把电机调速说成“转矩控制”是个时髦的错误概念! 点击:4403 | 回复:70



刘志斌

    
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发表于:2012-01-18 12:43:39
楼主

 

1、在描述收、放卷控制中,有人说一个电机速度闭环控制,另一个电机是“转矩控制”;

2、实际上并不是“转矩控制”,”转矩控制“是一个错误的“时髦”用语,其实是恒张力控制;

3、如果说成恒张力闭环控制,才是一个非常明确的正确概念,它一下子告诉你,给定的是张力,检测反馈的是张力,控制用的调节器是频率调节器;

4、“转矩控制”是一个错误的说法,它的理由是“电机调速实际是转矩的控制”,实际在调速过程中,“转矩控制”是电机自己的事情,不是系统的事情,系统的控制目标就是张力或者速度;

5、是系统利用电机力矩控制的本领完成了系统张力、速度的控制目标;

 

 

1、其实我这个主题的本意不是讨论收放卷恒张力控制的,是讨论所谓“调速系统的本质就是电机转矩控制”这个问题的;

2、我的观点是,我们用电机调速实现恒压控制、恒流量控制、恒温控制、恒张力控制,……,等等,我们的控制目标就是通过电机速度的调节实现各种物理过程参数的控制;

3、当我们调节电机速度时,对于交流电机用的是频率调节器,对于直流电机我们用的是电压调节器;

4、而我们要控制的压力、流量、温度、张力,……,等等是我们控制系统的最终目标;

5、那么电机的转矩我们控制了嘛?没有,我们控制的是频率、电压,控制的是电机的速度;

6、那电机转矩是谁控制的?是电机自己控制的,你只要给频率、电压就行!

7、就是说电机转矩大小是电机的本领,电机必须有的本领,是选电机的问题,不是控制转矩的问题;

9、如果你在调速时,发现速度怎么也提不起来,可能是电机额定转矩、功率小了,要换个额定转矩、功率大的电机!

10、额定转矩、功率是电机的本领,不是什么控制方法控制出来的,它是系统调速的保障!

 

 

 

 

 



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刘志斌

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发表于:2012-01-20 00:07:43
41楼

引用 jona 的回复内容:

……张力检测根本没有问题,以力敏电阻平衡电桥式传感器,它的信号是毫伏级,线性和反应灵敏度都没有问题。只要知道电子天平上使用的传感器同样可以应用于张力控制,就可以知道张力控制的关键问题不是检测传感器问题,而是控制器和算法问题。……


1、张力的检测装置难度,与检测谁的张力有关系,例如网友检验布匹质量的收放卷控制,张力的检测难度还是有的,因为它不需要高级精密检测设备,简单检测张力的设备并没有适合他们的现成产品;

2、“张力控制的关键问题不是检测传感器问题,而是控制器和算法问题。”,不同意你的这个说法,恒张力控制和其他控制一样,只要给定信号、反馈信号比较后直接输入到变频器的频率调节器的输入端即可,没有控制器和算法的问题;

 

刘志斌

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发表于:2012-01-20 00:28:22
42楼

引用 jona 的回复内容:磁带机是小CASE了,有比我们懂得更多的,不要凭感觉,叫方家笑话,我就不参与你们的争论了。


1、磁带收卷控制,在理论上是一个很有特色的收放卷特例,不能小视,认真研究还是很有收获的,至于我说的对不对那不重要;

2、收、放卷系统,有恒张力要求的、有恒线速度要求的、有恒角速度即恒转速要求的、有恒转矩要求的、……;

