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关于G120转动惯量设定有用吗?

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至圣

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主题:【探讨】关于G120转动惯量设定有用吗?
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只看楼主 只看精华 楼主 2017-07-17 11:27:38

之前调试g120,矢量控制速度不稳定,分析可能是速度环相关参数设置不合适导致的;

很多时候,不方便做动态设别,有时候做动态设别也是脱开负载的,因为效果不理想;

调试sew变频器遇到类似速度不稳定时,其有个功能叫“转速控制器优化”:

调试软件根据sew电机型号能自己知道期电机的转动惯量,然后通过修改负载的转动惯量,比如它有几个快速输入值,1倍电机惯量,8倍或者10倍,或者自己手动输入,实际上这个应该是机械设计提供给调试者,然后根据实际情况写入就行了。

但是我们的机械设计很多时候给不出,或者只能给个设备的重量,不知道是的确不好计算还是水平有限,那负载惯量,我一般就是现场尝试,然后看运行稳定程度,必要时看看波形。一旦修改惯量值,调试软件就自动生成一组相关参数的推荐值,而不需要手动逐个去写入修改,感觉还是比较方便的:


这样即使不知道精确的负载惯量值,通过尝试几次,也能达到相对稳定的效果。

比如上图,我修改了个负载惯量,下一步,黄色的就是软件根据新的惯量值生产的推荐值。


最近再次调试g120,在参数列表里面也发现了电机惯量和负载惯量的设定:


我这个22kw的sew的电机,显示电机转动惯量0.15左右,我通过sew的调试软件,查到其惯量为0.1951,不知道g120这个0.15的是通过静态识别得到的还是如何确定的,另外,想知道p342这个参数如何来的,如果我在线直接修改这个数值,是否能达到sew调试软件那种效果,自动匹配计算相关参数,还是说改了就改了,对其他参数无任何影响,如果出现转速不稳定等情况,还是得需要自己调试p1470等参数才能实现优化速度控制的功能,另外,变频器初始化时,好像也没有加到关于负载惯量比例的设定。




天道酬勤
精华帖版主置评: 这个问题真不错。封精奖励一下,这既是传动的基础知识,也是传动控制的实践所面对的问题。kdrjl
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至圣

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只看楼主 只看精华 1楼 2017-07-17 19:15:48

 http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/109482274


建议楼主看一下这篇技术文档,我曾经用G120调试过惯量比大于100的系统,木有压力滴


Zane 注册自动化系统工程师 Always save before download
精华帖版主置评: 给zane一颗小星星。我最近也有一个帖子,《G120使用花絮》里面也涉及到了惯性比参数的使用。不谋而合?哈哈。kdrjl
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只看楼主 只看精华 楼主 2楼 2017-07-18 09:46:24
以下是引用Zane在2017-07-17 19:15:48的发言 >1楼

 http://support.automation.siemens.com/CN/view/zh/109482274


建议楼主看一下这篇技术文档,我曾经用G120调试过惯量比大于100的系统,木有压力滴

“变频器会根据电机参数自动计算转动惯量 P0341 ,
在矢量模式下,如果想获得更加准确的转动惯量和转动惯量比,需要执行电机的动态优化,
如何执行电机动态优化请参考《G120 CU240B/E-2 简明调试手册》。”

按照这个说法,电机惯量和负载惯量都是变频器自动识别出来的,惯量比需要动态识别,那如果我脱开负载做动态识别,那惯量比仍然是无法准确识别出来的。


我是想知道但是手动修改这2个参数对于转速的优化是否有意义。


还是很好奇什么样的设备可以允许进行带负载的动态识别呢?提升设备及行走设备,都无法进行吧,那感觉这个功能很无助啊!


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只看楼主 只看精华 3楼 2017-07-18 10:10:51

 识别应该是识别电机的模型,某些品牌变频器分3步识别,第一步 静态识别电机的模型,第二步 空载动态识别,第3步 75%以上的负载动态识别。这样就可以很好的计算出你要的数据,估计这些功能要专用变频器才有,通用变频器应该是没有的,或者自己通过二次开发把算法加进去。


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只看楼主 只看精华 楼主 4楼 2017-07-18 11:00:37
以下是引用威师爷在2017-07-18 10:10:51的发言 >3楼

 识别应该是识别电机的模型,某些品牌变频器分3步识别,第一步 静态识别电机的模型,第二步 空载动态识别,第3步 75%以上的负载动态识别。这样就可以很好的计算出你要的数据,估计这些功能要专用变频器才有,通用变频器应该是没有的,或者自己通过二次开发把算法加进去。

感觉和变频器关系不大吧,问题是有多少设备是能够让电机带着负载去自由的做动态测试呢?

