西门子MM440变频器的BiCo应用

admin

给出这个分享，目的并不在炫，而在于最近解决一些产品在用户需求问题中，发现MM440这么古老的通用变频器，居然也能做一些比较神奇的工艺。其中功能块的应用和互联，助我一臂之力呀。


问题：
我这套系统是动力试验台。MM440控制交流感应电机对动力机械进行发动机台架性能试验使用。问题是，MM440本身在德国人的眼里，就是风机泵类的控制，很简单的，而发动机台架性能试验的设备，应该是工程型动力传动控制系统所做的事。在国内，因为用户没钱，都买廉价的测功设备做实验，所以，MM440的控制系统做测功机，倒成了热销。

系统是没有编码器的SLVC控制，采用的是传统的端子通讯，没有网络数据通讯的那种。设定值和开关量一律由MM440的端子输入和输出的那种。要完成的工况任务：
1.恒转速的电动发电状态；
2.外部闭环的恒转矩控制发电状态（采用的恒转速运行扭矩限幅的控制方式）。

对于恒转速控制电动和发电状态的运行工况，MM440没有问题。这里不做赘述。对于外部闭环的扭矩限幅控制，客户要求：
第一，必须要从0-100%连续控制。
第二，在运行中能对受试发动机做突加和突减负载的调速实验。

那么，问题来了，首先是0扭矩的工况，电机的输出轴系是有静摩擦阻力和电磁阻力的。即便是此时给电机切断了电源，零磁场状态下，轴系的摩擦转矩也依然存在。而此时发动机需要测试0转矩下，怠速的排放数据。如果电机轴系转矩不为零，就不能满足实验需求；

另外，调速特性的突加和突减操作，如果仅仅是把扭矩设定值（限幅值）在0和当前值之间转换，也做不到突减的需求，因为那时的发动机转矩仍然很大，电机在磁场作用下，仍有很强的静阻力存在。

像这样的需求，我们一直都是采用工程型变频器系统来完成的操作，现在这种配置的测功机系统，过去仅仅用于一般性的速度特性试验，不是做法规排放试验设备。可是用户就是这么任性。必须在此设备上满足使用需求。

用户任性，这是最烦人的事情了。怎么解决呢？

第一，要求M440必须要有转矩限幅控制时的零补偿功能。也就是此时需要电机有电动能力，悄悄地帮忙传动，使发动机轴转矩变为0。这种帮忙，在工程型变频器非常好办，在MM440里做？巧妇难为无米之炊呀。

第二，要能解决在线状态下的使能和禁止操作。也就是在电机运行中操作无编码器的使能允许和禁止。当发动机熄火状态，测功机的那个零扭矩状态的帮忙补偿就是多余的了，此时需要把使能禁止，是电机停止帮忙的转动。第二个问题或许相对好解决。


如上图示。闭环扭矩零补偿分了三个部分。

第一部分，从模拟量输入2来的扭矩限幅值设定信号，最小值设置了一个台阶，这个台阶就是把扭矩限幅的最小值放开一丢丢，不让它等于0，为扭矩的0补提供通道；

第二部分就是电机要正反两个方向运行，所以，零补也要两个方向的补偿，把它与正反转命令关联，就可以分别做两个方向的扭矩0补了。而且我用的是固定值设置，固定值设置单位是Hz，我给定补偿点是扭矩，单位不匹配，没关系，加一个自由功能块，就变成了100%的单位了。

第三部分，把补偿加在了扭矩设定值通道的附加给定上。既满足了使用需求。实测，零补状态，电机轴扭矩可以达到0.05Nm以下的效果。

假如MM440没有BiCo的功能，这个零补，可就真的没戏了。我感觉最开心的，就是MM440没有模拟开关的自由功能块，但是他的固定值设置选择因为有了互联功能，而且闲着也是闲着，为何不用呢？哈哈，帅呆了。


关于使能信号在线的操作接通和禁止，就比较好实现。关键是

第一，把捕捉再启动激活；
第二，把捕捉电流设置好；
第三把使能的逻辑与设置好，为了给上位机控制预留功能；
第四，把使能控制造成的输出指示监控信号做一个逻辑控制，以保证运行状态电机的冷却和指示灯之类的信号不受使能禁止操作的影响。
来源：西门子工业技术论坛