西门子6SL3220-2YD16-0UB0

西门子6SL3220-2YD16-0UB0

上海西邑电气技术有限公司

1、概述
优化电机功能可以在项目配置中选择，配置结束后通过施加使能命令开始优化；也可以在项目配置结束后，通过*参数方式完成。

> 如有必要需对变频器先进行参数工厂复位（P0010=30、P0970=1）。

优化顺序:
1).完成项目配置并依照电机铭牌正确输入电机额定数据及编码器类型
2).执行电机数据计算P340
3).电机数据静态辨识P1910
4).依照实际工艺要求使用STARTER 中的Trace 功能调整速度环参数（调试方法参照《SINAMICS S120 快速入门》）
5).电机数据及控制数据动态优化P1960

电机优化条件：电机冷态，抱闸没有闭合、有效措施确保机械系统无危险

2、优化过程

a.电机数据计算
P340是基于电机铭牌数据的计算（定/转子阻抗感抗等）该过程不必使能变频器。计算结束后P340自动恢复为0。

b.电机数据静态辨识
P1910用于电机数据静态辨识，该过程需要使能变频器。辨识过程中
1. 变频器有输出电压，输出电流，
2. 电机可能转动较大210?

P1910 = -3 接受识别结果
P1910 = -2 辨识过程中，若变频器发现编码器反向则报故障F07933，此时应检查电机或编码器方向若正确则设定P1910= -2接受正确方向。若不正确则需修改电机接线并重新执行辨识过程。
P1910 = -1数据辨识但不接受
P1910 = 0 禁止数据辨识
P1910 = 1 数据辨识并接受辨识结果

P1910=1 将计算：定子冷态阻抗P350、转子冷态阻抗P354、定子漏感P356、转子漏感P358、主电感P360。

电机数据静态辨识步骤：
i. 设P1910=1
ii. 使能 ON/OFF1
辨识结束后P1910自动恢复为0

速度环动态特性的优化:
依照实际工艺要求使用STARTER 中的Trace 功能优化速度P1460/P1470、P1662/P1472（调试方法参照《SINAMICS S120 快速入门》）

c.电机数据动态辨识
电机数据动态辨识由P1959 + P1960配合使用

出厂默认值P1959. 1、2、5、6、7、9、10 都已激活
P1960 = -3 接受识别结果
P1960 = -2 辨识过程中，若变频器发现编码器反向则报故障F07933，此时应检查电机或编码器方向若正确则设定P1910= -2接受正确方向。若不正确则需修改电机接线并重新执行辨识过程。
P1960 = -1数据辨识但不接受
P1960 = 0 禁止数据辨识
P1960 = 1 数据辨识并接受辨识结果

电机数据动态辨识，需要使能变频器。辨识过程将完成：
? 计算磁化曲线
? 计算系统转动惯量与电机转动惯量比例（P342）等

动态辨识步骤：

1. 电机空载以精确计算电机动态数据（如电机的转动惯量等）。

2. 电机带载优化，带载后系统总的转动惯量等发生变化需执行p1959=4, P1960=1以完成动态优化。

3. 如果项目配置时选择了扩展的给定通道（Extended Setpoint）斜坡函数发生器有效，建议在做空载优化时通过设置P1958=0 取消（P1958仅在电机数据动态辨识时有效），同时不要使用旋转方向禁止功能P1959.14=1、P1959.15=1。

4. 若电机带载后需要测试系统转动惯量，则需根据负载及机械设备的实际情况设定斜坡上升下降时间P1958≠0，然后执行P1960=1、P1958=4，优化过程中只有电流及速度限幅有效。

5. 选择优化项目

• 设P1960+P1959
• 使能 ON/OFF1

电机辨识过程中电机会加速至较大转速，优化过程中只有较大电流P640和较大转速P1082有效，辨识结束后P1960自动恢复为0。

注：若机械系统没有条件执行电机空载优化，可直接进行带载优化，此时必须考虑机械条件限制如：
机械负载惯性
机械强度
运动速度
位移的限制等
对于**种情况（机械负载惯性、机械强度、运动速度）可适当调整P1958、P640、P1082，通过使用斜坡上升/下降时间、速度限制、电流限制来减少机械承受的压力做辅助保护。
对于*四种情况（机械位置有限制）则较好不做动态优化或可通过P1959.14和P1959.15做限位。

