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1 西门子变频器 概述
在许多对张力控制要求精 准的收放卷应用或其他对动态响应有要求的实际应用中，对负载摩擦转矩的补偿是不容忽视的。通常情况下，我们可以通过设置不同速度段的摩擦特性曲线，来进行电机和工作设备产生的摩擦转矩的补偿。
图1是一个典型的收放卷应用，可以看出加速度转矩、摩擦转矩做为转矩预控制的补偿。
图1. 收放卷应用功能示意图
在摩擦转矩补偿前，我们需要先获得设备运行时各速度段的摩擦转矩值。通常，摩擦转矩有两种测量的方法：
方法一. 可以通过在PLC中编写程序进行摩擦转矩的测量，西门子提供了标准的功能块，使用此功能块可以节省工程师的编程时间，该功能块包含在收放卷功能库“LCon_S7-1500”中。
图2. 摩擦转矩的测量功能块
通过调用摩擦转矩的测量功能块测量出的摩擦转矩，通过通信传送到驱动器的附加转矩给定中，用于摩擦转矩的补偿。
方法二. 使用驱动器中自带的摩擦转矩测量功能。
SINAMICS S120驱动器中提供了摩擦转矩测量的功能，测量获得的摩擦转矩可直接参数互联到附加转矩给定中，用于摩擦转矩的补偿。
本文为大家介绍SINAMICS S120摩擦转矩测量功能及实现方法。
2 西门子变频器 SINAMICS S120摩擦转矩测量
2.1 S120的摩擦特性曲线
摩擦特性曲线使用10个坐标点组成，每个坐标点由速度值和转矩值组成，其中横坐标定义的速度值为正方向上的转速，若执行负方向会使用坐标的取反值。SINAMICS S120 会根据摩擦特性曲线上的10个坐标点的值，在不同的速度下输出相应的摩擦转矩，如图3所示
图3 摩擦特性曲线
2.2 SINAMICS S120摩擦转矩测量
SINAMICS S120 变频器调试结束后，默认会将控制点的转速设为与电机额定转速相匹配的值，所有控制点的摩擦转矩仍为零。根据自己设备应用需求可灵活调整转速测试值，激活摩擦特性曲线并执行测量。
变频器按照设置的10个测量速度，逐步将电机加速至设定zui大转速，测量摩擦转矩并将摩擦转矩写入摩擦特性曲线的控制点上。
摩擦转矩测量操作步骤如下：
1)在线S120设置后，设置p3845=1：激活正方向和负方向的摩擦特性曲线记录功能；
图4 摩擦转矩测量
2)接通电机(ON/OFF1=1)，变频器将会先后在正反两个方向上使电机加速，并计算正方向和负方向上的测量结果；
3)变频器控制电机加速，测量期间，变频器发出报警A07961；
4)当变频器计算出所有摩擦特性曲线上的控制点（无故障代码F07963）时，变频器停止电机，记录摩擦特性曲线；
5)设置p3842=1，激活摩擦特性曲线，变频器会将摩擦特性曲线r3841的输出添加到扭矩设定值上。
图5 激活摩擦转矩特性曲线
图6 摩擦转矩关联到附加转矩3中
3 西门子变频器 结语
摩擦特性曲线是运动控制系统中的基本功能，可以通过驱动系统本身计算，也可在运动控制器内计算，不管采用哪种方式都可以自动计算出负载在不同速度下的摩擦转矩，并将摩擦转矩直接输出至转矩设定值，以提高系统的动态响应性能。
在卷曲设备中的张力控制，通常都需要增加摩擦转矩补偿，以便能够有效抵消电机本身及机械传动机构等引起的摩擦阻力，从而保证物料表面张力的控制精度，西门子的SINAMICS S120/G120提供了测量及补偿的功能，大大降低了工程师的调试难度，有效提高了工程效率。
4 西门子变频器 相关资料下载链接
S120功能手册：https://support.industry.siemens.com/cs/us/en/view/109781535/zh
S120参数手册：https://support.industry.siemens.com/cs/us/en/view/109781807/zh
本文摘自：西门子