按上面手册说的,负载转动惯量和电机转动惯量的比值是通过做动态设别得到的,那脱开负载的动态识别对于这个比值的识别是无法实现的。


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只看楼主 只看精华 5楼 2017-07-18 11:11:37

 我们公司使用的变频器是经过二次开发的,都是带负载做的识别优化!没有任何问题。主要是开发人员提前在变频器开发好了。通用变频器应该是做不到的。


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只看楼主 只看精华 楼主 6楼 2017-07-18 11:51:51
以下是引用威师爷在2017-07-18 11:11:37的发言 >5楼

 我们公司使用的变频器是经过二次开发的,都是带负载做的识别优化!没有任何问题。主要是开发人员提前在变频器开发好了。通用变频器应该是做不到的。

变频器的动态识别优化,电机是会转动的,而且转动速度和方向都是变频器根据识别需求自己确定的,非人为或plc程序可控制,实际的负载能支持这样的旋转吗?比如一台提升机,如果是动态识别的旋转,设备超过实际的的运行行程怎么办呢?那会不会降到底部或者冲到顶部呢?


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只看楼主 只看精华 7楼 2017-07-18 12:03:03
以下是引用Haohaobb在2017-07-18 11:51:51的发言 >6楼

变频器的动态识别优化,电机是会转动的,而且转动速度和方向都是变频器根据识别需求自己确定的,非人为或plc程序可控制,实际的负载能支持这样的旋转吗?比如一台提升机,如果是动态识别的旋转,设备超过实际的的运行行程怎么办呢?那会不会降到底部或者冲到顶部呢?

以下是引用威师爷在2017-07-18 11:11:37的发言 >5楼: 我们公司使用的变...

引用5楼详细内容:

 我们公司使用的变频器是经过二次开发的,都是带负载做的识别优化!没有任何问题。主要是开发人员提前在变频器开发好了。通用变频器应该是做不到的。

我们就是搞起重机的,是的,你说的对,动态识别的速度是变频器自动运行的,速度不可控,首先要预留足够的行程,我们二次开发的变频器一般识别过程就是15s左右,所以没有出现行程不够的问题,当然在动态识别过程中要监控好,情况不对就拍紧急停止按钮。


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只看楼主 只看精华 楼主 8楼 2017-07-18 12:30:17
以下是引用威师爷在2017-07-18 12:03:03的发言 >7楼

我们就是搞起重机的,是的,你说的对,动态识别的速度是变频器自动运行的,速度不可控,首先要预留足够的行程,我们二次开发的变频器一般识别过程就是15s左右,所以没有出现行程不够的问题,当然在动态识别过程中要监控好,情况不对就拍紧急停止按钮。

以下是引用Haohaobb在2017-07-18 11:51:51的发言 >6楼:变频器的动态识别优...

引用6楼详细内容:

变频器的动态识别优化,电机是会转动的,而且转动速度和方向都是变频器根据识别需求自己确定的,非人为或plc程序可控制,实际的负载能支持这样的旋转吗?比如一台提升机,如果是动态识别的旋转,设备超过实际的的运行行程怎么办呢?那会不会降到底部或者冲到顶部呢?

以下是引用威师爷在2017-07-18 11:11:37的发言 >5楼: 我们公司使用的变...

引用5楼详细内容:

 我们公司使用的变频器是经过二次开发的,都是带负载做的识别优化!没有任何问题。主要是开发人员提前在变频器开发好了。通用变频器应该是做不到的。

嗯,那你们这种动态识别应该还是比较有意义的。

二次开发!针对特定品牌型号的变频器吗?还是还是常见的都做二次开发?比如g120.


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只看楼主 只看精华 9楼 2017-07-18 15:34:07

关于G120转动惯量的设定确实应该清楚它的意义。

1、它仅仅是针对无传感器矢量模式用的;

2、转动惯量仅仅在变速过程中起惯性负载作用;匀速过程中,则起到抗扰动作用。

3、这里的转动惯量分两部分:电机转子的转动惯量;传动系统中转动部分的转动惯量折算到电机轴上值。

4、正因为没有编码器来确认速度,所以在速度控制上,当发生速度改变时,必须预先知道这个系统的转动惯量,才能得到真实负载所需的转矩。使没有编码器的电机像有编码器电机那样差不多的速度响应。

对于起重应用来讲,如果速度响应不是要求那么高的话。我觉得不必关心这个值的问题。

因为起重主要是势能的问题,不是惯性能的问题。如果342是一个很大的值,很可能造成系统振荡,


学而时习之,不亦说乎?温故而知新,不亦乐乎?
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只看楼主 只看精华 楼主 10楼 2017-07-18 16:33:33
以下是引用yming在2017-07-18 15:34:07的发言 >9楼

关于G120转动惯量的设定确实应该清楚它的意义。

1、它仅仅是针对无传感器矢量模式用的;

