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运动控制

西门子SINAMICS驱动实现负荷平衡的方法

  2013年03月15日  

        SINAMICS驱动来实现负荷平衡的方法小结:
        方案一:主机为速度控制,从机为力矩控制。主机将速度控制器输出的力矩值,直接传递给从机作为其力矩给定,无速度限幅。
        (备注:为了避免飞车现象,当从机的硬轴连接断裂时,应及时转化为速度控制;或者使用自由功能块,如果从机与主机的速度差超过限值+延时,从机OFF2停机。)
        这种方案,对于刚性连接来讲,应该是电流均衡的最佳选择。
        两个伺服电机带一个机械装置。当时是将主轴的脉冲输出给从轴,两个做位置同步,但是从轴加了前馈。
        在刚性连接的场合,主轴和从轴采用了两个独立的速度环控制,即便从轴加了前馈或软化,主轴和从轴的输出转矩有较明显的差别,造成一根轴出力大,另一根轴出力小。有时候就报警OverCurrent Fault。
        当从机的硬轴连接断裂时,从机的力矩给定值依然存在,但是从机的负载消失。瞬间,从机像发疯似地转速飙升,造成"飞车"。
        对"飞车"问题的处理,大多数人使用自由功能块,如果从机与主机的速度差超过某个限值+延时(比如说2S),从机OFF2停机。
        这种“飞车”问题的处理方法很好,自由功能块完全可以实现,不过我觉得从轴速度超限OFF2停机的同时主轴也应该OFF2停机。
        钢厂回转窑,采用方案一发现回转窑有抖动现象,尤其是在启动、负载增大和停车过程当中。后来先将辅传动自身的转距值传送给主传动,主传动计算出主辅传动转距和,将50%转距作为辅传动的转矩设定值传送给辅传动,效果有明显改善。
        方案二:主机为速度控制,从机也为速度控制。主机将速度控制器输出的力矩值,传递给从机作为其力矩限幅。从机的速度给定略大于主机(通常大于约2~5%),使其速度环达到饱和。
        方案二即可以有效防止“飞车”现象,又可以使负荷达到均衡的目的,比较适合于刚性连接的场合。不过我不赞成将主机速度控制器输出的力矩值100%传递给从机作为其力矩限幅,有些场合可能70%-80%效果最佳。

        其他方法:

        方案三:主机为速度控制,从机也为速度控制。主机将速度控制器输出的积分量,传递给从机速度控制器作为其积分控制的设定值,并且从机自己的积分功能取消。

        方案四:从机速度环的力矩值减去主机速度环的力矩值,该力矩差值乘上相应的软化系数之后,负叠加在从机的速度给定上进行控制。

        方案五:从机以主机的速度信号作为基准,同时采集主机的电流信号和自己的电流信号进行PID调节,PID的输出乘以一个系数后叠加在自己的速度给定上加以控制。

        方案六:电机驱动无主从之分,均为速度控制,读取各驱动的实际电流值,然后算出电流平均值。如果实际电流值大,那么它的速度附加给定就为-Δn;如果实际电流值小,那么它的速度附加给定就为+Δn。

        方案七:电机驱动无主从之分,均为速度控制,每台驱动都有自己的速度环软化(Droop Compensation)。

(摘自西门子技术论坛)

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