S120(CU310-2 PM240-2)驱动第三方多极永磁同步电机案例分享
S120驱动第三方多极永磁同步
众所周知,伺服电机的驱动,一般都用自身同一品牌的驱动器进行控制,电机参数性能匹配度会很好,如果用第三方驱动器进行控制,可能会有很多麻烦;随着近些年永磁同步电机的发展,永磁同步电机的驱动控制,同样面临这样问题,而西门子S120驱动器,以其强大的控制功能、开放的参数体系,能够方便地驱动第三方永磁同步电机,充分地发挥永磁同步电机固有性能,实现传动与控制的完美结合。
永磁同步电机简介
永磁同步电机转子采用永磁体,目前主要以钕铁硼作为永磁材料,由于永磁同步电机转子采用了永磁材料,进而简化了电机结构,去掉了转子的铜耗,提高了电机效率。定子保持传统三相异步电机的结构。
<永磁同步电机结构原理图>
永磁同步电机主要特点
永磁同步电机,转子为永磁体,结构简单,不同于异步电机转子的笼形结构。
永磁同步电机,无需外部励磁,转子自身存在磁场。
永磁同步电机,能效等级高,更利于节约电能。
永磁同步电机,速度、转矩控制更加精确。
永磁同步电机,多极结构,可以实现低速大扭矩输出,直接驱动机械负载,省了减速箱。
S120驱动第三方永磁同步曳引机应用案例
杭州智泊科技有限公司,主要从事立体车库电控部分的系统集成;在江西南昌的一个智能立体停车库项目中,采用西门子的S120驱动器以及第三方多极永磁同步曳引机;此次用户将同步曳引机用于立体车库,是客户首次创新应用方案,项目顺利完工并验收,得益于西门子S120开放的软件功能,精准的自学习优化功能,实现驱动第三方永磁同步电机,最终实现车盘升降平稳,停层精度高,使得车辆能够安全、舒适进出车库,用户体验非常好。
<现场同步曳引机及电控柜照片>
驱动系统配置及方案优势同步
驱动系统由CU310-2控制单元和PM240-2功率单元构成,这种配置是一个性价比非常高的方案。
PM240-2功率单元基于SINAMICS 平台研发,与S120系统完全兼容;
PM240-2内置制动单元,只需要外配制动电阻,即可实现车盘下移时的能量消耗;
CU310-2是S120单轴传动的控制单元,软件资源丰富,参数开放,方便与第三方电机匹配;
CU310-2控制单元,集成各种优化算法,比如电流环、速度环等等,更适合高效发挥电机的性能。
CU310-2控制单元,通过Drive-Cliq接口,方便用户扩展硬件及相关功能。可以配置各种模块,比如编码器模块、端子模块等等。
永磁同步电机配置sin/cos增量型编码器,通过SMC20接口模块与控制单元连接,使得速度控制精度更高,特别适合车库的提升机构的控制,停层精准、响应快速而且平稳,使得车盘的升降更加平稳舒适,甚至能够达到载人电梯的舒适程度。
优化速度控制器PI参数曲线
脱开曳引机钢丝绳,带着曳引机滚筒对电机进行速度环优化,只需激活优化功能, CU310-2控制单元自动进行速度环优化,优化后的参数将自行修改并存储,执行完自动优化程序后,电机的速度响应快而且平稳,无需手动调整,即可达到很好的控制效果。
<速度环自动优化过程曲线>
调试过程中的问题及注意事项
需要特别注意现场EMC问题,由于曳引机安装在楼顶,控制柜安装在地面,长距离问题,导致输入到编码器模块的信号失真严重,进而导致驱动器报出编码器故障,编码器电缆建议选择足够大的截面积,双绞屏蔽,同时穿管安装,尽可能减小编码器信号的衰减与失真。
< 按照EMC规范处理后编码器信号对比>
调试过程中,需要正确输入永磁同步电机的参数众。
调试过程中,需要正确选择永磁同步电机磁极识别方式。
调试过程中,需要正确调整抱闸打开关闭时间点。
S120驱动第三方永磁同步电机总结
S120(CU310-2+PM240-2)驱动器完全可以驱动第三方永磁同步电机。
S120(CU310-2+PM240-2)驱动器参数开放,软件调试方便,强大的自动优化功能,方便调试工程师和维护人员。
CU310-2控制单元与PM240-2功率单元组合选配,为用户节约了成本。
S120驱动第三方永磁同步电机加编码器速度闭环,能够达到更优的控制效果。