2、转动惯量仅仅在变速过程中起惯性负载作用;匀速过程中,则起到抗扰动作用。

3、这里的转动惯量分两部分:电机转子的转动惯量;传动系统中转动部分的转动惯量折算到电机轴上值。

4、正因为没有编码器来确认速度,所以在速度控制上,当发生速度改变时,必须预先知道这个系统的转动惯量,才能得到真实负载所需的转矩。使没有编码器的电机像有编码器电机那样差不多的速度响应。

对于起重应用来讲,如果速度响应不是要求那么高的话。我觉得不必关心这个值的问题。

因为起重主要是势能的问题,不是惯性能的问题。如果342是一个很大的值,很可能造成系统振荡,

嗯 我也发现了 完全相同的配置,提升方面的调试反而更容易调,更容易实现转速的稳定。

而水平方向(比如在钢轨上运行的小车)无论是带编码器的还是不带编码器的矢量控制,单纯初始化完了,转速都是极其不稳定的,需要花心思好好的优化参数才行,而垂直的,初始化完了基本就很稳定。

这一点,本人还一直未能掌握到比较好的经验,之前也曾发帖子讨论过。


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只看楼主 只看精华 11楼 2017-07-19 18:17:47

今天看到这个问题。非常高兴。玩儿传动,转动惯量和惯量比是非常关键的。这个问题解决得好,动态过程就平滑,甚至不超调。它特别适合较大惯性负载的轴系应用场合、


动态过程的稳定,对传动系统进入稳态的稳定至关重要。如果速度变化中波动很大,即便是收敛的震荡,进入稳态过程的时间也较长的。所以。惯性和惯性比对速度调节器的整定质量特别的关键。


个见。


所以这么说,是恰好最近调试了一台200kg当量质量的底盘测功机(大滚筒轴系),特别试验了一下G120的P0341;P0342;r0345;还有P1460;P1462;P1452;P1496等参数。效果预期都尽在自己的掌控之中呢。很过瘾。


不过底盘测功机的控制特性决定,系统不能有附加的惯性补偿。因为,他需要动态的电模拟转动惯量,所以这种补偿一搅和反倒碍事了。但借此机会我可以测试一下惯性比的设置和惯性补偿的作用。很有意思的。然后再将其屏蔽掉。


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只看楼主 只看精华 12楼 2017-07-19 18:33:24

贴一张CU250S-2的功能图。由图中可知,惯性比,惯性补偿适合于有编码器和无编码器的矢量控制。他就是作为惯性补偿的前馈信号,抑制阶跃变化下的速度超调。楼主看看这个或许就有启发了。


P0342可以任意改变,在实际调节中找到比较理想的参数。也就是说,不能自动辨识得到,可以人为设置。


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只看楼主 只看精华 13楼 2017-07-20 16:30:11

 很受教,学习了


学习不在于早晚,更不在于智商高。而是贵在坚持
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只看楼主 只看精华 14楼 2017-07-23 07:58:56

个人认为,静态辨识无法辨识转动惯量,转动惯量是机械转动时物体的特特性,和直线运动中的质量是同样的。而静态辨识只是辨识电机参数是电的参数,不是机械的参数。如果软件确实这个数被设置,只能说,一般某个功率的电机,其转动惯量通常是某值,不可能比较准确!


非常道
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只看楼主 只看精华 15楼 2017-07-23 10:08:17

唉,看来楼主对闭环传动系统的设计,还是有些模糊的认识。


第一,关于动态调试。首先要明确,空载与空轴的区别。自动辨识要求负载轴系空载,不是空轴。动态辨识测的就是电机轴系,没有轴系,只有电机转子,那惯性比自然就没有了。所以,如果电机轴系在调试时不能转动,那测试空轴电机的动态辨识无意义(我个人认为)。因为,电机轴的转动惯量,电机制造商就可以提供了。测不测有用吗?


第二,说惯性比对系统的影响。哇,这正是我认为问题的关键。所以给这个帖子封精,就是因为惯性比很重要,很关键呦。如果细心,你就会观察到,当你改变P0342,参数r0345会跟着你的变化而变化。且他们是正比关系。r0345是啥?叫:系统启动时间。系统启动时间,对速度调节器的设计是起决定作用的。他是PI参数设置的依据。有关这方面的理论知识,建议参考闭环自动控制系统教科书,《调节器的设计》相关章节。这里不赘述。


所以,如果,你是手动修改的P0342(惯性比),那么就要根据两倍的r0345(系统的启动时间)(这是西门子传动默认的计算方法)去修改速调参数PI。然后根据参数P1496的设置(默认是100%),自动把转动惯量补偿计算加到了系统的前馈通道上。如楼上的图示。


