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SIEMENS 交、直流传动装置，数控伺服
异步电机简单的控制是根据 V/f 特性曲线进行控制。驱动配置时，通过调试工具
STARTER 在“Closed-loop control structure"窗 V/f 控制（另见 p1300） 。
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在 V/f 控制中，允许的电机额定电流（p0305）和电机模块额定电流（r0207）之比为 1:1
到 1:12。
异步电机的定子电压根据定子成比例设置。在许多动态特性要求较低的应用中都可采用此功能，例如：
● 电泵
● 风扇
● 传动带驱动
V/f 控制的目标是使电机内的磁通量 Φ 保持恒定。磁通与励磁电流 Iµ
成比例，或者与压频比（V/f）成比例。
Φ∼ Iµ ∼ V/f
异步电机产生的转矩 M 与磁通量和电流的乘积（矢量积 Φ x I）成比例。M ∼ Φ · I
为了在给定的电流下产生尽可能大的转矩，电机必须在恒定且尽可能大的磁通量下工作。而为了保持磁通量 Φ 恒定，必须使电压 v 和 f 成比例变化，以保持恒定的励磁电流
Iµ。这些前提是 V/f 特性曲线控制的基础。
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图 6-1 变频器供电时异步电机的运行范围和特性曲线
在下表中列出了几种不同的 V/f 特性曲线：
表格 6- 1 V/f 特性曲线(p1300)
参数值 | 含义 | 应用/属性 | |
0 | 线性特性曲线 | 应用（没有电压） |
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1 | 带 flux current control (FCC) 的线性特性曲线 | 静态/动态负载下对定子电阻电压损耗进行补偿的特性曲线(flux current control FCC)。 这尤其适用于较小的电机，因为它的定子电阻相对较大 |
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2 | 抛物线特性曲线 | 考虑到电机转矩变化（例如风扇/泵 ）的特性曲线： · 平方矩特性曲线（f2特性曲线） · 节能，电压较低，因此电流和损耗也较小。 |
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V/f 控制（矢量控制）
参数值 | 含义 | 应用/属性 | |
3 | 可编程的特性曲线 | 考虑到电机/机械转矩变化（例如同步电机）的特性曲线 |
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4 | 线性特性曲线和 ECO | 特性曲线参见参数 0 和恒定工作点上的 Eco 。 · 在 ECO 中，一个恒定工作点上的效率经过。仅在未跨接斜坡函数发生器的静态运行中生效。 · 必须转差补偿并设置转差补偿比例系数（p1335），以确保能对转 差进行完全补偿（通常为 100 %）。 | |
5 | 驱动 | 考虑到应用（例如纺织工业应用）的工艺特殊性的特性曲线： · 电流（电流控制器）只影响输出电压而不影响输出，或 · 禁止转差补偿 | |
6 | 带 flux current control(FCC)的精 确驱动 | 考虑到应用（例如纺织工业应用）的工艺特殊性的特性曲线： · 电流（电流控制器）只影响输出电压而不影响输出，或 · 禁止转差补偿 此外还在静态/动态负载下对定子电阻电压损耗进行补偿 (flux current control FCC)。较小的电机需要采用此功能，因为相比较大的电机其定子电阻相对 较高。 | |
7 | 抛物线特性曲线和 ECO | 特性曲线参见参数 1 和恒定工作点上的 ECO 。 · 在 Eco 中，一个恒定工作点上的效率经过。仅在未跨接斜坡函数发生器的静态运行中生效。 · 必须转差补偿并设置转差补偿比例系数（p1335），以确保能对转 差进行完全补偿（通常为 100 %）。 | |
19 | 电压设定值 | 用户可于使用 BICO 参数 p1330 通过接口（例如：端子板 30 的模拟量输入 AI0 –> p1330 = r4055[0]）设置电机模块的输出电压。 | |
功能图
· 6300 矢量控制 - V/f 控制，一览
· 6301 矢量控制 - V/f 特性曲线和电压
参数
· p1300[0...n] 开环/闭环工作
· p1320[0...n] V/f 控制，可编程特性曲线 1
...
