斜坡函数发生器跟踪概述斜坡函数发生器（RFG）可带或不带跟踪运行。无 RFG 跟踪的运行? p1145 = 0? 虽然设定值 < 实际值，但驱动结构仍加速运行到 t2带标准 RFG 跟踪的运行? p1145 > 1 时（0 和 1 之间的值无效），一旦转矩限幅功能响应，斜坡功能发生器跟踪便激活。此时，斜坡功能发生器输出端的值只会按照 p1145 中设定的值超出转速实际值。? t1 和 t2 几乎一样说明小电机在小型电机上根据应用所必需的控制器设置，尽管激活了 RFG 跟踪，设定值和实际值之间仍会产生较大的偏差。这种偏差会导致扭矩负载突然下降，从而导致更大的、不受控制的转速跃变。设置 p1400.16 = 1 可使设定值与实际值更贴近。转速跃变减少，转速控制器的积分单元只有在达到扭矩极限时才会停止。功能说明针对 RFG 跟踪提供下列功能：标准 RFG 跟踪如果驱动结构达到扭矩极限，且实际转速下降，那么斜坡功能发生器输出端不会跟踪转速实际值。选择的斜坡上升时间过小导致斜坡上升过程中超出转矩限值时，斜坡函数发生器的有效斜坡上升时间将延长。一旦负载力矩回落，驱动结构会从电流限值再次加速到转速设定值。一旦达到转矩限值、功率限值或电流限值，引导启动将立即延长或停止。可通过 p1145 设置所允许的跟随误差。此时转速设定值会对所设置的跟随误差进行跟踪。如果扭矩降低，引导启动会以电流或扭矩极限继续加速到转速设定值。标准 RFG 跟踪时间 说明t1、t3 在 t1 和 t3 处，负载力矩 (ML) 升高至过载力矩 (M?L)。此时会超出驱动结构的转矩限值。在 t3 处，过载力矩 (ML) 大于 t1 处的过载力矩。t1 在 t1 处，驱动结构引导启动过程中位于设定的斜坡功能发生器斜坡上。t1 → t2 在 t1 和 t2 之间，过载力矩使电机无法在斜坡功能发生器斜坡上加速至设定转速。斜坡功能发生器输出端 (nRFG) 通过 p1145 > 1 跟踪转速实际值 (n 实际)。t2 在 t2 处，过载力矩 (M?L) 降低至负载力矩 (ML)。t2 → t3 在 t2 和 t3 之间，驱动结构在斜坡功能发生器斜坡上加速到速度设定值 (n 设定)。t3 在 t3 处，斜坡功能发生器达到转速设定值 (n 设定)。与 t1 不同的是，在 t3 处，有更高的过载力矩 (M?L) 开始作用于驱动结构。在标准 RFG 跟踪的情况下，斜坡功能发生器输出端 (nRFG) 将跟踪设定值或保持静止状态。因此，斜坡功能发生器输出端不跟踪转速实际值 (n 实际)。t3 → t4 在 t3 与 t4 之间，驱动结构几乎通过过载力矩完全制动。斜坡功能发生器输出端 (nRFG) 不会通过 p1145 > 1 跟踪转速实际值 (n 实际)。扩展设定值通道4.5 斜坡函数发生器驱动功能功能手册, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP3 91时间 说明t4 在 t4 处，过载力矩 (M?L) 降低至负载力矩 (ML)。t4 → tx 由于斜坡功能发生器输出端 (nRFG) 在 t3 与 t4 之间未跟踪转速实际值 (n 实际)，驱动结构从 t4 起在无斜坡功能发生器斜坡的情况下以电流或扭矩极限加速到转速设定值 (n 设定)。扩展 RFG 跟踪如果驱动结构达到扭矩极限，且实际转速下降，那么斜坡功能发生器输出端在进行扩展后的斜坡功能发生器跟踪时跟踪转速实际值。这样驱动结构就不是从电流限值，而是在设置的上升斜坡上再次回退到初始转速设定值。? 功能原理图解：扩展 RFG 跟踪时间 说明t1、t3 在 t1 和 t3 处，负载力矩 (ML) 升高至过载力矩 (M?L)。此时会超出驱动结构的转矩限值。在 t3 处，过载力矩 (ML) 大于 t1 处的过载力矩。t1 在 t1 处，驱动结构引导启动过程中位于设定的斜坡功能发生器斜坡上。t1 → t2 在 t1 和 t2 之间，过载力矩使电机无法在斜坡功能发生器斜坡上加速至额定转速。斜坡功能发生器输出端 (nRFG) 通过 p1145 > 1 跟踪转速实际值 (n 实际)。t2 在 t2 处，过载力矩 (M?L) 降低至负载力矩 (ML)。t2 → t3 在 t2 和 t3 之间，驱动结构在斜坡功能发生器斜坡上加速到速度设定值 (n 设定)。