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矢量控制

矢量控制的優(yōu)勢：Wnj模具聯盟網

---高穩(wěn)定性運行，無論負載波動或給定值變化Wnj模具聯盟網

---給定值變化時能快速響應（→ 優(yōu)異的控制特性）Wnj模具聯盟網

---負載波動時能夠快速調節(jié)（→ 優(yōu)異的抗干擾性）Wnj模具聯盟網

---能以最大轉矩進行加速和制動Wnj模具聯盟網

---轉矩的閉環(huán)控制，制動轉矩值與當前轉速無關Wnj模具聯盟網

---零速時也可以輸出最大制動轉矩Wnj模具聯盟網

---閉環(huán)控制的范圍：轉速大于 1% 額定轉速Wnj模具聯盟網

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F0515_SINAMICS S120變頻器可否在VF控制方式下實現一拖多Wnj模具聯盟網

帶編碼器的矢量控制（VC）：Wnj模具聯盟網

---要求高轉速精度Wnj模具聯盟網

---要求高動態(tài)響應（給定變化或負載擾動時）Wnj模具聯盟網

---要求轉矩的調節(jié)范圍大于 1:20Wnj模具聯盟網

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不帶編碼器的矢量控制（SLVC）：Wnj模具聯盟網

---用于大功率、獨立運行的異步電機Wnj模具聯盟網

---適合各種動態(tài)響應要求Wnj模具聯盟網

---轉速調節(jié)范圍在 1:20 之內（> 5% 額定轉速）Wnj模具聯盟網

------實際磁通或即電機的實際轉速僅通過一個電機模型Wnj模具聯盟網

------電機模型借助電流和電壓進行計算Wnj模具聯盟網

------在0 Hz 左右的低頻區(qū)內，模型無法足夠精確地計算出電機轉速。 因此在低頻范圍內矢量控制會從閉環(huán)切換為開環(huán)Wnj模具聯盟網

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不帶編碼器的運行在多數情況下可以實現高性能、穩(wěn)定運行的矢量控制，如果需要在小于 1% 的額定轉速下調速或更高精確度的要求，需要使用帶編碼器的矢量控制Wnj模具聯盟網

SLVC 或 VC 時可通過參數 p1501 切換至轉矩控制，或直接通過參數 p1300 設置。轉矩控制時，需要通過轉矩設定值僅在轉矩控制時生效，附加轉矩在轉矩控制和轉速控制時都生效。Wnj模具聯盟網

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為了限制電機軸上的輸出轉矩，保護機械設備的安全，轉矩設定值的限制可以通過三種實現方式：Wnj模具聯盟網

---轉矩限幅（正反兩個方向）Wnj模具聯盟網

---電流限幅：默認值為變頻器額定電流的1.5倍Wnj模具聯盟網

---功率限幅（電動運行、發(fā)電運行）Wnj模具聯盟網

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電機的矢量控制需要借助電機模型來計算磁通矢量，因此需要對電機的參數（等效電路圖）進行準確計算，這一過程可以通過SINAMICS S120的電機數據辨識來完成。它包括以下三個過程：Wnj模具聯盟網

---電機數據計算：根據電機銘牌計算電機參數Wnj模具聯盟網

---靜態(tài)辨識 ：電機等效電路圖數據的識別與計算Wnj模具聯盟網

---動態(tài)辨識Wnj模具聯盟網

------旋轉磁場測量：動態(tài)優(yōu)化矢量的磁場模型Wnj模具聯盟網

------速度環(huán)優(yōu)化：速度調節(jié)器PI系數優(yōu)化Wnj模具聯盟網

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A0091_S120 驅動第三方伺服電機時的優(yōu)化Wnj模具聯盟網

伺服控制

伺服控制用于高精度、高動態(tài)的電機運行（帶電機編碼器），下面的表格為伺服控制與適量控制的比較。Wnj模具聯盟網

關于伺服控制的詳細介紹，請參見《SINAMICS S120 驅動功能手冊》第三章內容。Wnj模具聯盟網

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保護、監(jiān)控與診斷

功率器件的保護

SINAMICS S120 具有全面的功率單元保護功能，它包括以下內容：Wnj模具聯盟網

保護類型	保護措施	故障指示
過流保護	比較輸出電流和硬件限流閾值	F30001 “過流”
過壓保護	比較直流母線電壓和硬件斷路閾值	F30002 “過壓”
欠壓保護	比較直流母線電壓和硬件斷路閾值	F30003 “欠壓”
短路保護	監(jiān)控過流閾值	F30001 “過流”
接地	IGBT模塊的Uce監(jiān)控	F30022 “Uce監(jiān)控”
	相電流總和監(jiān)控	F30021 “功率單元接地”
電源缺相識別		F30011 “主電路電源缺相”

