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西门子6SL3120-1TE24-5AA1检测
定义
在矢量控制中，相连电机根据其等效电路图数据模拟成一个矢量模型。该电机模型尽可能模拟准确，以达到的控制精度和。
矢量控制有两种形式：
● 用作控制的无编码器的矢量控制 (页 207) (SLVC)
● 用作带转速反馈的转速-转矩控制的带编码器的矢量控制 (页 217)
矢量控制的特点：
● 正常的计算速度
● 转速精度
● 转速波纹度
● 转矩精度
● 转矩波纹度
可以选择使用带或者不带转速实际值编码器的矢量控制。
使用转速实际值编码器
符合以下时，需要转速实际值编码器：
● 要求较高的转速精度时
● 要求较高的动态响应时
– 更好的控制特性
– 更高的故障特性
● 需要在大于 1：10 的控制范围内进行转矩控制时
● 需要保持特定和/或可变的转矩时，此时电机在低于 10 % 的电机额定 p0310
的下
根据设定值给定，矢量控制可分为：
● 转速控制
● 转矩/电流控制（简称：转矩控制）
与矢量 V/f 控制的不同之处
相对于矢量 V/f 控制，矢量控制具有以下优点：
● 负载和设定值改变时的性
● 设定值改变时上升时间较短（→ 更好的控制特性）
● 负载变化时调节时间较短（→ 更好的抗特性）
● 在设置的转矩下可进行减速和减速
● 不管电机采用电动式运行还是再生运行，都可以通过可设定的转矩保护电机
● 驱动和制动力矩的控制不受转速影响
● 在转速为 0 时能达到全起动转矩
下表对比显示了伺服控制和矢量控制各自的典型特性。
主题 | 伺服控制 | 矢量控制 |
典型应用 | · 具有高动态运行控制特性的驱动 · 具有高转速精度和转矩精度的驱动 （伺服同步电机） · 和等时同步的 PROFIdrive 实现角同步 · 机床和周期性生产机械 · 高输出 | · 具有高转速精度和转矩精度、采用转速控制和转矩控制的驱动，特别是在没有编码器的运行中 |
主题 | 伺服控制 | 矢量控制 |
一个控制单元可以控制的驱动数量 请参见： 本文档中的“DRIVE- CLiQ 的布线规则 (页 1053)" 一章 | · 1 电源 + 6 驱动 （在电流控制器采样时间为 125 μs 及转速控制器采样时间为 125 μs 时） · 1 电源 + 3 驱动 （在电流控制器采样时间为 62.5 μs 及转速控制器采样时间为 62.5 μs 时） · 1 电源 + 1 驱动 （在电流控制器采样时间为 31.25 μs 及转速控制器采样时间为 62.5 μs 时） · 混行，125 µs 下的伺服控制和 V/f 控制，多 11 驱动 | · 1 电源 + 3 驱动 （在电流控制器采样时间为 250 μs 及转速控制器采样时间为 1 ms 时） · 1 电源 + 6 驱动 （在电流控制器采样时间为 400 μs/500 μs 及转速控制器采样时间为 1.6 ms/2 ms 时） · V/f 控制： 1 电源 + 12 驱动 （在电流控制器采样时间为 500 μs 及转速控制器采样时间为 2000 μs 时） · 混行，500 µs 下的矢量控制和 V/f 控制，多 11 驱动 |
动态响应 | 高 | 中等 |
提示： 采样条件的更多相关信息请参见本手册中的“采样时间设置规定 (页 1044)"子章节。 | ||
可以连接的电机 | · 同步伺服电机 · 永磁同步电机 · 异步电机 · 转矩电机 · 直线电机 | · 同步电机（包含转矩电机） · 永磁同步电机 · 异步电机 · 纺织行业用磁阻电机（仅适用于 V/f 控制） · 同步磁阻电机 · 他励同步电机 · 直线电机提示： 不可连接 1FT6、1FK6 和 1FK7 系列的同步电机。 |
位置接口，通过用于上级 Motion Control 控制的 PROFIdrive | 支持 | 支持 |
主题 | 伺服控制 | 矢量控制 |
无编码器的转速控制 | 支持，从 10 % 电机额定转速起生效，在此转速下为开环 控制运行 | 支持，对异步电机（ASM）和永磁同步电机（PMSM）从静止状态起生效 |
电机数据识别 | 支持 | 支持 |
转速控制器采样时间 | 支持 | 支持 |
V/f 控制 | 支持 | 支持（不同的特性曲线） |
无编码器的转矩控制 | 不支持 | 支持，从 10 % 电机额定转速起生效，在此转速下为开环 控制运行 |
异步电机的弱磁区域 | ≤ 16 x 弱磁起始转速（带编码器） ≤ 5 x 弱磁起始转速（不带编码器） | ≤5 x 电机额定转速 |
