M440变频器无传感器矢量控制 经验总结

问题：
何时需要应用MM440的无速度反馈的矢量控制模式（SVC），如何应用？
回答：
由于无速度反馈的矢量控制（SVC）能提供很高的动态和静态特性，因此在以下应用场合可以使用MM440的无速度反馈的矢量控制模式。

要求很高的动态特性

低速时要求提供大的输出力矩

要求很精确的速度稳定性

要求对电机提供很完善的保护

要求很快的响应速度
由于SVC控制需要很精确的电机模型，因此SVC控制不能应用于以下一些场合：

电机和变频器的额定功率比小于1比4

电机运行最大频率超过200HZ

同步电机和多电机传动




问题：
在发生矢量控制失效时如何关闭MM440？
解答：
MM440的矢量控制不仅可靠，而且性能优异。

但是，在极端的运行条件下，矢量控制可能失效，变频器有可能需要一些时间来响应OFF1信号。

因此，建议：

1. 引入失控保护信号。如变频器正常运行范围至75HZ，P2155(门限频率 1)可被设置为85HZ，并通过装置P2106=53.5。这样可以确保变频器在矢量控制失效，超速运行时跳闸。

2. 设置一个独立的OFF2信号。如设P0705=3，数字输入5作为自由停车信号，即备份的停车命令。

适用产品：MM440(矢量型)






调试步骤：

1. 快速调试与初始电机模型

P0003 = 2 (访问级别 2)

P0010 = 1 (快速调试)

P0300 及接下来的电机参数根据电机铭牌进行设置。

P0700, P1000, P1080/P1082, P1120/P1121 选择命令源，选择设定值源，Fmin/Fmax, 斜坡时间等等。

P1300 = 20 无速度传感器矢量控制

P1910 = 1 (A0541 将随之出现> 参见2. 使用P1910进行电机识别)

P3900 = 1
计算电机参数时，“busy” 将出现在 BOP面板上，持续时间约为1分钟，在特大型变频器上将持续更久。在此之后，A0541将在BOP面板上闪烁。
至此已完成快速调试并生成初始电机模型。


2. 使用P1910进行电机识别

必须完成2项自动测量。

注意： 测量必须在冷机状态下进行。 还需确保在P0625中已正确输入实际环境温度（工厂设定为20°C），输入环境温度必须在完成快速调试（P3900）之后，执行电机识别之前进行。

P1910 = 1， 给一个运行命令：启动电机参数测量。

A0541 将持续闪烁；通过向电机注入短脉冲电流，并伴随“嗡嗡”声，将完成多个测量。在其后计算内部电机参数时，BOP面板上将出现 “busy” 。

如果得到一个故障信息 F0041 （故障，电机参数识别）， 这意味着测量值与来自初始电机模型的预置值不匹配。在这种情况下，请检查接线（特别需要注意星形/三角形连接）以及输入的电机参数。如果这些都没有问题，可尝

试运行变频器，空载，V/f控制（P1300=0），
设定频率为电机额定频率的80％。检查输出电流（r0027）的值，并将此值作为电机励磁电流输入到参数P0320中（按照电机额定电流P0305的百分比设定），重新计算电机参数 （ P0304=1）。

执行电机饱和曲线识别（P1910=3）可提高控制性能：这应该在电机参数测量（1910 = 1）之后进行。
P1910一旦被设为3， A0541 将重新出现。给出运行命令，执行过程同上。

至此，变频器可工作于SLVC控制模式下，但我们推荐进一步优化以获得最佳调节性能。



3. 使用P1960进行速度控制优化

当使能速度控制器优化（P1960 = 1），将激活A0542报警。接下来启动变频器即可完成优化测试。
变频器将按照斜坡上升时间P1120将电机加速到额定频率（P0310）的20％，然后在转矩控制模式下进一步加速至50％，最后再按照斜坡下降时间P1121减速至20％。
此过程将反复多次，并获取时间平均值。
优化完成之后，P1960自动复位为0。

注意：
由于这种测试的特点，即在转矩控制模式下从20％额定频率加速至50％额定频率，因此速度控制器优化对某些应用并不适合。


4. 手动速度控制优化

a. 电机模型

SLVC 需要精确的电机模型，r1787 (Output of Xm adaptation)可作为一个衡量标准，此值应在 +/- 15%范围内，如果超出此范围，就需要对电机模型进行改进。

通过检测励磁电流可对电机模型进行改进，正确的流程可参考文档ID: 22078991 “Application Description: Measuring the Magnetising Current” ，或者使用前面描述的方法。如果不能执行此检测（例如电机不能同负载脱离) ，那么您可以对励磁电流进行试设定（设置P0320并重新计算电机模型P0340=1）直至r1787位于可接受的范围内。

