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欢迎大家来讨论SINAMICS驱动如何来实现负荷平衡?

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侠圣

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主题：欢迎大家来讨论SINAMICS驱动如何来实现负荷平衡?
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只看楼主 只看精华 楼主 2012-03-31 10:49:44
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我把自己熟悉或了解到的SINAMICS驱动来实现负荷平衡的方法, 做了个小结。
欢迎大家来讨论吧!

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。)

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 ) 。
 
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侠圣

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只看楼主 只看精华 1楼 2012-04-01 08:47:49
赞一个 五颗星啊！！！！！！！！！！！！！
 
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至圣

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只看楼主 只看精华 2楼 2012-04-01 12:52:03
在我的记忆中，这个问题好像是在去年的专家会议上专门有一个专题进行了讲座。当时负责讲座的西门子工程师的报告ppt做得很好啊。
 
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侠圣

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只看楼主 只看精华 楼主 3楼 2012-04-13 13:26:58
应用于刚性连接的场合, 比如炼钢高炉的卷扬机----两台电机共同拖动一个卷扬滚筒、炼钢转炉的驱动----四台电机同时驱动一个大齿轮箱、热轧双边剪的入口或出口侧的下夹送辊----两根夹送辊同时拖动一块钢板。

就是采用方案一：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。
这种方案, 对于刚性连接来讲, 应该是电流均衡的最佳选择!
 
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至圣

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只看楼主 只看精华 4楼 2012-04-18 09:30:11
quote:以下是引用Robert 211在2012-04-13 13:26:58的发言：
应用于刚性连接的场合, 比如炼钢高炉的卷扬机----两台电机共同拖动一个卷扬滚筒、炼钢转炉的驱动----四台电机同时驱动一个大齿轮箱、热轧双边剪的入口或出口侧的下夹送辊----两根夹送辊同时拖动一块钢板。

就是采用方案一：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。
这种方案, 对于刚性连接来讲, 应该是电流均衡的最佳选择!


主机速度控制，从机力矩控制，嗯，双电机或多电机的绞车也是这种控制方式。
JUST DO IT
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只看楼主 只看精华 5楼 2012-04-18 16:28:58
09年做了一个项目，当时是用的施耐德的伺服电机。
因为项目要求定位控制，也是两个伺服电机带一个驱动装置。
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。
有时候就报警。
后期SEw厂家过去，它的建议是如果是刚性负载的话，就不能用位置同步，用力矩分担的方式。
后期问了一下西门子的工程师，他的意见和SEW的相同。
今天正好又问了一个工程师，他的意思是说
短距离刚性大用力矩分担方式，长距离刚性小用位置同步的模式。
现在要改造这个项目，现在正头疼，大家发表点意见把。这个帖子真好，在我需要讨论这个问题的时候就出现了。
 
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只看楼主 只看精华 6楼 2012-04-18 16:31:38
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。)
这个在参数中是如何实现的呢？如何知道从机的硬轴连接断裂？

好像还有种说法是防止速度饱和，这个主要是干什么用的呢？
 
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只看楼主 只看精华 7楼 2012-04-18 16:32:45
quote:以下是引用俱怀逸兴壮思飞在2012-04-01 12:52:03的发言：
在我的记忆中，这个问题好像是在去年的专家会议上专门有一个专题进行了讲座。当时负责讲座的西门子工程师的报告ppt做得很好啊。

有没有当时的ppt或者是pdf也可以。参考一下。

俱侠你是这方面的高手，发表点意见把。
 
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侠圣

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只看楼主 只看精华 楼主 8楼 2012-04-19 10:07:20
"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。
 
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只看楼主 只看精华 楼主 9楼 2012-04-19 10:15:24
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。
 
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只看楼主 只看精华 10楼 2012-04-19 11:23:30
quote:以下是引用Robert 211在2012-04-19 10:07:20的发言：
"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。

上面提到的软化是什么意思？
如果是非常长的刚性负载的话，如果是力矩方式的话，有可能也调整不过来。
 
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只看楼主 只看精华 11楼 2012-04-19 11:24:14
quote:以下是引用Robert 211在2012-04-19 10:15:24的发言：
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。

关于如何实现能否再详细讲一下。没有用过，向你学习。
 
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只看楼主 只看精华 12楼 2012-04-19 11:26:38
关于这个问题，我也咨询过好多人，大多数的意见是力矩分担的方式
主轴模式无关，主要是把主轴的力矩作为从轴的给定。
能讲一下这种方式的优缺点在哪里吗？
 
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只看楼主 只看精华 13楼 2012-04-19 18:04:09
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。)

1.我觉得的这种“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。
2.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。

我觉得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。
 
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只看楼主 只看精华 14楼 2012-04-20 08:47:41
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。