t3 在 t3 处，斜坡功能发生器达到转速设定值 (n 设定)。与 t1 不同的是，在 t3 处，有更高的过载力矩 (M?L) 开始作用于驱动结构。在扩展 RFG 跟踪的情况下，斜坡功能发生器输出端 (nRFG) 跟踪转速实际值(n 实际) 或保持静止状态。因此，斜坡功能发生器输出端跟踪转速实际值 (n 实际)。扩展设定值通道4.5 斜坡函数发生器驱动功能功能手册, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP3 93时间 说明t3 → t4 在 t3 与 t4 之间，驱动结构几乎通过过载力矩完全制动。斜坡功能发生器输出端 (nRFG) 通过 p1145 > 1 跟踪转速实际值 (n 实际)。t4 在 t4 处，过载力矩 (M?L) 降低至负载力矩 (ML)。t4 → tx 由于斜坡功能发生器输出端 (nRFG) 在 t3 与 t4 之间跟踪转速实际值 (n 实际)，驱动结构从 t4 起在斜坡功能发生器斜坡上加速到转速设定值 (n 设定)。? 允许的设置：– p1115.1 = 1：斜坡功能发生器跟踪始终有效。在负载冲击下，斜坡功能发生器输出端跟踪转速实际值。跟踪在转速设定值为零时结束。– p1151.2 = 1：斜坡功能发生器跟踪始终有效。在负载冲击下，斜坡功能发生器输出端跟踪转速实际值。在极性反转时继续跟踪。4.5.2 信号一览、功能图和重要参数信号一览（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）? 控制信号 STW1.2 OFF3? 控制信号 STW1.4 斜坡函数发生器使能? 控制信号 STW1.5 斜坡函数发生器启动/停止? 控制信号 STW1.6 设定值使能? 控制信号 STW2.1 跨接斜坡函数发生器功能图（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）? 3001 设定值通道一览? 3060 设定值通道 - 基本斜坡函数发生器? 3070 设定值通道 - 扩展斜坡函数发生器? 3080 设定值通道 - 斜坡函数发生器选择、状态字、跟踪扩展设定值通道4.5 斜坡函数发生器驱动功能94 功能手册, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP3重要参数一览（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）? p1051[0...n] CI：斜坡函数发生器正转速限制? p1052[0...n] CI：斜坡函数发生器负转速限制? p1083[0...n] CO:正转速限制? p1115 斜坡函数发生器选择? r1119 CO:斜坡函数发生器输入端的设定值? p1120[0...n] 斜坡函数发生器斜坡上升时间? p1121[0...n] 斜坡函数发生器斜坡下降时间? p1122[0...n] BI:斜坡函数发生器跨接? p1130[0...n] 斜坡函数发生器开始端平滑时间? p1131[0...n] 斜坡函数发生器结束端平滑时间? p1134[0...n] 斜坡函数发生器的平滑类型? p1135[0...n] OFF3 斜坡下降时间? p1136[0...n] OFF3 开始端平滑时间? p1137[0...n] OFF3 结束端平滑时间? p1138[0...n] CI：斜坡函数发生器加速时间的比例系数? p1139[0...n] CI：斜坡函数发生器减速时间的比例系数? p1140[0...n] BI:使能/禁止斜坡函数发生器? p1141[0...n] BI:继续运行/冻结斜坡函数发生器? p1143[0...n] BI:斜坡函数发生器接收设置值? p1144[0...n] CI：斜坡函数发生器 设置值? p1145[0...n] 斜坡函数发生器跟踪的误差? p1148 [0...n] 斜坡函数发生器斜坡上升/下降公差生效? r1149 CO:斜坡函数发生器加速度? r1150 CO:斜坡函数发生器输出端的转速设定值? p1151 [0...n] 斜坡函数发生器配置? p1400[0...n] 转速控制配置扩展设定值通道4.5 斜坡函数发生器驱动功能功能手册, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP3 95扩展设定值通道4.5 斜坡函数发生器驱动功能96 功能手册, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP3伺服控制 5概述伺服控制类型为带电机编码器的电机实现具有高精度和高动态响应的运行。