山大《自动控制系统》实验指导之实验5 全数字调速器参数设计及调试

1、PAGE PAGE 42实验5 全数字调速器参数设计及调试一、实验目的、熟悉全数字直流调速器基本参数的设计过程。、了解旋转编码器的使用方法。、熟悉掌握全数字直流调速器参数优化过程。二、6RA70全数字直流调速器输入输出端子接线原理图 1、主电路输出端子接线主电路输出端子1D1、1C1和3C、3D的接线如图2-1所示)，实线接线表示已经连接完成，虚线表示待接导线。其它接线请参见实验一。图21操作面板功能说明2、控制电路端子接线控制电路接线端子已经接入模拟输入给定电位器，原理图见图21，实物图见图22。控制电路接线端子还接入了调速器启动和使能按钮，原理图见图21，实物图见图22。注意它们都是带自锁

2、的按钮。图22图23三、恢复出厂设置组态OP1S显示屏的显示参数第一步合上励磁电源开关合上主回路电源空开按动主回路送电按钮经过大约30秒后OP1显示屏进入运行显示画面(形式与图2-3相同)。连续按动“P”键两次，使OP1显示屏的左上角成为“P051”显示状态，然后令“P051：21”，按动“P”后调速器开始自动恢复出厂设置，完成后显示“P051：40”。“40”所表示功能见表3-1。表3-1 参数访问权限码功能码参数功能说明出厂设置修改时的状态P=0510、无访问权21、恢复工厂设置所有参数复位到他们的缺省值(工厂设置)，参数P051 则自动被复位到工厂设置“40”。22、执行内部偏置补偿25

3、、对于预控制和电流调节器的优化运行(电枢和励磁)26、速度调节器优化运行27、励磁减弱优化运行28、摩擦和转动惯量补偿的优化运行29、具有摆动机构的传动系统的速度调节器优化40、对于受权服务人员的参数值访问权40可在线修改第二步在OP1显示屏的左上角为“P051”显示状态下，输入初始画面显示功能码2049(“2”代表“U”字母)，OP1显示屏的左上角变为U049.001。其功能含义如表3-2所示。表3-2 U049功能码说明变址在OP1显示屏上的位置设置要求出厂设置U049.001第1 行左边26(速度调节器的给定值)19(电枢电流额定值的百分数)U049.002第1 行中右部25(速度调节器

4、的反馈值)38(实际电枢电压值)U049.003第2 行(仅显示只读参数)2024(电动机实际转速)25(速度调节器的反馈值)U049.004第3行18 (电枢回路晶闸管整流装置的触发角)28(经过斜坡发生器后的速度调节器的实际给定值的百分数)U049.005第4行43(P044内所连接的内容)59(运行状态显示)按动“P”键进入每一变址，按照表3-2所示设置要求进行修改参数。注意：第1 行右上角为USS通讯总线地址，该地址由参数码P786来设置。四、6RA70全数字直流调速器参数设置及优化1、设置调速器输出电流的比率输入完表3-2之后，在OP1S显示屏左上角为U049.005时(如果不是此状

5、态按动“P”键可进入此状态)，输入“76”，然后按动“P”键将进入速度调节器输出电流大小的设定位置。按照下表4-1所示参数进行参数输入。(因为实际所带电机的额定电流为2.2A,调速器的额定电流为15A,并考虑到电动机的过载倍数,所以选定为2030%.)表4-1 调速器输出电流比率设定表参数号功能说明设定要求出厂值P076.001所带电动机与调速器额定电枢电流的比率20%100%P076.002所带电动机与调速器额定励磁电流的比率20%100%2、设置调速器的输入电压输入完表4-1之后，在OP1S显示屏的左上角显示P076.002时 (如果不是此状态按动“P”键可进入此状态) ，输入“78”，然