3、如果收卷系统的控制要求,与卷径大小有关系,一般会使控制变得复杂很多;

jona

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发表于:2012-01-20 00:40:49
43楼

引用 刘志斌 的回复内容:引用 jona 的回复内容:……张力检测根本没有问题,以力敏电阻平衡电桥式传感器,它的信号是毫伏级,线性和反应灵敏度都没有问题。只要知道电子天平上使用的传感器同样可以应用于张力控制,就可以知道张力控制的关键问题不是检测传感器问题,而是控制器和算法问题。……1、张力的检测装置难度,与检测谁的张力有关系,例如网友检验布匹质量的收放卷控制,张力的检测难度还是有的,因为它不需要高级精密检测设备,简单检测张力的设备并没有适合他们的现成产品;2、“张力控制的关键问题不是检测传感器问题,而是控制器和算法问题。”,不同意你的这个说法,恒张力控制和其他控制一样,只要给定信号、反馈信号比较后直接输入到变频器的频率调节器的输入端即可,没有控制器和算法的问题; 



1、布疋的张力控制是最简单的要求,一般不需要张力传感器。在定型机、查布机上,一般采取浮棍机构带检测电位器就够了。预缩机上会采用张力传感器,不过要求并不高。张力检测也只需要放大处理就可以了,张力调整普通电工就可以,我没有听说有什么难度!

2、张力控制的调节要求决不是变频器内置PID,或简单处理就能很好运行的。当机器加速、减速、紧急停止是都要进行张力调整,引用青岭笑傲生的评论“在低速甚至0速情况建立并保持张力”,张力计算是要用到积分运算的,而一般用四则运算就够了。10多年前我就一个PID调节的问题,和一个工程师打赌。就是当着同事的面,各自调整PID参数,叫机器在加速、减速、紧急停止薄膜不能抖动串位。你的论点未必太过武断,张力控制相当复杂,要不也不会有专门的张力控制器卖了!

刘志斌

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发表于:2012-01-20 10:58:26
44楼

引用 jona 的回复内容:

……

张力检测也只需要放大处理就可以了,张力调整普通电工就可以,我没有听说有什么难度!……


1、举例说,如果收、放卷采用恒电流(或者说恒转矩)闭环控制方式,就简单得多,因为电流的检测变频器自己就可以完成;

2、与收、放卷采用恒电流(或者说恒转矩)闭环控制方式相比,恒张力闭环控制的检测就麻烦很多,没有现场需要的张力检测传感器,使得恒张力控制变得束手无策!

刘志斌

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发表于:2012-01-20 11:17:41
45楼

引用 jona 的回复内容:

……“在低速甚至0速情况建立并保持张力”,张力计算是要用到积分运算的,而一般用四则运算就够了。10多年前我就一个PID调节的问题,和一个工程师打赌。就是当着同事的面,各自调整PID参数,叫机器在加速、减速、紧急停止薄膜不能抖动串位。你的论点未必太过武断,张力控制相当复杂,要不也不会有专门的张力控制器卖了!


1、你把问题想歪了;

2、变频器就是频率调节器;

3、先开环调试,给定一个张力电压(或电流)信号,变频器就输出一个频率,收卷轮就有一个转速,此时若张力过大,就减小给定电压信号,减小频率,减小收卷论的转速,直到符合要求为止;

4、然后闭环调整,主要是调整反馈量的大小,和一般PID调整没有什么差别;

5、要做什么计算?我不明白你在说什么。

jona

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发表于:2012-01-20 11:32:12
46楼

引用 刘志斌 的回复内容:引用 jona 的回复内容:……张力检测也只需要放大处理就可以了,张力调整普通电工就可以,我没有听说有什么难度!……1、举例说,如果收、放卷采用恒电流(或者说恒转矩)闭环控制方式,就简单得多,因为电流的检测变频器自己就可以完成;2、与收、放卷采用恒电流(或者说恒转矩)闭环控制方式相比,恒张力闭环控制的检测就麻烦很多,没有现场需要的张力检测传感器,使得恒张力控制变得束手无策!



我的观点依然是,张力检测有多种检测方法满足生产工艺的要求;恒张力控制的关键是进行张力控制段的有效隔离,张力段尽可能不要太长,因为张力控制已经很成熟,没有到束手无策的地步!

