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关于速度模式下的转矩限幅  

2013-10-09 10:42:49|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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电机驱动有速度控制(希望硬特性;转速与负载转矩不相关。控制对象是转速。)和转矩控制(希望软特性;给定转矩时,负载转矩增大,转速跌落,直至零。反之转速增大直至最大转速。控制对象是转矩。)
 速度控制中,采用转矩限幅是介于上述两者控制的一种方法(直流系统也是一样)。
 例如:对于一个物体要保持施加一定的力(如:拉力),但当前速度未知,范围可以是0-30Hz。那么速度给定就是30Hz(饱和给定)。所需施加的力,转换成电机输出转矩,通过所选通道来给定。(包括最大转矩限制、最小转矩限制、实际转矩给定。)电机的输出转矩就维持在你给定的转矩值上(对于速度饱和,只要转矩没达到,就增加频率,直到最大限制频率的110%。如上例,就达到33Hz为止)。
 实际应用,并不是那么“单纯”。你可以使用最小转矩限制,例如:启动时,抵消静摩擦力(如同自动档的车)、也可以同时使用速度给定和转矩给定成一定比例的增加(例如:接触滚动,就不可以速度饱和的给定。一旦脱离滚动摩擦,转速就可能上升到最大饱和值。那就冒烟完蛋了)。
“速度饱和、转矩限幅”在钢铁行业中的板带处理中应用非常广泛,如安萨尔多所说,开收卷电机、S辊电机。所谓的速度饱和---------以单机架可逆轧机为例,假若轧制的工艺速度为V1,那么收卷电机的速度给定(经过各种折算)V2,开卷电机V3。在实际处理中,各个电机的速度给定关系是:V2>V1>V3。饱和指收卷电机的给定速度大于工艺速度;所谓转矩限幅是在收卷的过程中,根据工艺规定的张力实时调整电机的输出转矩(收卷时卷径越来越大,要求输出转矩越来越大),转矩限幅值就根据R*T来实时设置。
 至于V1>V3,这是开卷电机工作在发电状态,如有兴趣可继续讨论。

从控制的角度来看,速度控制与转矩控制两者是独立控制功能。
速度控制的目标物理量是电机的转速,力矩控制的目标物理量是电机的转矩。
从控制原理上看,速度控制是以速度为实际值进行闭环控制,速度调节器处于闭环状态,通过其输出去引导电流调节器,由电流调节器控制电机的电流,从而适时的调节了电机的转矩,使电机始终跟踪电机的设定转速。速度模式是指变频器以控制电机的转速为目的,此时电机的力矩必须为保持该速度而调整。所以控制系统中外环为速度环,内环为电流环。速度环的输出为电流环的给定(力矩给定),该电流环也称为转矩环。
转矩模式是指变频器是以控制电机的输出力矩为目的,速度大小和外部负载大小有关。此时变频器一般无速度环,只有电流环,外部给定直接给电流环作为力矩设定。为防止超速,许多高档变频器都带速度外环限制超速,这是一种增强型的转矩模式,此时速度环只起一个限制最大速度的作用,电流环依然起主导作用。
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