注意：一旦确定某台电机正确的励磁电流值，此值或多或少也适用于同种类型的其他电机， 因此不需要对每台电机都执行这些测试，只需适当设置P0320即可。


b. 性能

电机识别为无速度传感器矢量控制设置初始参数，使电机可工作至50 Hz。为了获得更好的矢量控制性能，有必要根据电机/负载系统的结构对矢量控制回路进行优化。

用户可通过修改下列参数来提高控制性能。可用一台示波器来测量每次修改的效果，以便获得最好的结果。

P0003 = 3
P0342：驱动装置总惯量/ 电机惯量的比值， 与 P1496 （加速度预控的标定）结合使用
P1470： SLVC 速度控制器比例增益
P1472： SLVC 速度控制器积分时间常数
P1520/P1521：转矩限值
P1610：SLVC 连续转矩提升
P1750： 电机模型的控制字

参考MICROMASTER 440 或 SINAMICS G120参数手册中的功能图 7000, 7200, 7500, 780

0
以及 7900。

P0342 - 驱动装置总惯量/ 电机惯量的比值- 如果知道此值或可对此值进
行估测，则应该正确设置此参数。此参数与P1496结合产生一附加转矩以克服负载的惯量。为了获得最好的效果，可设置P1496 = 100% ，然后将P0342 依次设置为1, 3, 6 等等。您可以发现随着数值的增大，控制性能会变好，直至一个更大的值引起系统不稳定为止。 通常转速预控只适用于下述系统：需要一个脉冲转矩来启动惯性负载，但接下来便不再需要。

P： P1470 - 速度控制器比例增益(SLVC) 和 I：P1472 - 速度控制器积分时间常数 (SLVC) – 这些值通常被初始设置成满足绝大部分应用。优化设置取决于机械系统。 通过增加P项、降低I项可获得良好的控制效果。理想的检测方法是用一台示波器通过变频器的模拟量输出端口来监视变频器未经滤波的输出频率（P0771[0]=66）。监视变频器的输出电流也同样有用， 使用电流钳，或第二个模拟量输出端口（P0771[1] = 27）。

P1470 = 6; P1472 = 25 ms

P1511 - 附加转矩设定。
对于需要瞬间大转矩的应用特别有用（例如：起重机驱动）。通过下列方法可将之与一固定值互联： P1511 = 2890 、 P2890 = xx% (例如 40%).

P1520 - 上转矩限幅和 P1521 - 下转矩限幅
降低这些值可以减少不稳定， 而增加这些值则可以获得更好的动态性能。

P1610 - 用于SLVC 开环控制的连续转矩提升
设置SLVC低速范围内的连续转矩提升，按照电机额定转矩的[%]设定。
默认设置为50% ，增加此值即可增加低速转矩。

P1750 - 电机模型的控制字
这一参数确定在很低频率时无速度传感器矢量控制(SLVC) 的工作情况。
假如设定频率大于5 Hz，P1750.0 = 0 允许启动时就使用观测器模型。 P1750.1 = 0 允许跨越零点时使用观测器模型。通常使用观测器模型可获得更好的控制性能，并避免在5 Hz 时开环控制与无速度传感器矢量控制的切换。

P1755 - 矢量控制转换频率
切换至矢量控制的起始频率。默认值为5 Hz，即在-5 Hz 至 +5 Hz 范围内，变频器工作于V/f 控制模式（P1300=1）。对于大电机，此值可降低到默认值以下，以便在默认的5 Hz以下，提供完全的矢量控制。但是此值不应小于2倍的电机额定转差频率，因为较小的电机电流很难保证电机模型的准确性。

请注意，您的需求决定了优化的性能（例如，取决于您需要非常好的速度保持性能还是低速时的大扭矩，优化的结果可能不同），应对相关量进行检测。

请不要忘记执行从Ram到Rom的数据传输（P971 = 1），以便永久保存参数。

离开现场之前，应使用不同的负载，甚至在最坏的情况下检测您的设置。

进行
突加负载和脱开负载测试， 如果现场情况不允许, 首先将电机加速到某一速度，然后将斜坡时间 P1120/P1121 设为0, 再叠加一
定的阶跃频率给定 (可使用数字量输入端子叠加固定频率)。


获得的优化值对具有相同机械和电气结构的装置同样有效，但我们推荐首先执行电机识别（P1910 = 1 & 3），再输入P1470等值，之后不再需要全面优化。