综上,不论是手动还是自动修改惯性比参数,速调的特性和品质都会发生变化。这就是他的作用。


最后,想强调,不要以为实际的系统里见不到理论,如果没有理论的支持,实际就失去了方向。不要以为,理论是枯燥的说教。是纸上谈兵。有理论的实践才能求真。所以,我们做实际工作,要善于发现他的理论支持和理论验证。西门子传动产品这个平台,恰恰是我们自己理论联系实际最好的实践平台。教科书不是只在上学时候才会有用。工作中必须随手备查。


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只看楼主 只看精华 16楼 2017-07-25 12:58:56
以下是引用kdrjl在2017-07-23 10:08:17的发言 >15楼

唉,看来楼主对闭环传动系统的设计,还是有些模糊的认识。


第一,关于动态调试。首先要明确,空载与空轴的区别。自动辨识要求负载轴系空载,不是空轴。动态辨识测的就是电机轴系,没有轴系,只有电机转子,那惯性比自然就没有了。所以,如果电机轴系在调试时不能转动,那测试空轴电机的动态辨识无意义(我个人认为)。因为,电机轴的转动惯量,电机制造商就可以提供了。测不测有用吗?


第二,说惯性比对系统的影响。哇,这正是我认为问题的关键。所以给这个帖子封精,就是因为惯性比很重要,很关键呦。如果细心,你就会观察到,当你改变P0342,参数r0345会跟着你的变化而变化。且他们是正比关系。r0345是啥?叫:系统启动时间。系统启动时间,对速度调节器的设计是起决定作用的。他是PI参数设置的依据。有关这方面的理论知识,建议参考闭环自动控制系统教科书,《调节器的设计》相关章节。这里不赘述。


所以,如果,你是手动修改的P0342(惯性比),那么就要根据两倍的r0345(系统的启动时间)(这是西门子传动默认的计算方法)去修改速调参数PI。然后根据参数P1496的设置(默认是100%),自动把转动惯量补偿计算加到了系统的前馈通道上。如楼上的图示。


综上,不论是手动还是自动修改惯性比参数,速调的特性和品质都会发生变化。这就是他的作用。


最后,想强调,不要以为实际的系统里见不到理论,如果没有理论的支持,实际就失去了方向。不要以为,理论是枯燥的说教。是纸上谈兵。有理论的实践才能求真。所以,我们做实际工作,要善于发现他的理论支持和理论验证。西门子传动产品这个平台,恰恰是我们自己理论联系实际最好的实践平台。教科书不是只在上学时候才会有用。工作中必须随手备查。

说的好,理论与实践结合!才能够擦出火花!


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只看楼主 只看精华 17楼 2017-07-25 13:08:52
以下是引用Haohaobb在2017-07-18 16:33:33的发言 >10楼

嗯 我也发现了 完全相同的配置,提升方面的调试反而更容易调,更容易实现转速的稳定。

而水平方向(比如在钢轨上运行的小车)无论是带编码器的还是不带编码器的矢量控制,单纯初始化完了,转速都是极其不稳定的,需要花心思好好的优化参数才行,而垂直的,初始化完了基本就很稳定。

这一点,本人还一直未能掌握到比较好的经验,之前也曾发帖子讨论过。

以下是引用yming在2017-07-18 15:34:07的发言 >9楼:关于G120转动惯量的...

引用9楼详细内容:

关于G120转动惯量的设定确实应该清楚它的意义。

1、它仅仅是针对无传感器矢量模式用的;

2、转动惯量仅仅在变速过程中起惯性负载作用;匀速过程中,则起到抗扰动作用。

3、这里的转动惯量分两部分:电机转子的转动惯量;传动系统中转动部分的转动惯量折算到电机轴上值。

4、正因为没有编码器来确认速度,所以在速度控制上,当发生速度改变时,必须预先知道这个系统的转动惯量,才能得到真实负载所需的转矩。使没有编码器的电机像有编码器电机那样差不多的速度响应。

对于起重应用来讲,如果速度响应不是要求那么高的话。我觉得不必关心这个值的问题。

因为起重主要是势能的问题,不是惯性能的问题。如果342是一个很大的值,很可能造成系统振荡,

提升应用属于重载,使用矢量控制是合适的,在行走/平移的应用建议使用V/F或者速度控制模式更加合适。


在起重应用领域,提升的负载在一个运行周期内(上下动作)是比较恒定的,相反在平移/行走因为小车的加减速引起的负载的摇摆,这样直接引起电机的负载是震荡的,所以感觉还是V/F模式或者速度控制模式更加合适行走应用。


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只看楼主 只看精华 18楼 2017-07-26 21:00:17
以下是引用威师爷在2017-07-25 12:58:56的发言 >

说的好,理论与实践结合!才能够擦出火花!

希望大家在实践中,都能找到理论与实际相结合的切入点。用自己本专业的书本理论知识指导自己的工作。在实践中,活学活用。立竿见影。


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