Geberloser Betrieb - Siemens SINAMICS S120 Funktionshandbuch

Servoregelung

5.15 Geberloser Betrieb

5.15 Geberloser Betrieb
Überblick
In der Servoregelung ist sowohl ein geberloser als auch ein gemischter Betrieb (ohne / mit
Geber) möglich. Der geberlose Betrieb mit Motormodell ermöglicht in der Servoregelung ein
höheres dynamisches Regelverhalten und mehr Kippsicherheit als ein herkömmlicher Antrieb
mit U/f-Steuerung. Im Vergleich zu Antrieben mit Geber ist die Drehzahlgenauigkeit aber
geringer und es müssen Einbußen in der Dynamik und im Rundlauf in Kauf genommen werden.
Funktionsbeschreibung
Da die Dynamik im geberlosen Betrieb im Vergleich zum Betrieb mit Geber geringer ist, ist zur
Verbesserung der Führungsdynamik eine Vorsteuerung des Beschleunigungsmoments
implementiert. Sie steuert mit Kenntnis des Antriebsmoments unter Berücksichtigung der
bestehenden Momenten- und Strombegrenzungen sowie des Lastträgheitsmoments
[(p0341 · p0342) + p1498)] das benötigte Moment für eine gewünschte Drehzahldynamik
zeitoptimal vor.
Wird der Motor sowohl mit Geber als auch geberlos betrieben (z. B. p0491 ≠ 0 oder
p1404 < p1082), so kann der Maximalstrom im geberlosen Betrieb über p0642 (Bezugswert ist
p0640) reduziert werden, um störende, sättigungsbedingte Motordatenänderungen im
geberlosen Betrieb zu verringern.
Für die Drehmomentvorsteuerung lässt sich eine Momentenglättungszeit über p1517
parametrieren. Der Drehzahlregler muss für den geberlosen Betrieb aufgrund der geringeren
Dynamik über p1470 (P-Verstärkung) und p1472 (Nachstellzeit) optimiert werden.
Im Bereich kleiner Drehzahlen werden die Kenngrößen für Drehzahlistwert, Orientierung und
Flussistwert aufgrund der Genauigkeit der Messwerte und der Parameterempfindlichkeit des
Verfahrens nicht mehr berechnet. Deshalb wird auf eine Strom-/Frequenzsteuerung (I/f-
gesteuerter Betrieb) umgeschaltet, bei der lediglich Strom und Frequenz eingeprägt werden.
Die Umschaltschwelle wird über p1755 und die Hysterese über p1756 eingestellt.
Um auch im gesteuerten Bereich ein hohes Lastmoment aufnehmen zu können, kann der
Motorstrom (Stromsollwert) über p1612 eingestellt werden. Dafür muss das Moment (z. B.
Reibmoment) des Antriebs bekannt sein oder abgeschätzt werden. Eine zusätzliche Reserve von
ca. 20 % sollte additiv eingestellt werden.
Die Umrechnung des Moments in den Strom erfolgt beim Synchronmotor über die
Drehmomentkonstante (p0316). Beim Asynchronmotor muss der Magnetisierungsstrom
(r0331) in p1612 zusätzlich berücksichtigt werden. Eine direkte Messung des notwendigen
Stroms ist im unteren Drehzahlbereich am Motor Module nicht möglich. Die Grundeinstellung
ist mit 50 % (Synchronmotor) bzw. 80 % (Asynchronmotor) vom Motor-Bemessungsstrom
(p0305) vorbelegt. Bei der Parametrierung des Motorstroms (p1612) ist auf die thermische
Belastung des Motors zu achten, da der in p1612 vorgegebene Strom im I/f-gesteuerten Betrieb
auch ohne Last eingeprägt wird.
Eine zusätzliche Verbesserung des Startverhaltens aus dem Stillstand heraus kann bei
Synchronmotoren durch eine Parametrierung der Pollageidentifikation (p1982 = 1) erreicht
werden.
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Funktionshandbuch, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0AP3
Antriebsfunktionen