我觉得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。
------------------------------
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。
这个依据是什么，速度环饱和的好处是什么？速度饱和的原理是什么？

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。
这个为什么呢？本来同步从轴就滞后，如果力矩再小的话，是不是滞后的更严重了呢？
 
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只看楼主 只看精华 楼主 15楼 2012-04-20 10:08:33
速度环饱和的原理是什么？

PI 调节器一般存在饱和与不饱和状态, 饱和时输出最大达到限幅值, 不饱和时没有达到限幅值。
当在较大的偏差信号输入时, PI 调节器会出现饱和, PI 调节器的输出为恒值, 输入量(反馈速度)的变化不再影响输出量(力矩值给定); 除非速度偏差(即:反馈速度>给定速度)反向, 这时候PI 调节器才会退出饱和。饱和的调节器暂时隔断输入和输出之间的联系, 相当于饱和的调节器所在的环为开环。

速度环饱和的好处是什么？
当速度环饱和时, 外环开环, 双闭环调速系统成为一个恒值给定的电流单闭环系统, 能够保证变频器输出电流的相对稳定。
 
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只看楼主 只看精华 16楼 2012-04-20 10:24:31
quote:以下是引用jacky_andy在2012-04-20 08:47:41的发言：
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。

我觉得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。
------------------------------
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。
这个依据是什么，速度环饱和的好处是什么？速度饱和的原理是什么？

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。
这个为什么呢？本来同步从轴就滞后，如果力矩再小的话，是不是滞后的更严重了呢？

速度饱和是指给速度调节器除了正常的速度给定再额外增加一个给定值，比如给定速度的2~5%，由于加了额外的给定值，所以系统在同步运行时，加上转矩限幅的给定，速度调节器会输出饱和。速度环饱和的好处是硬轴连接断裂或断带时速度调节器能马上退饱和，不至于飞车。这在收放卷应用中是比较常用的方案。

理论上来讲，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这是合理的。我在钢厂回转窑也试过这种方案，经现场Trace曲线监控，100%从电机速度曲线有波动，最大40rmp，长期运行对负载不利，后来逐渐减小，改为70%，发现曲线很平滑。这只是我的经验而已，如果大家遇到类似的情况不防也试试，不管用什么方案，我觉得只要系统能够平稳安全的运行就OK了。
 
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只看楼主 只看精华 楼主 17楼 2012-04-20 10:27:00
流浮朋友,

1) "从轴速度超限OFF2停机, 同时主轴也应该OFF2停机。"
依据情况来定, 有些场合主轴是不能停机的。比如说, 钢厂的轧机驱动, 转炉驱动, 压下驱动, 剪切线等, 传动装置必须把当前"热钢板"的道次结束掉, 否则"热钢板"会灼伤工作辊和滚道。

2) "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。"
请教您, 有些场合指的是什么? 能给我们一个具体的案例应用吗?
主机输出的力矩值70%-80%传递给从机作为其力矩限幅, 是否会造成从机出力比主机小? 从机被主机拖着跑的现象呀? :)))
 
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只看楼主 只看精华 楼主 18楼 2012-04-20 10:36:28
讲得很精彩! -- "速度环饱和的好处是硬轴连接断裂或断带时速度调节器能马上退饱和，不至于飞车。"

"我在钢厂回转窑也试过这种方案，经现场Trace曲线监控，100%从电机曲线有波动，最大40rmp，长期运行对负载不利，后来逐渐减小，改为70%，发现曲线很平滑。这只是我的经验而已，如果大家遇到类似的情况不防也试试。"
请问:
1) 电机之间的实际电流不平衡度大约是多少?
2) 回转窑是由两台电机从两侧来驱动吗?

学习中啊!
 
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只看楼主 只看精华 19楼 2012-04-20 10:51:35
quote:以下是引用Robert 211在2012-04-20 10:36:28的发言：
讲得很精彩! -- "速度环饱和的好处是硬轴连接断裂或断带时速度调节器能马上退饱和，不至于飞车。"

"我在钢厂回转窑也试过这种方案，经现场Trace曲线监控，100%从电机曲线有波动，最大40rmp，长期运行对负载不利，后来逐渐减小，改为70%，发现曲线很平滑。这只是我的经验而已，如果大家遇到类似的情况不防也试试。"
请问:
1) 电机之间的实际电流不平衡度大约是多少?
2) 回转窑是由两台电机从两侧来驱动吗?

学习中啊!

1.回转窑重量最大2千吨，用355KW2台电机来驱动，位于回转窑两侧，客户不允许有抖动现象，我也是出此下策啊。
2.电机之间的实际电流不平衡度，由于主从不能同时监控，没太关注这个数据。
 
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