功能说明在伺服控制类型中，在矢量模型中根据等效电路图数据对连接的电机进行模拟。据此，伺服控制是场定向控制。与矢量控制相比，在伺服控制中会从其他角度对矢量模型进行优化。为了实现高动态响应，以略有减小的控制精度和控制质量为代价。特点伺服控制具有下列特征：? 最大计算速度? 更短的采样时间? 最大动态响应? 高输出频率 (> 800 Hz)? 优先选择动态永磁同步电机驱动功能功能手册, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP3 975.1 伺服控制和矢量控制的比较下表对比显示伺服和矢量控制方式的基本特性。表格 5-1 对比：伺服/矢量控制主题 伺服控制 矢量控制典型应用 ? 具有高动态运行控制特性的驱动? 具有高转速精度和转矩精度的驱动（伺服同步电机）? 和等时同步的 PROFIdrive 实现角同步? 机床和周期性生产机械? 高输出频率? 具有高转速精度和转矩精度、采用转速控制和转矩控制的驱动，特别是在没有编码器的运行中一个控制单元可以控制的驱动结构的最大数量? 1 个电源 + 6 个驱动（在电流控制器采样时间为 125 μs及转速控制器采样时间为 125 μs 时）? 1 个电源 + 3 个驱动（在电流控制器采样时间为 62.5 μs及转速控制器采样时间为 62.5 μs 时）? 1 个电源 + 1 个驱动（在电流控制器采样时间为31.25 μs 及转速控制器采样时间为 62.5 μs 时）? 混合运行，125 ?s 下的伺服控制和 V/f 控制，最多 11 驱动? 1 个电源 + 3 个驱动（在电流控制器采样时间为 250 μs及转速控制器采样时间为 1 ms 时）? 1 个电源 + 6 个驱动（在电流控制器采样时间为400 μs / 500 μs 及转速控制器采样时间为 1.6 ms/2ms 时）? V/f 控制：1 个电源 + 12 个驱动（在电流控制器采样时间为 500 μs及转速控制器采样时间为 2000 μs时）? 混合运行，500 ?s 下的矢量控制和 V/f 控制，最多 11 驱动提示注意并遵循“DRIVE-CLiQ 的布线规则 (页 948)”一章中的提示和信息。有关扫描条件的更多信息参见“采样时间规定 (页 940)”一章。动态响应 高 中等伺服控制5.1 伺服控制和矢量控制的比较驱动功能98 功能手册, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP3主题 伺服控制 矢量控制可以连接的电机 ? 同步伺服电机? 永磁同步电机? 异步电机? 转矩电机? 直线电机? 同步电机（包含转矩电机）? 永磁同步电机? 异步电机? 纺织行业用磁阻电机（仅适用于 V/f 控制）? 同步磁阻电机? 他励同步电机提示不可连接 1FT6、1FK6 和 1FK7 系列的同步电机。位置接口，通过用于上级Motion Control 控制系统的PROFIdrive是 是无编码器的转速控制 是? 从 10 % 电机额定转速起生效；在此转速下为受控运行。是（从静止状态）? 适用于以下电机类型：– 异步电机– 永磁同步电机– 同步磁阻电机电机数据识别 是 是转速控制器采样时间优化 是 是V/f 控制 是 是（不同的特性曲线）无编码器转矩控制否 支持，从 10 % 电机额定转速起生效，在此转速下为开环控制运行异步电机的弱磁区域 带编码器：? ≤ 16 % 磁场减弱使用转速不带编码器：? ≤ 5 % 磁场减弱使用转速≤ 5 % 电机额定转速伺服控制5.1 伺服控制和矢量控制的比较驱动功能功能手册, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP3 99主题 伺服控制 矢量控制闭环控制中的最大输出频率（取决于硬件）? 