· p1327[0...n] V/f 控制，可编程特性曲线上第 4 点的电压
· p1330[0...n] CI：V/f 控制，和电压设定值无关
· p1331[0...n] 电压
· p1333[0...n] V/f 控制，FCC 启动
· r1348 CO:V/f 控制 Eco 系数实际值
· p1350[0...n] V/f 控制软启动
6.1 工艺应用（Application）
可用于如何计算开环和闭环控制参数。其中的预设置已提供了一些适用于应用的数值，使用方便。
您可以对于下工艺应用进行一些预设置：
p0500 的值 使用目的
· 0 驱动(VECTOR)
· 1 泵和风机
· 2 无编码器闭环控制，直至 f = 0（被动负载）
· 4 弱磁区域内的动态响应
· 5 高起动力矩
· 6 负载转动惯量（例如：离心机）
所有受影响的参数和设置的数值请参考 SINAMICS S120/S150 参数手册。计算
您可以按照以下来启动工艺相关参数的计算：
● 在退出快速调试时设置 p3900 > 0
● 在自动计算电机/控制参数时，设置 p0340 = 1、3、5（p0500 = 6
时：p0340 = 1, 3, 4)
● 在计算工艺相关参数时，设置 p0578 = 1
根据 V/f 特性曲线进行的控制在输出为 0 Hz 时会提供 0 V 的输出电压。电机在 0 V
时可能无法产生转矩。“电压"功能的使用有多种原因：
● 在 n = 0 rpm 的情况下进行异步电机的励磁，
● 在 n = 0 rpm 的情况下产生转矩，例如用于保持负载，
● 产生起动转矩、加速转矩或制动转矩，
● 对绕组和电源电缆中的欧姆损耗进行补偿。
电压
可在以下 3 种电压中进行选择：
● 使用 p1310 进行电压
● 使用 p1311，仅在加速时进行电压
● 使用 p1312，仅在启动时进行电压
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图 6-2 电压总和
6.2 
电压
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说明
电压提升对所有 V/f 特性曲线(p1300)生效。
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说明
电压过高会电机过热
输出电压过多可能会电机绕组过热，进而跳闸。
电压
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V = p0305（电机额定电流）x p0395（当前定子电阻）xp1310（持续电压提升）
图 6-3 电压（示例：p1300 = 0 且 p1310 > 0）
加速时电压
当斜坡功能发生器反馈“加速生效"(r1199.0 = 1) 后，“加速时电压"功能生效。
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V加速 = p0305（电机额定电流）x p0395（当前定子电阻）x
p1311（加速时的电压）
图 6-4 加速时电压（示例：p1300 = 0 且 p1311 > 0）
功能图（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）
· 6301 矢量控制 - V/f 特性曲线和电压
重要参数一览（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）
· p0304[0...n] 电机额定电压
· p0305[0...n] 电机额定电流
· r0395[0...n] 当前定子电阻
· p1300[0...n] 开环/闭环工作
· p1310[0...n] 起动电流（电压）
· p1311[0...n] 加速时的起动电流（电压）
· p1312[0...n] 起动时的起动电流（电压）
· r1315 电压总和
6.3 
转差补偿
使用转差补偿可使异步电机的转速设定值 n设定 保持恒定，不受负载影响。在负载从 M1 向
M2 跃变时会自动设定，从而使产生的以及电机转速保持恒定。负载从 M2
向 M1 恢复时会相应地自动减小设定。
在使用电机抱闸时可通过 p1351 在转差补偿的输出上给定设置值。设置参数 p1351 > 0
会自动转差补偿（p1335 = 100 %）。
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图 6-5 转差补偿
重要参数一览（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）
· r0330[0...n] 电机额定转差
· p1334[0...n] V/f 控制转差补偿的初始
· p1335[0...n] 转差补偿比例系数
p1335 = 0.0 % 禁用转差补偿。
p1335 = 100.0
%：
· p1336[0...n] 转差补偿限值
进行完全转差补偿。
· r1337 CO:转差补偿实际值
· p1351[0...n] CO:电机抱闸启动
6.4 
谐振
谐振功能可空载运行中可能出现的有功电流波动。该功能在 5 % 至 90 %
的电机额定（p0310）范围内生效，不过只可为 45 Hz。
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图 6-6 谐振
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说明
谐振
在 p1349 = 0 时切换限值会自动设置为电机额定频率的 95 %，不过高为 45 Hz。
功能图（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）
· 6310 矢量控制 - 谐振和转差补偿
重要参数一览（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）
· r0066 CO:输出
· r0078 CO:转矩电流的实际值
· p0310[0...n] 电机额定
· p1338[0...n] V/f 控制，谐振增益
· p1339[0...n] V/f 控制，谐振，滤波器时间常数
· p1349[0...n]
如果在直流母线中存在过压或欠压，可以采取相应措施“Vdc 控制"功能。
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图 6-7 Vdc控制 V/f
直流母线中的欠压
● 典型原因：
电源断电或直流母线电源断电。
● 解决办法：
为正在运行的驱动规定一个再生转矩，以补偿现有的电能损耗，从而直流母线中的电压。该称为动能缓冲。
直流母线中的过压
● 典型原因：
驱动回馈式运行，供给直流母线的电能过多。
● 解决办法：
再生转矩，将直流母线电压在允许值范围内。
特性
● Vdc控制
– 由Vdc_max控制和Vdc_min控制（动能缓冲）构成。这两个功能可相互的设置和激 活。
– 有一个共同的 PID 控制器。借助动态系数可以单独设置Vdc_min和Vdc_max控制。
● Vdc_min控制（动能缓冲）
– 在出现短暂的电源断电时，电机中的动能会用于缓冲直流母线电压，并因此驱动关机。
● Vdc_max控制
– 在出现短时的回馈式负载时，通过该功能可以使得驱动不会因“直流母线过压"断电。
– 只有在电源没有直流母线控制并且没有馈电的情况下，才建议使用Vdc_max控制功能。
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