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Gains de la boucle de vitesse (Pr 00.007 {03.010}, Pr 00.008 {03.011}, Pr 00.009 {03.012})
Les gains de la boucle de vitesse contrôlent la réponse du variateur à une demande de variation de vitesse. La boucle de vitesse se base sur les gains
proportionnel (Kp) et intégral (Ki) d'anticipation, et sur le gain différentiel (Kd) de retour. Le variateur conserve deux séries de ces gains et sélectionne l'une ou
l'autre série pour la boucle de vitesse conjointement à Pr 03.016. Si Pr 03.016 = 0, le variateur prend en compte les gains Kp1, Ki1 et Kd1 (Pr 00.007 à
Pr 00.009) ; si Pr 03.016 = 1, il prend en compte les gains Kp2, Ki2 et Kd2 (Pr 03.013 à Pr 03.015). Il est possible de modifier P 03.016 au déverrouillage ou au
verrouillage du variateur. Si la charge est principalement une inertie et un couple constants, le variateur calcule les gains Kp et Ki nécessaires pour donner un
angle de compensation ou une bande passante adéquate en fonction du réglage de Pr 03.017.
REMARQUE : En mode sans capteur, il faudra peut-être limiter la bande passante de la boucle de vitesse à 10 Hz au plus pour que le fonctionnement
soit stable.
Gain proportionnel de la boucle de vitesse (Kp), Pr 00.007 {03.010} et Pr 03.013
Si le gain proportionnel a une certaine valeur et le gain intégral est réglé sur zéro, la boucle n'aura qu'un gain proportionnel et il y aura une erreur de vitesse
pour produire une référence de couple. Donc, à mesure qu'augmente la charge du moteur, il y aura une différence entre la vitesse de référence et la vitesse
effective. Cet effet, appelé régulation, dépend du niveau du gain proportionnel ; plus le gain est élevé plus l'erreur de vitesse est faible pour une charge donnée.
Si le gain proportionnel est trop élevé, soit le bruit produit par la quantification du retour de vitesse devient inacceptable, soit la limite de stabilité est atteinte.
Gain intégral de la boucle de vitesse (Ki), Pr 00.008 {03.011} et Pr 03.014
Le gain intégral sert à empêcher la régulation de la vitesse. L'erreur est accumulée sur un laps de temps et utilisée pour produire la demande de couple
nécessaire sans aucune erreur de vitesse. L'augmentation du gain intégral réduit le temps de montée en vitesse pour atteindre le point de consigne et
augmente la raideur du système ; par exemple, il réduit l'écart de trainage de position lorsqu'un couple est appliqué au moteur. Malheureusement,
l'augmentation du gain intégral réduit également l'amortissement du système et produit un overshoot à la suite d'un délestage. Pour un gain intégral donné,
l'amortissement peut être amélioré en augmentant le gain proportionnel. Il faut arriver à un compromis où la réponse du système, la raideur et l'amortissement
deviennent tous satisfaisants pour l'application. En mode RFC-S sans capteur, le gain intégral ne doit généralement pas dépasser 0,50.
Gain différentiel (Kd), Pr 00.009 {0 3.012} et Pr 03.015
Le gain différentiel du retour de la boucle de vitesse sert à obtenir un amortissement supplémentaire. Le terme différentiel est réalisé de manière à ne pas
introduire un bruit excessif normalement associé à ce type de fonction. L'augmentation du gain différentiel réduit l'overshoot produit par une baisse du niveau
d'amortissement. Cependant dans la plupart des applications, les gains proportionnel et intégral seuls sont suffisants.
Six méthodes sont disponibles pour l'autocalibrage des gains de boucle de
vitesse en fonction du réglage de Pr 03.017 :
1.
Pr 03.017 = 0, Réglage de l'utilisateur.
Ceci implique la connexion d'un oscilloscope à la sortie analogique 1 pour
surveiller le retour de vitesse.