闭环控制中的输出 | · 31.25 μs / 16 kHz 时为 2600 Hz · 62.5 μs / 8 kHz 时为 1300 Hz · 125 μs / 4 kHz 时为 650 Hz · 250 μs / 2 kHz 时为 300 Hz 提示： SINAMICS S 无需经过即可达到上述数值。 在以下补充条件且进行了附加的情况下，可设置更高的： · 至 3000 Hz – 无编码器运行 – 与闭环控制电源配合使用 · 至 3200 Hz – 带编码器运行 – 与闭环控制电源配合使用 · 上限为 3200 Hz 根据出口条例，600 Hz 以上的运行需要／许可。 | · 250 μs / 4 kHz 或 400 μs / 5 kHz 时为 300 Hz · 500 μs / 4 kHz 时为 240 Hz 说明： 如果需要更高的输出，请西门子专业人员。 |
提示： 请注意设备手册中降容特性曲线！ 使用 du/dt 滤波器和正弦滤波器时的输出为150 Hz | ||
主题 | 伺服控制 | 矢量控制 |
达到电机热极限值时的响应 | 电流设定值或断路 | 脉冲和/或电流设定值；或断路 （不适用于并联或采用正弦滤波器时） |
转速设定值通道 （斜坡函数发生器） | 可选 （在电流控制器采样时间为 125 μs 或转速控制器采样时间为 125 μs 时驱动数量，从 6 个电机模块为 5 个电机模块） |
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功率单元的并联 | 不支持 | · 书本型：不支持 · 装机装柜型：支持 |
（p0305）和电机模块额定电流（r0207 ）之比 | 在伺服控制中，允许的电机额定电流（p0 305）和电机模块额定电流（r0207）之比为 1:1 到 1:4。 考虑到转矩精度和运行特性的，比例也可以到 1:8。 | 在矢量控制中，允许的电机额定电流（p0 305）和电机模块额定电流（r0207）之比为 1.3:1 到 1:4。 考虑到转矩精度和运行特性的，比例也可以到 1:8。 |
5.1 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
在不带编码器的矢量控制中（SLVC：Sensorless Vector
Control），实际磁通或电机的实际转速原则上须通过一个电气电机模型计算得出，该模 型借助电流或电行计算。在0
Hz左右的低频区内，模型无法足够地计算出电机转速。因此在低频范围内矢量控制会从闭环切换为开环。另外在使用被动负载时要注意补充条件（参见“使用外部电机的前提"）。
开环控制和闭环控制之间的切换是由时间条件和条件（p1755、p1756和p1758）控制的。如果斜坡函数发生器输入端的设定和实际同时低于“p1755 x (1 - (p1756 / 100 %))"的乘积，则时间条件无效。
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图 5-1 SLVC 的切换前提
在开环控制中，模型计算出的的转速实际值与设定值相同。对于静态负载（例如在起重机应用中）或在加速中，请依据所需的转矩上限参数 p1610（静态转矩设定值）和
p1611（加速附加转矩）。之后驱动便可施加静态或动态负载转矩。
● 若使用异步电机（ASM）时将 p1610 设为 0 %，那么将只注入励磁电流 r0331。若该值设为 100 %，则注入电机额定电流p0305。
● 若使用磁阻电机 (RESM) 时将 p1610 设为 0 %，那么将只注入空载励磁电流。若该值设为 100 %，则注入电机额定电流p0305。
● 在永磁同步电机 (PMSM) 上，p1610 = 0 % 时电机维持由附加力矩 r1515
推导出的前馈电流（值），而不是注入励磁电流。
可以p1611或使用转速控制器的加速前馈，以防止电机在加速时失速，同时也可以有效地防止电机在低速区内过热。
如果驱动的转动惯量几乎保持恒定，请优先使用p1496加速前馈控制这种，而不是增大加速附加转矩p1611。驱动的转动惯量可通过测量确定：
p1900 = 3 且 p1960 = 1.
在低频区内不带编码器的矢量控制有下面几个特点：
● p1750.2 = 1
和p1750.3 = 1时，驱动在被动负载条件下处于闭环控制，直至输出约为 0 Hz（p0500=2）
● 当斜坡函数发生器前的转速设定值大于 p1755
时，异步电机完全励磁后在闭环控制中启动。
● 如果驱动超过闭环/开环切换转速p1755运行的时间比p1758中设置的等待时间短，且 斜坡函数发生器前的转速设定值超出p1755，电机不用切换到开环控制也可以反向。
在转矩控制中，电机原则上会在低速区切换到开环控制。
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