西門子6ES7142-4BD00-0AB0

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在伺服控制中既可采用無編碼器運行，也可采用混合運行（無/帶編碼器）。和傳統的采用 V/f 控制的驅動相比，采用電機模型的無編碼器運行在伺服控制中實現更高的動態控制特性和更高的防堵轉特性。但是它和帶編碼器的驅動相比，轉速精度有所降低，同時動態響應和同軸度也受到不利影響。

功能說明

由于和帶編碼器運行相比，無編碼器運行的動態響應有所降低，因此，為提高控制的動態性能，對加速轉矩執行了前饋控制。其根據驅動轉矩，在考慮到現有的轉矩/電流限制以及負載轉動慣量 [(p0341 · p0342) + p1498)] 的情況下對所需的轉矩進行預控，從而能夠在時間上地達到需要的轉速動態響應。

如果電機既能夠帶編碼器運行，也能夠不帶編碼器器運行，例如：p0491 ≠ 0 或 p1404 < p1082，則可以通過 p0642（基準值 p0640）降低無編碼器運行中的大電流，以便減少無編碼器運行中易導致故障、由飽和產生的電機數據變化。

可以通過 p1517 為轉矩前饋控制設置一個轉矩平滑時間。而由于無編碼器運行中動態響應降低，因此必須通過 p1470（比例增益）和 p1472（積分時間）優化轉速控制器。

在低速范圍內，由于測量值精度和工藝參數靈敏性的影響，不再計算轉速實際值、定向和磁通實際值的特征參數。因此會切換為只注入電流和頻率的電流/頻率控制（I/f 開環控制）。切換閾值由 p1755 設置，回差由 p1756 設置。

為了在開環控制中也能夠獲得較高的負載轉矩，可以通過 p1612 設置電機電流（電流設定值）。為此，驅動轉矩（如摩擦轉矩）必須已知或能夠估算出。應設置額外的約 20 % 的預留量。

在同步電機上，轉矩通過轉矩常數(p0316)換算為電流。在異步電機上，還須考慮 p1612 中的勵磁電流 (r0331)。在低速區內，無法直接在電機模塊上測量所需電流。它的缺省設置是電機額定電流（p0305）的 50 %（同步電機）或 80 %（異步電機）。在設置電機電流 (p1612) 時，由于在 I/f 開環控制模式下會注入 p1612 中給定的電流，因此，必須注意電機的熱載情況。

另外，在同步電機上設置磁極位置識別 (p1982 = 1)，可以改善驅動從靜止開始運行的起動特性。

重要說明

不允許將無編碼器運行用于包含垂直軸的應用。

無編碼器運行不適用于包含上一級位置控制的應用。

脈沖清除后的特性

小心

運算錯誤的電機轉速信息

在脈沖清除后，不再有電機轉速的信息。驅動將其轉速實際值設為 “0"。所有從實際值推導出的信息和信號不再有效。分析這些信息和信號可導致人員受傷和財產損失。

設備選型時請將該特性考慮在內。

在無編碼器運行中清除脈沖后，不再能計算電機當前的轉速實際值。在下一次使能脈沖后必須重新查找轉速實際值。

通過 p1400.11 可以設定，是否從轉速設定值開始查找 (p1400.11 = 1) 或從轉速 = 0.0 開始查找 (p1400.11 = 0)。通常情況下是 p1400.11 = 0，因為電機一般從靜止狀態開始啟動。如果在脈沖使能時電機轉速高于切換轉速 p1755，則應選擇 p1400.11 = 1。

如果電機正在旋轉，而選擇了從設定值開始查找 (p1400.11 = 1)，則在給出脈沖使能前，轉速設定值的方向必須和實際轉速方向相同。轉速實際值和轉速設定值之間存在較大的偏差時，可能會導致故障。

在開環/閉環控制、帶/不帶編碼器的運行之間切換

設置參數 p1300 = 20 可以激活無編碼器運行。p1300 = 20 或 p1404 = 0 時，無編碼器運行在整個轉速區內激活。此時，如果轉速小于切換轉速 p1755，電機便以電流/頻率開環方式運行。

在帶編碼器運行中，轉速一旦超出閾值 p1404，電機便切換到無編碼器運行。如果 p1404 > 0 且 p1404 < p1755，則只有在轉速大于 p1755 時才切換到無編碼器運行。

可通過 p1402.1 = 1 駐留編碼器檢測功能，從而在無編碼器運行中避免出現編碼器檢測故障消息。此時通過編碼器檢測進行的電機溫度讀取保持生效。

無編碼器運行方式會顯示在參數 r1407.1 中。

區域切換

在控制方式“無編碼器的轉速控制器"中，不需要轉子位置編碼器。編碼器駐留時，溫度檢測功能仍保持生效。此狀態可通過參數 r0458.26 = 1 識別。當參數 r0458.26 = 0 時，溫度檢測功能也被禁用。

串聯電抗器

在使用高速特種電機或其他低漏磁的異步電機上，可能需要使用串聯電抗器，以穩定電流控制器的運行。

串聯電抗器通過 p0353 設置。

功能的調試和優化

按如下步驟來調試和優化該功能：

請估算在不加速的情況下，在 p1755 的轉速水平以下可以生成的大電機扭矩。由此確定對應的電機電流 p1612。
對于過載設置的較大（p0640 明顯大于 p0305）的同步電機，可能需要降低無編碼器運行中的電流限制 (p0642)。
對于第三方電機，應進行靜態測量，必要時還應通過接收測得的數據進行旋轉測量。檢查電流控制器設置。
有關靜態測量/旋轉測量的更多信息參見章節“電機數據識別"。

當未通過旋轉測量確定總轉動慣量時，可借助以下方法確定總轉動慣量：

若...

則...

如果有編碼器且電機有受限的運行行程（例如：使無編碼運行僅用于編碼器故障時的備用響應或用于高轉速區域），

則借助電機數據識別的旋轉測量確定轉動慣量（p1959 = 20 hex [僅 Lq 特性曲線] 且 p1960 = 1）。就直線電機而言，必須 p1959 = 420 hex [僅換向角和 Lq 特性曲線]。

可選方案：

如果電機可以持續旋轉（帶/不帶編碼器），

則借助電機數據識別的旋轉測量（p1959 = 404 hex [即僅換向角和轉動慣量] 和 p1960 = 1）確定轉動慣量。

如果總轉動慣量在連續運行中變化，

則借助功能模塊“轉動慣量評估器"確定轉動慣量。

有關轉動慣量評估器的更多信息參見章節“轉動慣量評估器"。

使用 One Button Tuning /根據頻率特性確定轉動慣量（p5301.8 = 1）。
使用 One Button Tuning /結合位移限制（p5308）功能估算轉動慣量（p5302.2 = 1）。
在測量期間通過 One Button Tuning 遵循設置的位移限制。
執行以下步驟來設置轉速控制器：
在功能模塊“轉動慣量評估器"激活時接收測得的轉動慣量。
取消激活功能模塊“轉動慣量評估器" (p1400.18 = 0)。
啟動參數 r0063（轉速實際值）和 r0079（轉矩）的跟蹤記錄。
調節轉動慣量（p1498；如果可以升高）并給定閉環控制區域中的轉速設定值跳躍（轉速大于 p1755）。
通過比例增益 (p1470) 和積分作用時間 (p1472) 優化起振特性。