Die Anpassung der Stromregelkreis- und Drehzahlregelkreisparameter in Frequenzumrichtern ist ein entscheidender Aspekt der Antriebssteuerung. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Erläuterung der Anpassungsmethoden für diese beiden Schleifen:
I. Methoden zur Stromschleifenoptimierung
Die Stromschleife dient als innere Schleife des VFD und beeinflusst hauptsächlich den Ausgangsstrom. Der Ausgangsstrom bestimmt das Drehmoment, das wiederum die Beschleunigung bestimmt. Daher wirkt sich die Optimierung der Stromschleife direkt auf die Leistung des VFD aus.
1. Bestimmen der PID-Parameter der Stromschleife:
● PID-Parameter des Stromregelkreises (Proportional, Integral, Differential) sind normalerweise im VFD voreingestellt, erfordern jedoch möglicherweise eine Feinabstimmung für bestimmte Anwendungen.
● Proportionalverstärkung (P) reduziert Fehler und verbessert die Systemreaktion, zu hohe Werte können jedoch zu Systemschwingungen führen.
● Integralverstärkung (I) eliminiert Restfehler, zu hohe Werte können jedoch zu Systeminstabilität führen.
● Die Ableitungsverstärkung (D) passt sich an die Änderungsrate des Fehlers an und verbessert so die Reaktionsfähigkeit des Systems auf kleine Änderungen.
2. Anpassen der Reaktionsgeschwindigkeit der Stromschleife:
● Die Reaktionsgeschwindigkeit der Stromschleife sollte mit der Induktivität und dem Widerstand von Motor und Kabel übereinstimmen, um Schwingungen in der Stromschleife zu verhindern.
● Die Reaktionsgeschwindigkeit kann durch Anpassen der Proportional- und Integralkoeffizienten der Stromschleife geändert werden.
3. Vorsichtsmaßnahmen:
● Beim Anlauf, bei Lasttransienten, bei niedrigen Drehzahlen, bei hohen Lasten oder bei Überstromfehlern kann besondere Aufmerksamkeit auf die Stromschleifenabstimmung erforderlich sein.
● Stromschleifenanpassungen müssen auf den tatsächlichen Motor- und Kabelparametern basieren, um Systemstabilität und Leistung sicherzustellen.
II. Geschwindigkeitsregelkreis-Abstimmungsmethoden
Der Drehzahlregelkreis ist der äußere Regelkreis des Wechselrichters und beeinflusst hauptsächlich die Ausgangsfrequenz. Die Stabilität und Genauigkeit der Ausgangsfrequenz sind entscheidend für die Regelleistung des Wechselrichters.
1. Bestimmen der PID-Parameter des Drehzahlregelkreises:
● Der Geschwindigkeitsregelkreis verwendet hauptsächlich eine PI-Steuerung (Proportional--Integral).
● Die Proportionalverstärkung (Geschwindigkeitsverstärkung) bestimmt die Beschleunigungs- und Verzögerungsraten des Motors, während die Integralverstärkung Geschwindigkeitsänderungen glättet und Überschwinger reduziert.
2. Anpassen der Reaktionsgeschwindigkeit des Geschwindigkeitsregelkreises:
● Durch Ändern der Proportional- und Integralkoeffizienten des Geschwindigkeitsregelkreises ändert sich dessen Reaktionsgeschwindigkeit.
● Höhere Proportionalkoeffizienten beschleunigen die Reaktion, können jedoch zu Überschwingern führen. Höhere Integralkoeffizienten verringern das Überschwingen, können jedoch die Reaktion verlangsamen.
3. Überlegungen:
● Wenn sich die Lastbedingungen ändern, stellen Sie sicher, dass die Geschwindigkeit schnell wieder den Sollwert erreicht, indem Sie die Parameter des Geschwindigkeitsregelkreises anpassen.
● Bei der Abstimmung des Geschwindigkeitsregelkreises müssen Systemstabilität und Leistungsanforderungen Vorrang haben, um übermäßiges Überschwingen und Oszillationen zu vermeiden.
III. Integrierte Tuning-Strategie
1. Passen Sie die Stromschleife vor der Geschwindigkeitsschleife an:
● Logischerweise sollte zuerst die Stromschleife abgestimmt werden. Nutzen Sie die optimierte Stromschleife als Grundlage für die anschließende Abstimmung der Geschwindigkeitsschleife.
● Bei der Stromschleifenabstimmung muss die Motor- und Kabelinduktivität/der Widerstand berücksichtigt werden, um Schwingungen zu verhindern.
2. Passen Sie basierend auf tatsächlichen Anwendungsszenarien an:
● Strom- und Geschwindigkeitsregelkreisparameter können je nach Anwendung unterschiedliche Einstellungen erfordern.
● Erhöhen Sie beispielsweise die Proportionalverstärkung entsprechend für Szenarien, die eine schnelle Reaktion erfordern. Erhöhen Sie die Integralverstärkung entsprechend für Szenarien, die reibungslose Übergänge erfordern.
3. Führen Sie praktische Tests und Anpassungen durch:
● Führen Sie nach Parameteranpassungen praktische Tests durch, um die Wirksamkeit der Änderungen zu überprüfen.
● Führen Sie basierend auf den Testergebnissen weitere Feinabstimmungen{0} durch, bis die Stabilitäts- und Leistungsanforderungen des Systems erfüllt sind.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Anpassung der Stromschleifen- und Geschwindigkeitsschleifenparameter eines VFD ein komplexer und kritischer Prozess ist. Durch angemessene Parametereinstellungen und Anpassungsstrategien kann die Stabilität und Leistung des VFD sichergestellt werden, um den Anforderungen praktischer Anwendungen gerecht zu werden.