監(jiān)控功能

功率單元的熱監(jiān)控Wnj模具聯盟網

SINAMICS S120的功率單元熱監(jiān)控的任務是識別出臨界狀態(tài)。 用戶可以設定超出報警閾值后的響應方式，允許驅動繼續(xù)以降低的功率運行，避免立即切斷。Wnj模具聯盟網

---I2t監(jiān)控 – A07805 – F30005：監(jiān)控功率單元的電流和工作周期Wnj模具聯盟網

---功率單元在輸出報警A07805時，可設置相應的過載響應來降低負載率：Wnj模具聯盟網

------降低脈沖頻率：功率單元開關損耗減少，輸出電流脈動增加、電機噪聲增大Wnj模具聯盟網

------降低輸出頻率：輸出電流減少Wnj模具聯盟網

------不作反應：工作點不變，繼續(xù)運行可能觸發(fā)F30005Wnj模具聯盟網

---散熱器溫度 – A05000 – F30004：監(jiān)控功率單元散熱器溫度Wnj模具聯盟網

---芯片溫度- A05001 – F30025：監(jiān)控半導體芯片溫度和散熱器之間的溫差Wnj模具聯盟網

負載轉矩的監(jiān)控Wnj模具聯盟網

SINMAICS S120 可以對負載的轉矩進行監(jiān)控，可自定義轉速/轉矩監(jiān)控曲線，設置轉矩的限值和允許的轉矩波動區(qū)間，轉矩偏離設定的轉速/轉矩包絡線會觸發(fā)報警 A07920/A07921/A07922。Wnj模具聯盟網

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電機溫度監(jiān)控

電機熱保護功能用于監(jiān)控電機溫度，在電機過熱時發(fā)出報警或故障信息。電機溫度既可以通過電機上的傳感器檢測，也可以借助溫度模型從電機運行數據中計算得出。INAMICS S120 對電機溫度的監(jiān)控有以下的方式：Wnj模具聯盟網

---電機熱模型：通過電機的參數及運行數據計算電機的溫度變化值，用于在無溫度傳感器或溫度傳感器斷開的情況，但是無法完全替代傳感器（無法計算環(huán)境溫度和電機初始溫度）；Wnj模具聯盟網

---通過編碼器模塊SMC10/SMC20/SMC30的溫度信號采集端子測量電機溫度，支持KTY84-130或PTC溫度傳感器；Wnj模具聯盟網

---通過BICO互聯信號（溫度），比如端子模塊TM31、TM120、TM150的溫度傳感器通道的測量值Wnj模具聯盟網

---通過電機模塊/功率模塊的溫度傳感器接口，支持PTC、KTY84、PT100和雙金屬常閉觸點類型的溫度傳感器：用于運動控制的T-CPU是一個標準的SIMATIC S7-300 CPU。

? T-CPU是集成了SIMATIC S7-300 CPU和SIMOTION運動控制器內核的標準SIMATIC S7-300 CPU。

? 運動控制開發(fā)任務中，電氣工程師面臨的主要工作任務，完全是在工程師所熟悉的STEP 7軟件平臺上解決。工程師不需要學習其他的編程語言，就可以勝任復雜的運動控制工藝任務。

? 位于STEP 7編程庫中的T-CPU運動控制功能塊(FB塊)，符合PLCopen規(guī)范（任務組運動控制，Task Force Motion Control)。工程師編制運動控制程序，非常簡單、易學。

? T-CPU連結驅動器的方式，是通過接口PROFIBUS DP (Drive)完成，組成分布式的運動控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)的接線非常簡單。

? T-CPU適用連接驅動器的種類非常寬泛。

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SIMATIC Technologyo5O模具聯盟網

CPU 317TF-2DP

集成有故障安全功能的模塊化

S7-300工藝運動控制器

2010年4月

全新的，緊湊的，集成有三類復雜控制任務的工藝運動控制器現在，使用全新的SIMATIC CPU 317TF-2DP，用戶即可通過單個控制器，執(zhí)行運動控制任務、安全任務以及標準PLC任務。使用全新的SIMATIC CPU 317TF-2DP控制器，借助SIMATIC CPU 317TF-2DP可以通過經濟有效、簡單友好的方式，最大限度降低用戶在實現典型運動控制控制應用中，對人、機器設備的危險事故傷害。例如，垛機、夾鉗送料機、運動軌跡控制，或者飛剪應用，等等。

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優(yōu)點：所有的工藝功能（包括：運動控制工藝，故障安全保護，PLC工藝功能），

都是借助統(tǒng)一的STEP 7編程環(huán)境得以實現，從而最大限度地幫助用戶節(jié)省了編程、

調試和維護時間及成本。同時由于無需額外的安全裝置及復雜布線，因而可大量

節(jié)省控制柜空間，幫助用戶降低成本。