另外恒张力闭环系统,都仅仅局限于片材或线材的一个区段。不存在传动系统是恒张力闭环系统。因为对于传动系统控制变量是转速或线速度。而不时张力!

jona

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发表于:2012-01-20 11:47:40
47楼

有人会明白我说什么。

变频器什么时候成了频率调节器了,既然你将其作为你的论据的基础,我们就理论一下。

变频器一般包含整流器,和逆变器,和一个中间回路。如果仅仅是一个频率调节器,那么我何不用一个振荡器,能够产生正弦波,频率调整只要改变振荡频率就可以了。

那么众多厂商开发变频器干什么。变频电源在没有变频器之前就有了,日本电网,东西部电网频率甚至不同。

刘志斌

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发表于:2012-01-20 12:00:36
48楼

引用 jona 的回复内容:

有人会明白我说什么。变频器什么时候成了频率调节器了……


1、变频器,就是变频的,不是个频率调节器吗?不是交流调速PID控制中的一个频率调节器吗?

2、直流电机,调压调速,用的是可控硅可控整流直流调压电路,就是个电压调节器;

刘志斌

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发表于:2012-01-20 12:05:21
49楼

引用 jona 的回复内容:

……张力检测有多种检测方法满足生产工艺的要求;……


1、是这样,收、放卷张力检测装置没有现成的产品,也不可能有!

2、收、放卷张力检测装置,必须现场勘查、现场设计、现场加工,然后现场安装;

刘志斌

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发表于:2012-01-20 12:16:54
50楼

引用 jona 的回复内容:

……不存在传动系统是恒张力闭环系统。因为对于传动系统控制变量是转速或线速度。而不时张力!


1、辩着辩着你怎么辩回去了?!

2、收、放卷系统,有控制变量是转速(恒角速度)、线速度、张力、电流(转矩)、……等等

3、不同的系统,有不同的要求;

青岭笑傲生

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发表于:2012-01-20 12:25:34
51楼
引用 刘志斌 的回复内容:引用 jona 的回复内容:……张力检测有多种检测方法满足生产工艺的要求;……1、是这样,收、放卷张力检测装置没有现成的产品,也不可能有!2、收、放卷张力检测装置,必须现场勘查、现场设计、现场加工,然后现场安装;


这个真的有,需要现场勘查只是了解安装方式,我们只要提供量程范围,精度要求,信号,电源,等要求,完全可以找到现成的产品,有传感器+放大器(控制单元),有的放大器内置在传感器内部。我们有实际应用案例。

刘志斌

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发表于:2012-01-20 12:38:29
52楼

引用 yjig 的回复内容:录音机的磁带收卷是角速度恒定,并非线速度恒定,仔细的观察,可以发现电机的速度始终未变。至于放录音时并没有变音的感觉,是因为磁带在录制时的线速度,与放音时的线速度一样,也是处于变速状态。


1、在放音时,如果你将录音机的压带轮轻轻用外力抬起,你会发现声音音调变高,卷带轮转速增高;

2、说明录音带的收卷控制是恒线速度控制,卷带轮通过摩擦离合器与主轴电机传动,卷径大时转速慢,卷径小时转速快;

3、恒线速度控制的原理是,压带轮压在一个主轴上,磁带带速是主轴的线速度,主轴外径不变,主轴电机是恒速电机,实现恒线速度控制;

4、放卷带轮,是被动的,有阻尼的;

 

刘志斌

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发表于:2012-01-20 12:47:42
53楼

引用 青岭笑傲生 的回复内容:

……这个真的有,需要现场勘查只是了解安装方式,我们只要提供量程范围,精度要求,信号,电源,等要求,完全可以找到现成的产品,有传感器+放大器(控制单元),有的放大器内置在传感器内部。我们有实际应用案例。


1、不只是个安装方式,不只是个力的检测;

2、因为对象可能:

1)是纸,也可能是布;

2)尺寸有宽的、有窄的;

3)方位有竖的,有横的;

4)检测有的是拉,有的是压;

5)有的干脆是检测垂度,不是力;

……

3、不是卖菜有个称,什么菜都可以计量!