6、后按动“P”键将进入速度调节器供电电源大小的设定位置。按照下表4-2所示参数进行参数输入。表4-2 调速器输入电压设定表参数号功能说明设定值出厂值P078.001电枢回路整流器交流侧供电电压(单位: 伏)400V400VP078.002励磁回路整流器交流侧供电电压(单位: 伏)400V400V3、输入电动机的额定参数输入完表4-2之后，在OP1S显示屏的左上角显示P078.002时 (如果不是此状态按动“P”键可进入此状态)，参照电动机铭牌上的数据,按照下表4-3所示参数进行参数输入。表4-3 输入电动机的额定参数参数号功能说明设定要求出厂值P100电枢额定电流(A)4.40.0P101电枢额

7、定电压(V)220400P102励磁额定电流(A)0.260.00P104速度n1 (rpm)10005000P105电枢电流I1 (A)2.20.1P106速度n2 (rpm)15005000P107电枢电流I2 (A)2.20.1P108最大运行速度n3 (rpm)18005000P109和速度有关的电流限幅激活10P114电动机热时间常数(min)1010.04、旋转编码器参数设定输入完表4-3之后，在OP1S显示屏的左上角显示P114时，(如果不是此状态按动“P”键可进入此状态)，参照旋转编码器铭牌上的数据,按照下表4-4所示参数号进行填表，输入参数。表4-4 输入旋转编码器的参数参数

8、号功能说明设定值出厂值P0830、速度反馈待定1、速度反馈由测速发电机提供。2、速度反馈由脉冲旋转编码器提供。3、速度反馈由反电势(EMF)提供。4、速度反馈自由构造20P140选择脉冲编码器类型20P141脉冲编码器的脉冲数(脉冲数/转)1024500P142设置脉冲编码器的信号电压11P143设置脉冲编码器的最大运行速度(转/分钟)1200500.05、电动机励磁控制方式设置输入完表4-4之后，在OP1S显示屏的左上角显示P143时(如果不是此状态按动“P”键可进入此状态)，输入“82”，按动“P”键后,0P1S显示屏的左上角将显示“P082”。然后令“P082：3”，“3”表示电动机励磁

9、方式为他励，参见表4-5所示。表4-5 电动机励磁方式参数P082的选择功能功 能 说 明设定值出厂值不使用励磁(如对于永磁电动机)。励磁由进线接触器转换，如果电枢和励磁功率部件的电源同时接入或断开(励磁触发脉冲与进线接触器的合闸/分闸同时地使能/禁止，励磁电流按励磁时间常数衰减)，则必须选择这个设置。在整流器已经达到运行状态o7 或更高时，达到在参数P258 中设置的时间以后，在P257 中设置的停机励磁自动接入。励磁持续有效。励磁用信号“辅助传动合闸”(B0251)来切换11、外部励磁功率部件，将线路板C98043-A7044 (40A-励磁功率部件)用接头X102 接至线路板C98043

10、-A7002 或C98043-A7003 上。励磁的控制同参数为1 的说明。12、同参数为11 的说明，但励磁的控制同参数为2 的说明。13、同参数为11 的说明，但励磁的控制同参数为3 的说明。14、同参数为11 的说明，但励磁的控制同参数为4 的说明外部励磁单元。21、专用使用外部励磁单元。22、同参数为21 的说明，但励磁的控制同参数为2 的说明。23、同参数为21 的说明，但励磁的控制同参数为3 的说明。24、同参数为21 的说明，但励磁的控制同参数为4 的说明。306、电动机的电枢电流、输出转矩限幅设置设置它们就是设置速度调节器的输出限幅值，如果励磁电流恒定不变电枢电流与励磁电流成正

11、比。励磁方式选择完成后，在OP1S显示屏的左上角显示P082时(如果不是此状态按动“P”键可进入此状态)，按照下表4-6所示参数进行电动机的电枢电流、输出转矩限幅设置参数设置。表4-6 电动机的电枢电流、输出转矩限幅设置表参数号功能说明设定值出厂值电流限幅P171电动机正向电流限幅(为P100 的百分数)110%100%P172电动机反向电流限幅(为P100 的百分数)110%-100&转矩限幅P180电动机正向转矩限幅(为电机额定转矩的百分数)110%300%P181电动机正向转矩限幅(为电机额定转矩的百分数)110%-300&7、控制系统模块组态控制系统的默认模块组态图6-1所示，在OP1