优化完成后必须存储参数到CF卡上：
可通过STARTER调试软件执行 copy RAM to ROM或设定参数P971=1、P977=1

S120驱动第三方伺服电机必要的电机数据：
P305、P311、P314、P316、P322、P323、P400、P341、P350、P353、P356

什么是效率优化

效率优化是在矢量控制中负载较轻时，为提高电机效率，降低电机励磁损耗而采取的弱磁控制。可以降低电机损耗，减少电机噪声。

效率优化适用于变转矩负载或轻载应用，与V/F控制中的ECO功能类似，目的均为降低电机磁通，提高电机效率   

图1 效率优化曲线     

G120的效率优化功能

与效率优化有关的参数如下表所示：

表1 与效率优化有关的参数       

图2 效率优化部分的功能图

从功能图可以看出：在弱磁段，经过P1580修改的磁通与弱磁控制器输出的值是二者取较小的关系。     

当P1580=0时，效率优化功能禁用，如图3。    

图3 效率优化未激活时的磁通变化

1段转速为1000rpm/min；2段转速为1800rpm/min，紫色曲线为磁通

从曲线可以看出，如果不使能效率优化功能，在恒转矩段，磁通r84=**

在恒功率段，磁通按照弱磁曲线降低，在1800rpm/min时，磁通为90%*P1570

当P1580≠0时，变频器按照上图实现不同的效率优化效果，如图4。          

图4 效率优化激活时（P1580=10%）的磁通变化        

1段转速为1000rpm/min，2段转速为1800rpm/min，紫色曲线为磁通

从曲线可以看出，如果使能效率优化功能之后，

在恒转矩段，磁通经过按照图2-1的曲线优化之后为95%*P1570。

在恒功率段，经过P1580优化后的磁通要**弱磁控制器输出的磁通，因此磁通为90%*P1570

效率优化功能总结

l  效率优化功能可以降低不完全负载范围内的电机损耗 ，减少电机发出的噪音

l  效率优化是一种主动弱磁的手段，以达到节能效果

l  只有在动态响应要求较低的应用中，例如：水泵和风机，才推荐使用该功能。

l  效率优化功能优化后的磁通量会与弱磁控制器输出的磁通量比较，较小的值起作用

l  效率优化功能会对弱磁产生影响，推后进入恒功率段的点  

1.基本调试

 

        在进行基本调试之前，请确保变频器、电机、编码器等的接线正确。

        如果变频器中的参数不合适，那么要进行闭环矢量控制或者V/F控制时，则必须进行快速0参数识别操作。

        您必须在开始调试前拥有以下数据：

    ?  输入进线电源频率

    ?  输入电机铭牌数据

    ?  命令/设定值来源

    ?  较小频率/较大频率及上升/下降斜坡时间

    ?  闭环控制方式

    ?  电机参数识别/优化

 

1.1恢复出厂设置

 

    在做基本调试之前，建议首先对变频器做恢复出厂设置操作。

    恢复出厂设置的参数：

        P10=30

        P970=1

 

1.2快速调试

 

电机铭牌数据可以参考图1所示，图1是标配的西门子电机数据。

 

图 1 电机铭牌

 

按照如下步骤完成快速调试：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.静态优化

 

完成快速调试后，为了变频器更好地驱动电机，建议对电机做静态优化。

 

静态优化的步骤如下：

 

P10=0                                准备就绪；

P1900=2                            识别所有静止状态下的参数；

ON命令                               P1900设置为2后，变频器会出现一个A0541的报警（电机参数识别已
                      激活），此时需要给变频器运行命令，变频器即开始进行电机参数识
                      别。当电机参数识别结束后，A0541报警自动消除并且P1900自动变为零。

 

3.闭环矢量控制调试

 

3.1编码器信号测试

 

    为了避免闭环调试过程中出现故障或者系统运行不稳定，建议在做闭环调试之前，先对编码器信号做测试。

 

测试步骤如下：

 

P10=0                          准备就绪；

P400                            编码器类型；

P408                            编码器的脉冲数；

P1300=0                     控制方式，V/F方式下检测编码器反馈信号；

P492=0                       禁止编码器信号丢失检测（为了防止变频器在检测编码器的时候报故障）；

P2100=90，P2101=0        V/F方式下设置了编码器，可能导致变频器报F0090故障，可通过这两个参
                       数，把故障F0090暂时屏蔽掉；

 

        启动变频器，给定变频器一个运行频率信号（例如10Hz），查看r0061编码器的反馈是否与给定的运行频率大小、方向一致？r0061的反馈应在给定频率上下波动，方向与给定方向一致。如果反馈偏差过大，请检查编码器的接线以及编码器的相关参数设置；方向不一致，可以通过对调编码器的信号线的方式来解决。

 

3.2动态优化

 

        为了获得更好的动态特性，建议使用矢量控制时，都要做动态优化；

    编码器信号反馈正常后，就可以做矢量控制优化了。

    注意：动态优化的时候，电机是会旋转起来的，请保证现场可以做这个优化。

 

    动态优化步骤：

 

    首先，脱开电机的负载，即空电机轴。如果电机有抱闸，手动把抱闸打开。

 

P10=0                                 准备就绪；

P400                                   编码器类型；

P408                                   编码器的脉冲数；

P492                                   允许的速度偏差；

P1300=21                          带编码器的矢量控制；

P1960=1                            使能速度控制器优化；

ON命令                               当设置P1960=1后，变频器即报A0542报警，在此状态下，需要给变频器
                                             一个启动命令，则可启动优化过程。优化完成后，A0542报警会自动消除
                      并且P1960自动变为零。

 

说明：以上调试步骤也适合P1300=20，无传感器的矢量控制方式（SLVC）。

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