4、不同的现场,会完全不同;

jona

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发表于:2012-01-20 16:40:37
54楼

你讲的我们都知道,但是有一样你不知道,张力控制我打了20年交道,什么没见过,就是没见过你说的那么难的。

张力检测装置,不外就是两个东西:一个是传感器,一般设备制造厂是不生产的,采用市场上商业化产品;另一个就是安装附件。这个设备制造厂商根据设计需要加工。

传感器不用讲市面上有卖。安装附件只要高兴随便找一家机加工厂就可以做。不行找设备制造厂。本来工业设备非标设备就很多,你不能说西门子的部件不能使用,因为它不能用于其它设备。工控设备常常都是不能够直接代换的。不能据此就说,没有满足某种用处的产品。

我赞同你的观点:工控产品不是卖菜,我也从不和菜农讨论工控问题。

jona

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55楼

引用 青岭笑傲生 的回复内容:引用 刘志斌 的回复内容:引用 jona 的回复内容:……张力检测有多种检测方法满足生产工艺的要求;……1、是这样,收、放卷张力检测装置没有现成的产品,也不可能有!2、收、放卷张力检测装置,必须现场勘查、现场设计、现场加工,然后现场安装;这个真的有,需要现场勘查只是了解安装方式,我们只要提供量程范围,精度要求,信号,电源,等要求,完全可以找到现成的产品,有传感器+放大器(控制单元),有的放大器内置在传感器内部。我们有实际应用案例。



支持!

我从不担心这个问题,我也不需要设计传感器。

今生缘

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发表于:2012-01-20 17:26:24
56楼
谢 谢 刘老师,学习啦

刘志斌

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发表于:2012-01-22 10:16:32
57楼

1、其实我这个主题的本意不是讨论收放卷恒张力控制的,是讨论所谓“调速系统的本质就是电机转矩控制”这个问题的;

2、我的观点是,我们用电机调速实现恒压控制、恒流量控制、恒温控制、恒张力控制,……,等等,我们的控制目标就是通过电机速度的调节实现各种物理过程参数的控制;

3、当我们调节电机速度时,对于交流电机用的是频率调节器,对于直流电机我们用的是电压调节器;

4、而我们要控制的压力、流量、温度、张力,……,等等是我们控制系统的最终目标;

5、那么电机的转矩我们控制了嘛?没有,我们控制的是频率、电压,控制的是电机的速度;

6、那电机转矩是谁控制的?是电机自己控制的,你只要给频率、电压就行!

7、就是说电机转矩大小是电机的本领,电机必须有的本领,是选电机的问题,不是控制转矩的问题;

9、如果你在调速时,发现速度怎么也提不起来,可能是电机额定转矩、功率小了,要换个额定转矩、功率大的电机!

10、额定转矩、功率是电机的本领,不是什么控制方法控制出来的,它是系统调速的保障!

 

lf_1997

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发表于:2012-04-30 11:34:14
58楼

既然技术讨论,就没必要那么计较,怎么有点人身攻击的味道。

部分观点本来就需商榷,甚至明显就是错误的,却要强加于人(个人感觉)。

“术业有专攻,是故.......

刘志斌

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59楼

1、电动机是动力的来源;

2、由于有了电动机,调速才成为可能;

3、调速时,没有电动机,是调不了速的,电动机的力矩需要人为控制,速度也是无法调的;

4、异步电机调速,调频调压;

5、直流电机调速,调压调速;

6、需要加速时,调高频调高电压,速度就上去了,电动机的功劳;

7、在这个调速过程中,电动机的力矩是电动机自己控制的,是电动机具有的本领,没有谁能控制它,也不需要谁去控制它!

yjig

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发表于:2012-04-30 13:58:19
60楼

“电动机的力矩是电动机自己控制的,是电动机具有的本领,没有谁能控制它?”

如果采用变频器,恒定频率,而是在一定的范围内,调整电压,电机的转矩如何变化?


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