Appliquer au variateur une variation de la référence de vitesse et surveiller
la réponse sur l'oscilloscope.
Le gain proportionnel (Kp) doit être défini au départ. Augmenter la valeur
jusqu'au point où un dépassement de la vitesse se produit puis, la réduire
légèrement.
Augmenter le gain intégral (Ki) jusqu'au point où la vitesse devient instable
puis, le réduire légèrement.
Il est alors possible d'augmenter le gain proportionnel. Répéter la
procédure jusqu'à ce que la réponse du système corresponde à la
réponse idéale.
Le schéma montre l'effet d'un réglage incorrect des gains P et I, ainsi que
la réponse idéale.
2.
Pr 03.017 = 1, Réglage de la bande passante.
S'il est nécessaire d'effectuer un réglage basé sur la bande passante,
le variateur pourra calculer Kp et Ki si les paramètres suivants sont réglés
correctement :
Pr 03.020 - Bande passante requise,
Pr 03.021 - Facteur d'amortissement requis,
Pr 03.018 - Inertie charge et moteur.
Le variateur peut mesurer l'inertie du moteur et de la charge en effectuant
un autocalibrage de la mesure d'inertie (voir Autocalibrage Pr 00.040,
plus haut dans ce tableau).
3.
Pr 03.017 = 2, Réglage de l'angle de compensation.
S'il est nécessaire d'effectuer un réglage de l'angle de compensation,
le variateur pourra calculer Kp et Ki si les paramètres suivants sont réglés
correctement :
Pr 03.019 - Angle de compensation requis,
Pr 03.021 - Facteur d'amortissement requis,
Pr 03.018 - Inertie du moteur et de la charge. Le variateur peut
mesurer le moteur et l'inertie de charge en performant un
autocalibrage de la mesure d'inertie (voir Autocalibrage Pr 00.040,
plus haut dans ce tableau).
4.
Pr 03.017 = 3, gain Kp égal à 16 fois.
Si la Méthode de paramétrage de la boucle de vitesse (03.017) = 3, le gain
proportionnel utilisé par le variateur est multiplié par 16.
90
Installation
Mise en
Paramètres
Mise en marche
électrique
service
de base
du moteur
Fonctionnement
Optimisation
de la carte SD
Demande de vitesse
Gain proportionnel
insuffisant [00.007]
Gain proportionnel
excessif [00.007]
Gain intégral excessif
[00.008]
Réponse idéale
5. Pr 03.017 = 4 - 6.
Si la Méthode de paramétrage de la boucle de vitesse (03.017) est réglée sur
une valeur comprise entre 4 et 6, le Gain proportionnel de la boucle de vitesse
Kp1 Pr 00.007 {03.010} et le Gain intégral de la boucle de vitesse Ki1
Pr 00.008 {03.011} sont paramétrés automatiquement pour obtenir les bandes
passantes reportées dans le tableau ci-dessous et un facteur d'amortissement
d'unité. Ces réglages donne des performances basses, standard ou élevées.
Pr 03.017
Performances
4
Basse
5
Standard
6
Élevée
Si la Méthode de paramétrage de la boucle de vitesse (03.017) = 7, alors le
Gain proportionnel de la boucle de vitesse Kp1 Pr 00.007 {03.010}, le Gain
intégral de la boucle de vitesse Ki1 Pr 00.008 {03.011} et le Gain différentiel
de retour vitesse de la boucle de vitesse Kd1 Pr 00.009 {03.012} are sont
paramétrés afin de donner une réponse de la boucle de vitesse en boucle
fermée qui se rapproche d'un système de premier ordre avec une fonction de
transfert de 1 / (st + 1), où t= 1/wbw et wbw = 2p x Largeur de bande
(03.020). Dans ce cas, le facteur d'amortissement est insignifiant et le
Facteur d'amortissement (03.021) ainsi que l'Angle de compensation
(03.019) n'ont aucun effet.
Guide de mise en service - Contrôle de l'Unidrive M751
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