EPA Unidrive SP Betriebsanleitung Seite 154

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Verstärkungen des Drehzahlregelkreises (Pr 0.07 {3.10}, Pr 0.08
{3.11}, Pr 0.09 {3.12})
Die Verstärkungen des Drehzahlregelkreises bestimmen das Verhalten des Drehzahlreglers bei einer Änderung des Drehzahlsollwertes.
Der Drehzahlregler arbeitet mit proportionalen (Kp) und integralen (Ki) Vorsteuersignalen und einem differenziellen Rückführungssignal (Kd).
Der Umrichter kann zwei Parametersätze mit diesen Verstärkungen speichern. Einer dieser Parametersätze kann zur Verwendung durch den
Drehzahlregler mit Hilfe von Pr 3.16 ausgewählt werden. Bei Pr 3.16 = 0 werden die Verstärkungen Kp1, Ki1 und Kd1 (Pr 0.07 bis Pr 0.09) verwendet,
und bei Pr 3.16 = 1 werden die Verstärkungen Kp2, Ki2 und Kd2 (Pr 3.13 bis Pr 3.15) verwendet. Pr 3.16 kann geändert werden, wenn der Umrichter
freigegeben oder deaktiviert ist. Bei Lasten, die hauptsächlich konstante Trägheit und konstantes Drehmoment aufweisen, kann der Umrichter die
erforderlichen Werte für Kp und Ki zur Ermittlung des erforderlichen Verdrehwinkels bzw. einer von Pr 3.17 abhängigen Bandbreite berechnen.
Proportionale Verstärkung (Kp), Pr 0.07 {3.10} und Pr 3.13
Wenn die proportionale Verstärkung ungleich null und die integrale Verstärkung auf null gesetzt ist, arbeitet der Regler nur mit einer
Proportionalkomponente. Zum Generieren eines Drehmomentsollwerts ist dann ein Drehzahlfehler erforderlich. Aus diesem Grund tritt beim
Erhöhen der Motorlast zwischen Soll- und Istwert der Drehzahl eine Differenz auf. Diese Verstellung hängt von der Höhe der proportionalen
Verstärkung ab. Je höher die Verstärkung, desto kleiner ist der Drehzahlfehler für eine gegebene Last. Bei zu hoher proportionaler Verstärkung
neigt der Motor durch die Quantifizierung des Drehzahlrückführungssignals zu starken Geräuschen, bevor die Instabilität im Closed
Loop-Regelkreis erreicht wird.
Integrale Verstärkung (Ki), Pr 0.08 {3.11} und Pr 3.14
Die integrale Verstärkung verhindert ein Verstellen der Drehzahl. Dieser Fehlerwert erhöht sich während eines gewissen Zeitraumes und wird zur
Generierung des erforderlichen Drehmomentsollwertes ohne Drehzahlfehler verwendet. Durch Erhöhen der I-Verstärkung wird die zum Erreichen
des korrekten Drehzahlwerts benötigte Zeit verringert und die Starrheit des Systems erhöht, d. h. die Positionsverschiebung, die durch Anlegen
eines Lastdrehmoments an den Motor erzeugt wird, wird reduziert. Leider wird durch Erhöhung der integralen Verstärkung auch die
Systemdämpfung verringert, was nach einer Änderung des Eingangssignals ein Überschwingen zur Folge hat. Für eine gegebene integrale
Verstärkung kann die Dämpfung durch Erhöhung der proportionalen Verstärkung verbessert werden. Es muss ein Kompromiss gefunden werden,
bei dem Systemantwort, Stabilität und Dämpfung für den jeweiligen Anwendungsfall angemessen sind.
Differenzielle Verstärkung (Kd), Pr 0.09 {3.12} und Pr 3.15
Die differenzielle Verstärkung wird zum Bereitstellen einer zusätzlichen Dämpfung im Rückführungspfad des Drehzahlreglers zur Verfügung
gestellt. Das differenzielle Signal ist so implementiert, dass keine, normalerweise mit dieser Funktion verbundenen übermäßigen Störsignale in den
Regelkreis eingeführt werden. Durch Erhöhung der Differenzialkomponente wird das durch zu geringe Dämpfung hervorgerufene Überschwingen
verringert. Für die meisten Anwendungsfälle ist jedoch die alleinige Verwendung von proportionaler und integraler Verstärkung ausreichend.
Zum Abgleich der Regelkreisverstärkungen existieren je nach Einstellung von Pr 3.17 drei Methoden:
1. Pr 3.17 = 0, manuelle Eingabe.
Hier muss an den Analogausgang 1 zur Überwachung der
Drehzahlrückführung ein Oszilloskop angeschlossen werden.
Ändern Sie den Drehzahlsollwert des Umrichters. Beobachten Sie
am Oszilloskop die Systemantwort.
Die proportionale Verstärkung (Kp) muss zuerst konfiguriert werden.
Der Wert sollte bis zu dem Punkt erhöht werden, an dem ein
Überschwingen auftritt. Dann kann er leicht verringert werden.
Danach muss die integrale Verstärkung (Ki) bis zu dem Punkt erhöht
werden, an dem die Drehzahl unstabil wird. Dann kann sie leicht
verringert werden.
Jetzt kann die proportionale Verstärkung erhöht werden. Dann muss
der soeben beschriebene Prozess solange wiederholt werden,
bis die Systemantwort der hier dargestellten idealen Systemantwort
am nächsten kommt.
Im Diagramm sind die Auswirkungen falscher P- und I-Werte sowie
die ideale Systemantwort dargestellt.
2. Pr 3.17 = 1, Eingabe der Bandbreite
Wenn eine Bandbreitenkonfiguration erforderlich ist, kann der
Umrichter Kp und Ki dann berechnen, wenn die folgenden
Parameter richtig eingestellt sind:
Pr 3.20 - erforderliche Bandbreite,
Pr 3.21 erforderlicher Dämpfungsfaktor,
Pr 5.32 Motordrehmoment pro Ampere (Kt)
Pr 3.18 Motor- und Lastträgheit. Der Umrichter kann die Motor-
und die Lastträgheit mit Hilfe des Autotune (siehe Pr 0.40 -
Autotune - weiter oben in dieser Tabelle) messen.
3. Pr 3.17 = 2, Eingabe des Verdrehwinkels
Wenn eine auf dem Verdrehwinkel beruhende Konfiguration
erforderlich ist, kann der Umrichter Kp und Ki dann berechnen,
wenn die folgenden Parameter richtig eingestellt sind:
Pr 3.19 - erforderlicher Verdrehwinkel,
Pr 3.21 erforderlicher Dämpfungsfaktor,
Pr 5.32 Motordrehmoment pro Ampere (Kt)
Pr 3.18 Motor- und Lastträgheit: Der Umrichter kann die Motor-
und die Lastträgheit mit Hilfe des Autotune (siehe Pr 0.40 -
Autotune - weiter oben in dieser Tabelle) messen.
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