31.25 μs / 16 kHz 时为 2600 Hz? 62.5 μs / 8 kHz 时为 1300 Hz? 125 μs / 4 kHz 时为 650 Hz? 250 μs / 2 kHz 时为 300 Hz? 250 μs / 4 kHz 时为 300 Hz或者 400 μs / 5 kHz 时? 500 μs / 4 kHz 时为 240 Hz提示所列数值根据所使用的组件而生效，无需优化即可达到该值。在满足以下条件且进行了附加优化的情况下，可设置更高的频率：? 最高至 3000 Hz：– 无编码器运行– 与闭环控制电源配合使用? 最高至 3200 Hz：– 带编码器运行– 与闭环控制电源配合使用? juedui上限为 3200 Hz根据出口管理条例，550 Hz 频率以上的运行需要获得许可证。提示如果需要更高的输出频率，请联系西门子公司的专业咨询人员。提示请注意设备手册中的降额特性曲线！使用 du/dt 滤波器和正弦滤波器时的最大输出频率为 150 Hz。转速设定值通道（斜坡函数发生器）可选? 在电流控制器采样时间为 125 μs或转速控制器采样时间为 125 μs时减少驱动结构数量，从 6 个电机模块减少为 5 个电机模块。标准伺服控制5.1 伺服控制和矢量控制的比较驱动功能100 功能手册, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP3主题 伺服控制 矢量控制功率单元的并联 否 否? 适用于以下结构型式的功率部件：– 块形结构型式– 书本型（例外情况：性能等级为 55 kW、80 kW 或 120 kW 的调节型电源模块）是? 适用于以下结构型式的功率部件：– 机柜型– Chassis– Chassis-2（调节型电源模块和电机模块）有关功率单元并联的更多信息参见章节“功率单元的并联 (页 576)”。允许的电机额定电流（p0305）和电机模块额定电流（r0207）之比在伺服控制中，允许的电机额定电流（p0305）和电机模块额定电流（r0207）之比为 1:1 到 1:4。考虑到转矩精度和运行特性的限制，比例也可以到 1:8。在矢量控制中，允许的电机额定电流（p0305）和电机模块额定电流（r0207）之比为 1.3:1 到 1:4。考虑到转矩精度和运行特性的限制，比例也可以到 1:8。影响开环和闭环控制参数的计算借助参数 p0500（工艺应用 (Applikation)）可用于调整如何计算开环和闭环控制参数。其中的预设置已提供了一些适用于标准应用的数值，使用方便。您可以对于下工艺应用进行一些预设置：p0500 的值 使用目的100 标准驱动（伺服）101 进给驱动（极限电流限制）102 主轴驱动（额定电流限制）1031) 进给驱动（最大功率限制）1) 仅针对 1FK2 电机使用此值。受影响的参数和设定的值一览参见“SINAMICS S120/S150”参数手册。调用计算您可以按照以下方式来启动工艺相关参数的计算：? 在退出快速调试时设置 p3900 > 0? 在自动计算电机/控制参数时，设置 p0340 = 1、3、5? 在计算工艺相关参数时，设置 p0578 = 1伺服控制5.2 影响开环和闭环控制参数的计算驱动功能102 功能手册, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP35.3 设定值相加功能说明设定值相加最多可以合并 2 个转速设定值。当设定值通道中的主设定值和附加设定值的使用受到转速限制和斜坡函数发生器的影响时，此处转速设定值会立即生效。为此，斜坡函数发生器的加速和减速斜坡失效。上级位置控制的转速实际值适合用作可通过 PROFIdrive 报文设定的源。将报文的控制字作为BICO 源互联。转速设定值之后按总线周期（如 PROFINET 周期）更新。附加转速设定值可通过设定值相加减少对位置控制中的转速设定值的干扰。功能的参数设置请按如下步骤对功能进行参数设置：1. 互联 p1155 的信号源。2. 互联 p1160 的信号源。3. 在 p1189[1] 的下拉列表中选择 “Yes”，激活用于转速设定值的插补器。插补器使用上级控制器中的转速设定值时，转速设定值只会按总线周期更新。总线周期通常会比SINAMICS 驱动的电流控制器周期慢很多，这可能会导致分级。同时使用插补器可在总线周期之间对转速设定值进行线性插补，以计算可能出现的分级。