。


首先,两条机械特性曲线,确定了一个传动控制系统输出能力的边界条件。极值确定了以后,我们再把这些极值参数输入到顶楼所示的功能图限幅参数中。即可完成了该系统的设计任务。

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无名的人
至圣

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10楼    2023-02-01 06:38:18
主题:回复:传动控制系统工程设计常用的三要素

任版应该再补充一下折算转动惯量和折算负载功率的部分内容就全了

烟锁池塘柳 桃燃锦江堤
kdrjl
至圣

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11楼    2023-02-01 09:46:28
主题:回复:传动控制系统工程设计常用的三要素

折算转动惯量是一个很活的事情。我认为,获取传动系统转动惯量的参数,是为了得到负载的时间常数,有利于我们对控制系统参数的校正。


西家传动,它利用动态的优化和辨识,即可获取旋转轴的转动惯量,无需自己估算。除非传动系结构不允许电机做这个旋转的辨识和测试;


还有一种情况,电机轴系的转动惯量和惯性比我们通过自动辨识和优化已经获取,或者我们通过机械设计中已知,但我们并不希望采用如此的参数作为设计调节器时间常数的依据。我们想对负载惯性做更长时间的设定,以求其动态运行过程的平顺性。这时,我们完全可以通过修改其惯性比来实现。


所以,折算转动惯量是一个很个性化的工作。不具普遍意义。而负载功率的折算,就是那个旋转系的功率平衡方程式。设计者需要知道的是,第一,负载转速运行范围;第二,最大功率点转速和最小转速点功率或转矩。有了这两个条件,即可勾勒其负载曲线的趋势,然后利用曲线,设计参数即可。

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juzhi5212006
游民

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14楼    2023-03-22 12:23:17
主题:回复:传动控制系统工程设计常用的三要素

楼主您好!西门子GH180中压变频器中文用户手册,能分享一下吗?邮箱:juzhi5212006@126.com谢谢

kdrjl
至圣

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15楼    2023-03-22 18:12:43
主题:回复:传动控制系统工程设计常用的三要素

中压的技术文档西门子并没有开放。都是随用户订货提供的。而且应该都是e文的,不是中文的吧?我也不清楚,只知道它不是公开的技术文件。所以,你可以问问用户能否和你分享吧?我没用过中压的产品。帮不上忙。抱歉。

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好运木子
侠客

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16楼    2023-03-27 09:30:01
主题:回复:传动控制系统工程设计常用的三要素


认真学习了,感谢分享

ashlow
至圣

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17楼    2023-04-07 07:38:32
主题:回复:传动控制系统工程设计常用的三要素

任工谢谢热心的分享,是传动设计的好帮手。

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