一种基于无编码器速度低频的变频控制方法与流程

本发明涉及转炉，尤其涉及一种基于无编码器速度低频的变频控制方法。

背景技术：

1、炼钢厂氧枪系统是非常典型的位能性负载，运行中携带多种气体和冷却水，重量非常重。氧枪运行的速度给定是一条渐变连续曲线，在启动和停车的过程中，必然要经过低频运行的阶段，并且氧枪系统运行在无编码器矢量控制模式,众所周知，变频器低频时输出的电磁转矩比较低，动态特性变坏，启动电流增大，有时会报堵转故障等，当力矩不足以克服氧枪重力和摩擦力的时候，会出现下滑溜枪，不能提升的现象，氧枪口被烧毁，冷却水进入转炉，甚至发生爆炸的严重事故,怎样控制变频低频段特性，这是我们遇到的问题。

2、炼钢厂氧枪传动控制系统多使用带编码器的矢量控制，而对于使用无编码器的矢量控制系统，变频器低频运行在v/f控制模式下，现有技术中多为采用电压提升从而改善启动转矩的方法，而转录氧枪传动控制系统中由于五编码器控制低频需要考虑控制精度和稳定的问题，因此现有技术中多为有编码器反馈的矢量控制。

技术实现思路

1、本发明提供了一种基于无编码器速度低频的变频控制方法，实现低频时转矩的稳定输出，停车时能实现准确停车，保证位能性负载运行的稳定性，确保生产的顺利进行,并在交流控制领域具有广泛的推广价值。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

3、一种基于无编码器速度低频的变频控制方法，包括以下内容：

4、1)把转动惯量补偿作为转矩的附加给定；

5、2)无编码器矢量控制的低频0～3hz范围设置静态转矩设定值，同时修改电流控制amp模式和无编码器的矢量控制slvc模式的切换点，使位能性负载停车时在无编码器的矢量控制slvc模式。

6、进一步的，所述转动惯量计算公式如下：

7、me-mz＝j×dω/dt (1)

8、其中，me为变频输出电磁转矩，单位为n.m；mz为为负载转矩，单位为n.m；j为总转动惯量，单位kg.m2；ω为机械角速度，单位弧度/s；ω＝2πn/60；n为电机转速，单位rpm；

9、把输出转矩限幅值限制在5％～20％额定转矩内，记录电机转速从零到额定转速需要的时间，算出转动惯量j1,改变输出转矩限幅值，算出相应的转动惯量j1～jn，算出转动惯量平均值j，根据公式(1)计算出不同速度和加速度下的附加转矩作为转矩的附加给定。

10、进一步的，所述使位能性负载停车时在无编码器的矢量控制slvc模式具体包括如下内容：

11、(1)设置电机模型motmod特性为启动低频0～3hz时为电流控制amp模式；

12、(2)指定从电流控制amp模式切换到无编码器的矢量控制slvc模式的频率阈值；

13、(3)指定从slvc切换到amp模式的频率滞环。

14、进一步的，还包括在磁场电流id调节器的输入端附加静态转矩td，td＝最大负载转矩的输入端，当静态转矩td＝0时，流入电机的仅仅是磁场电流id，当td＝100％时，流入电机的是电机额定电流ie。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、1)把转动惯量补偿作为转矩的附加给定，不仅可以获得稳定的附加给定，增加位能性负载的提升转矩，同时还可以减少动态超调；

17、2)无编码器矢量控制的低速范围设置静态转矩设定值，使位能性负载停车时在slvc模式，保证了位能性负载的准确停车；

18、3)通过对低频段变频器采取的两种控制方法，对于像氧枪这样要求高转矩的电控系统，效果非常好，既能提高启动转矩，满足低频提枪的要求，没有出现因转矩不够而溜枪的事故，又抑制了系统超调，从而改善系统启动的动态性能，实现低频时转矩的稳定输出，通过速度控制，实现系统的精确定位，停车时能实现准确停车，保证位能性负载运行的稳定性，确保生产的顺利进行,并在交流控制领域具有广泛的推广价值。

技术特征：

1.一种基于无编码器速度低频的变频控制方法，其特征在于，包括以下内容：

2.根据权利要求1所述的一种基于无编码器速度低频的变频控制方法，其特征在于，所述转动惯量计算公式如下：

3.根据权利要求1所述的一种基于无编码器速度低频的变频控制方法，其特征在于，所述使位能性负载停车时在无编码器的矢量控制slvc模式具体包括如下内容：

4.根据权利要求1所述的一种基于无编码器速度低频的变频控制方法，其特征在于，还包括在磁场电流id调节器的输入端附加静态转矩td，td＝最大负载转矩的输入端，当静态转矩td＝0时，流入电机的仅仅是磁场电流id，当td＝100％时，流入电机的是电机额定电流ie。

技术总结本发明涉及一种基于无编码器速度低频的变频控制方法，包括把转动惯量补偿作为转矩的附加给定，无编码器矢量控制的0～3Hz范围内设置静态转矩设定值，同时修改电流控制AMP模式和无编码器的矢量控制SLVC模式的切换点，使位能性负载停车时在无编码器的矢量控制SLVC模式；把转动惯量补偿作为转矩的附加给定，不仅可以获得稳定的附加给定，增加位能性负载的提升转矩，同时还可以减少动态超调，满足低频提枪的要求，没有出现因转矩不够而溜枪的事故，实现低频时转矩的稳定输出，停车时能实现准确停车，保证位能性负载运行的稳定性，确保生产的顺利进行,并在交流控制领域具有广泛的推广价值。技术研发人员：张丽,赵中杨,齐鑫,王宇明受保护的技术使用者：鞍钢集团自动化有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10