12、S显示屏的左上角显示P181时(如果不是此状态按动“P”键可进入此状态)，输入“644”，按动“P”键后,0P1S显示屏的左上角将显示“P644”。然后将“P644：206”，改为“P644：011”，输入默认控制系统模块组态图1，将自动变成图2所示控制系统。8、调速器参数自动最优化运行 调节器能对如下两组参数进行最优化处理： P110、P111、P112、P155、P156、P255、P256、P826和P225、P226、P228 第一步：电枢、励磁的预控制和电流调节器参数优化方法：调速器在运行状态o7.0 或o7.1 (停机!)下，进入“P051”界面。令“P051 ：25”，按动“P”

13、键，然后先按调速器使能按钮，后按调速器启动按钮。调速器将自动进行电枢和励磁的预控制和电流调节器的优化运行(持续大约40s)。将运行结果填入表8-1。第二步：速度调节器参数优化方法：调速器在运行状态o7.0 或o7.1 (停机!)下，进入“P051”界面。令“P051 ：26”，按动“P”键，然后先按调速器使能按钮，后按调速器启动按钮。调速器将自动进行电枢和励磁的预控制和电流调节器的优化运行(持续大约6 秒)。将运行结果填入表8-1。图6-1控制系统默认组态图6-2转速电流双闭环逻辑无环流可逆调速系统组态表8-1 调速器自动优化的参数参数编码功 能 说 明自动最优化后出厂设置当P05125时能优

14、化的参数P110电枢回路电阻这个参数在预控制和电流调节器的优化运行过程中(电枢和励磁)被自动设置0P111电枢回路电感这个参数在预控制和电流调节器的优化运行过程中(电枢和励磁)被自动设置0mHP112励磁回路电阻这个参数在预控制和电流调节器的优化运行过程中(电机和励磁)被自动设置0P155电枢电流调节器的P 增益这个参数在预控制和电流调节器(电枢和励磁)的优化运行过程中被自动设置0.1P156电枢电流调节器的积分时间这个参数在预控制和电流调节器(电枢和励磁)的优化运行过程中被自动设置0.200SP255励磁电流调节器P 增益这个参数在预控制和电流调节器的优化运行(电枢和励磁)过程中被自动设置5

15、.00P256励磁电流调节器的积分时间这个参数在预控制和电流调节器的优化运行(电枢和励磁)过程中被自动设置0.200SP826自然换相时间点的校正如果出现不同电枢电流波头高度 (尽管是恒定的触发角)，他可以通过在参数P826 中的电源相的触发角参考时间的偏置设置来校正。一个电源相(UV，UW，VW，VU，WU，WV)被分配给每一个参数的变址(i001 i006)。参数的设置每增加数值1 相当于触发角增加1.333 s (在50 Hz 电源频率时为0.024 度)，从而减小了在相应电源相的电枢电流的波头。P826 在对于预控制和电流调节器(电枢和励磁)的优化运行过程自动设置(P051=25) (

16、仅当U800=0；当U800=1 或2，参数P826.001006 设置为0)0当P05126时能优化的参数P225速度调节器P 增益亦见对于“速度调节器自适应”功能(P550 P559)的设置值。这个参数在速度调节器优化运行过程中自动设置(P051=26)。3.00P226速度调节器积分时间这个参数在速度调节器优化运行过程中自动设置0.650P228速度给定的滤波时间给定的滤波是通过PT1 元件。这个参数在速度调节器优化运行过程中(P051=26)被自动设置到与速度调节器积分时间相同的值。当斜坡函数发生器正在使用时，可使用参数化一个较低的数值。0五、观察调速器的运行状态先按调速器使能按钮，后按调速器启动按钮。然后进入“主给定值”模拟量输入的规格化界面（P701），分别令“P701：70”；“P701：6 0”； “P701：50”时，调整“模拟输入给定”的大小。观察转速、电流和电枢电压的变化情况，记录观察结果填入下表：P701转速变化范围电枢电流变化范围负载电流变化范围电枢