OFF1/OFF3 时的转速实际值如果因 OFF1/OFF3 事件触发且功能模块“扩展设定值通道”未激活，驱动会通过“减速斜坡”对话框中设置的 OFF1 和 OFF3 时间减速运行。1. 在 p1121[0] 中针对 OFF1 减速时间输入一个值。2. 在 p1135 中针对 OFF3 减速时间输入一个值。3. 在 p1189[0] 的下拉列表中选择 “Yes”，激活用于减速斜坡的插补器。功能图（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）? 3080 设定值通道 - 斜坡函数发生器选择、状态字、跟踪重要参数一览（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）? p1121[0...n] 斜坡函数发生器斜坡下降时间? p1135[0...n] OFF3 斜降时间? p1155[0...n] CI：转速控制器：转速设定值 1? p1160[0...n] CI：转速控制器：转速设定值 2? p1189[0...n] 转速设定值配置伺服控制5.3 设定值相加驱动功能104 功能手册, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP35.4 转速设定值滤波器功能说明借助“转速设定值滤波器”功能将特定的频率范围隐藏，或将其削弱。转速设定值滤波器不影响转速控制器的稳定性，因为这些转速设定值滤波器位于设定值通道中。控制性能中的动态响应会因平滑而降低。各滤波器类型的结构相同，并可通过参数 p1415[0...n]（滤波器 1）和 p1421[0...n]（滤波器 2）如下设置：? 带阻滤波器? 一阶低通滤波器(PT1)或? 二阶低通滤波器(PT2)功能的激活和参数设置在工程设计工具 Startdrive 中，可通过参数 p1414[0...n] 激活 2 个转速设定值滤波器。请按如下步骤激活转速设定值滤波器并进行参数设置：1. 选中参数 p1414[0] 并展开分类。2. 选择所需的转速设定值滤波器并在参数行的下拉列表中选择设置 “[1] Yes”。为需要激活的附加转速设定值滤波器重复该过程。3. 为每个激活的转速设定值滤波器（参数范围 p1415 至 p1426）设置以下值：– 类型– 时间常数– 分母固有频率– 分母阻尼– 分子固有频率– 分子阻尼4. 然后保存修改的项目设置。功能图（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）? 5020 伺服控制 - 转速设定值滤波器和转速前馈控制重要参数一览（参见 SINAMICS S120/S150 参数手册）? p1414[0...n] 激活转速设定值滤波器? p1415[0...n] 转速设定值滤波器 1 的类型? p1416[0...n] 转速设定值滤波器 1 的时间常数? p1417[0...n] 转速设定值滤波器 1 的分母固有频率? p1418[0...n] 转速设定值滤波器 1 的分母阻尼? p1419[0...n] 转速设定值滤波器 1 的分子固有频率? p1420[0...n] 转速设定值滤波器 1 的分子阻尼? p1421[0...n] 转速设定值滤波器 2 的类型? p1422[0...n] 转速设定值滤波器 2 的时间常数? p1423[0...n] 转速设定值滤波器 2 的分母固有频率? p1424[0...n] 转速设定值滤波器 2 的分母阻尼? p1425[0...n] 转速设定值滤波器 2 的分子固有频率? p1426[0...n] 转速设定值滤波器 2 的分子阻尼伺服控制5.4 转速设定值滤波器驱动功能106 功能手册, 06/2020, 6SL3097-5AB00-0RP35.5 转速控制器功能说明在带编码器的运行中，转速控制器根据编码器的实际值控制电机的转速。在无编码器的运行中，转速控制器根据计算出的转速实际值控制电机的转速。转速控制器因以下属性而出众：? 转速设定值滤波器? 转速控制器适配说明转速控制和转矩控制无法同时进行。如果激活了转速控制，则转矩控制失效。限制最大转速 r1082 被预设为所选电机的缺省值，并在调试时生效。编码器的加速时间和减速时间以这个值为基准。