Emerson Unidrive M701 Betriebsanleitung Seite 108

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formationen mationen Installation
Verstärkungen des Drehzahlregelkreises
(Pr 00.007 {03.010}, Pr 00.008 {03.011}, Pr 00.009 {03.012})
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 mithilfe von Pr 03.016
ausgewählt werden. Bei Pr 03.016 = 0 werden die Verstärkungen Kp1, Ki1 und Kd1 (Pr 00.007 bis Pr 00.009) verwendet, bei Pr 03.016 = 1 werden die
Verstärkungen Kp2, Ki2 und Kd2 (Pr 03.013 bis Pr 03.015) verwendet. Pr 03.016 kann mit freigegebenem bzw. gesperrtem Regler geändert werden.
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 03.017 abhängigen Bandbreite berechnen.
Drehzahlregler Proportionalverstärkung (Kp), Pr 00.007 {03.010} und Pr 03.013
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 Einstellung einer zu hohen
Proportionalverstärkung kann es zu starken Motorgeräuschen oder zu Instabilitäten im Regelverhalten kommen.
Drehzahlregler Integralverstärkung (Ki), Pr 00.008 {03.011} und Pr 03.014
Die integrale Verstärkung verhindert eine Drehzahlabweichung. Der Drehzahlfehler wir über einen gewissen Zeitraum aufsummiert und
zur Generierung des erforderlichen Drehmomentsollwerts ohne Drehzahlfehler verwendet. Durch Erhöhen der I-Verstärkung wird die zum
Erreichen des korrekten Drehzahlwerts benötigte Zeit verringert und die Steifigkeit des Systems erhöht, d. h. die Positionsabweichung, 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. Im sensorlosen RFC-A-Modus ist es
unwahrscheinlich, dass die I-Verstärkung deutlich über 0,50 angehoben werden kann.
Differenzielle Verstärkung (Kd), Pr 00.009 {03.012} und Pr 03.015
Die differenzielle Verstärkung wird zum Bereitstellen einer zusätzlichen Dämpfung im Rückführungspfad des Drehzahlreglers zur Verfügung
gestellt. Der D-Anteil ist so implementiert, dass keine übermäßigen Störsignale in den Regelkreis eingeführt werden, die normalerweise mit dieser
Funktion verbundenen sind. 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 Verstärkungen des Drehzahlregelkreises existieren je
nach Einstellung von Pr 03.017 drei Methoden:
1. Pr 03.017 = 0, manuelle Eingabe.
Hier muss an den Analogausgang 1 zur Überwachung der
Drehzahlrückführung ein Oszilloskop angeschlossen werden.
Ändern Sie den Drehzahlsollwert des Antriebs.
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 möglicherweise weiter 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 03.017 = 1, Eingabe der Bandbreite.
Wenn eine Bandbreitenoptimierung erforderlich ist, kann der Antrieb Kp
und Ki dann berechnen, wenn die folgenden Parameter richtig
eingestellt sind:
Pr 03.020 - Erforderliche Bandbreite
Pr 03.021 - Erforderlicher Dämpfungsfaktor
Pr 03.018 - Motor- und Lastträgheit
Der Umrichter kann die Motor- und die Lastträgheit mithilfe des Autotunings
(siehe Pr 00.040- Autotune - oben in dieser Tabelle) messen.
3. Pr 03.017 = 2, Eingabe des Verdrehwinkels
Wenn eine auf dem Verdrehwinkel beruhende Optimierung erforderlich
ist, kann der Umrichter Kp und Ki dann berechnen, wenn die folgenden
Parameter richtig eingestellt sind.
Pr 03.019 - Erforderlicher Verdrehwinkel
Pr 03.021 - Erforderlicher Dämpfungsfaktor
Pr 03.018 - Motor- und Lastträgheit. Der Umrichter kann die Motor-
und die Lastträgheit mithilfe des Autotunings (siehe Autotune
(Pr 00.040), oben in dieser Tabelle) messen.
4. Pr 03.017 = 3, Kp-Verstärkung mal 16
Ist Optimierungsmethode Drehzahlregler (03.017) = 3, wird die
vom Umrichter verwendete gewählte Proportionalverstärkung mit
16 multipliziert.
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Bedienung
Elektrische Basispara-
und Software-
Installation meter
struktur
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Handhabung
Inbetrieb- Optimie- Onboard-
der NV-Medien-
nahme rung
karte
Soll-Geschwindigkeit
Unzureichende Proportional-
verstärkung [00.007]
Übermäßige Proportional-
verstärkung [00.007]
Übermäßige Integral-
verstärkung [00.008]
Ideale Systemantwort
5. Pr 03.017 = 4 - 6
Ist Optimierungsmethode Drehzahlregler (03.017) auf einen
Wert zwischen 4 und 6 gesetzt, werden Drehzahlregler
Proportionalverstärkung Kp1 (03.010) und Drehzahlregler
Integralverstärkung Ki1 (03.011) automatisch eingerichtet,
um die Bandbreiten in der unten stehenden Tabelle und einen
einheitlichen Dämpfungsfaktor zu erhalten. Diese Einstellungen
erlauben eine niedrige, standardmäßige und hohe Regeldynamik.
Drehzahlregler
Optimierungsmethode
(03.017)
4
5
6
Erweiterte Technische Fehlerdia-
SPS Parameter Daten gnose
Regeldynamik Bandbreite
Niedrig 5 Hz
Standard 25 Hz
Hoch 100 Hz
Unidrive M700 / M701 Betriebsanleitung
Ausgabenummer: 4
Hinweise zur
UL-Listung