Atributos de señal de lazo de velocidad

Estos son los atributos relacionados con la señal de control de velocidad asociados a un eje de control de movimiento.

Comando de velocidad

El atributo Comando de velocidad es la salida de velocidad de comando del Generador de comando fino (si está activo) en el lazo de velocidad, cuando se ha configurado para el control de lazo de velocidad, o en el controlador de frecuencia cuando se ha configurado para el funcionamiento del control de frecuencia.

Ajuste de velocidad

Comando de velocidad adicional añadido a la junta de suma del lazo de velocidad.

Comando de prealimentación de aceleración

El atributo Comando de prealimentación de aceleración es una señal de comando de prealimentación de Aceleración que representa una versión escalada del perfil de aceleración de comando. Esta señal es la señal del Comando de aceleración fina escalada por Kaff y aplicada a la salida del lazo de velocidad.

Referencia de velocidad

Referencia de velocidad de comando en la junta de suma del lazo de velocidad o, en el caso del control de frecuencia, la señal que se escala para convertirse en la referencia de frecuencia.

Retroalimentación de velocidad

Velocidad real del eje que es aplicada a la junta de suma de velocidad, si corresponde, en base a la selección del Modo de control. En la mayoría de casos, la señal de Retroalimentación de velocidad se deriva directamente del dispositivo de retroalimentación especificado por la selección del Modo de retroalimentación. Si el eje está configurado en modo de solo Retroalimentación, la retroalimentación de velocidad representa la velocidad real del dispositivo de retroalimentación especificada por la Selección de maestro de retroalimentación. Si el eje está configurado para Control de frecuencia, la señal de Retroalimentación de velocidad se deriva de la señal de Referencia de velocidad. Si se ha configurado para el funcionamiento Lazo de velocidad sin detector, es decir, el Modo de retroalimentación se establece en Sin retroalimentación, el algoritmo de control sin detector calcula la Retroalimentación de velocidad.

Error de velocidad

Error entre la referencia de velocidad y la retroalimentación de velocidad que corresponde a la salida de la junta de suma del lazo de velocidad.

Salida del integrador de velocidad

Salida del integrador de velocidad que representa la contribución del integrador de velocidad a la salida del lazo de velocidad.

Salida del lazo de velocidad

Salida de la ruta de avance de velocidad que representa el esfuerzo total de control del lazo de velocidad.

Origen del límite de velocidad

El atributo Origen del límite de velocidad es un valor enumerado que especifica el origen del límite de velocidad operativo.

Extensiones del limitador de velocidad

Las aplicaciones de motor con imán permanente (PM) algunas veces requieren que los variadores ofrezcan extensiones para la función de limitador de velocidad a fin de proteger el motor y los componentes electrónicos del variador contra condiciones de exceso de velocidad potencialmente peligrosas al trabajar con velocidades superiores a los valores nominales del motor. El limitador de velocidad protege el variador y el motor cuando se utilizan en las aplicaciones de alta velocidad.

Curva de velocidad-par en un motor PM

El siguiente gráfico muestra una curva de velocidad-par genérica para un motor PM. Las dos curvas que aparecen definen la capacidad de par continuo (T

c

) y par de pico (T

p

) del motor. Los motores PM suelen especificar una 'velocidad nominal' (S

r

) basada en el voltaje nominal y el par continuo, así como una 'velocidad máxima' (S

m

) basada en la velocidad máxima de funcionamiento. A menudo, la velocidad nominal y la máxima del motor se establecen en el mismo valor.

Debilitación de campo

Los motores PM también se pueden operar utilizando una técnica llamada "debilitación de campo", que extiende la capacidad de velocidad máxima del motor. La debilitación de campo utiliza el control del vector de corriente activo para reducir la fuerza del campo magnético efectivo en los imanes permanentes, con lo que es posible alcanzar altas velocidades a expensas de producir un par menor. Esta técnica de debilitación de campo para extender el rango de velocidad de un motor es más común en motores internos PM (IPM), pero también se puede emplear con éxito para aumentar el rango de velocidades en motores de montaje en superficie PM (SPM). El siguiente gráfico muestra la curva de velocidad-par en un motor PM con debilitación de campo.

Cuando el variador aplica la debilitación de campo a un motor PM para lograr una velocidad mayor a la nominal, el algoritmo de control del vector de corriente en el motor del variador reduce de forma efectiva Ke del motor. A su vez, esto reduce el voltaje de EMF contrario (CEMF) resultante para que sea inferior al voltaje del bus de CC. Sin embargo, si se elimina de repente el control del vector de corriente activo, el valor Ke volvería al valor nominal y el voltaje CEMF aumentaría rápidamente. El control activo de la corriente del motor se pierde cuando se deshabilita la estructura de potencia. Por lo tanto, se crea una situación problemática si la estructura de potencia está deshabilitada y el motor aun está girando. Esto puede ocurrir si el variador ejecuta una parada de categoría 0 ante una solicitud de deshabilitación iniciada por el control, una acción de fallo mayor o una activación de desactivación de par seguro.

La figura anterior muestra tres valores de velocidad. Como se define en la primera figura, la velocidad nominal (S

r

) corresponde al funcionamiento a voltaje nominal y con par continuo. Este es el par continuo máximo que se puede lograr sin debilitación de campo. S

OV

es la velocidad a la que el voltaje CEMF de la Ke nominal sería equivalente al voltaje nominal máximo del bus de CC en el variador, o el límite de sobrevoltaje del bus de CC.

Si se retira el control activo de la corriente del motor mientras el motor funciona a velocidades superiores a S

OV

, el voltaje CEMF provocará una condición de sobrevoltaje del bus CC que podría estropear el variador y, posiblemente, otros variadores que compartan el bus CC.

S

m

es la velocidad de funcionamiento máxima absoluta del motor en base a restricciones mecánicas. En el caso de un motor rotativo, el atributo Velocidad máxima de motor rotativo proporciona el S

m

.

Los dispositivos conectados al bus CC podrían sufrir daños mayores si se permite que el motor PM funcione entre S

OV

y S

m

y la estructura de potencia del variador está deshabilitada.

Diagrama de comportamiento del limitador de velocidad

El siguiente diagrama muestra las extensiones que se han añadido al limitador de velocidad para facilitar la gestión de los riesgos inherentes al funcionamiento de motor PM a alta velocidad. Para limitar la señal de Referencia de velocidad, además de los atributos Límite de velocidad - positivo/negativo existentes, se han definido dos nuevos límites basados en estos S

OV

y S

m

. En concreto, los atributos Velocidad de sobrevoltaje del bus de motor PM rotativo y Velocidad de sobrevoltaje de bus de motor PM lineal establecen un límite absoluto en la señal de Referencia de velocidad que corresponde a S

OV

. El límite de velocidad solo se puede superar si el atributo Velocidad extendida permitida de motor PM está establecido en verdadero. Los atributos Velocidad extendida máxima de motor PM rotativo y Velocidad extendida máxima de motor PM lineal establecen un límite absoluto en la señal de la Referencia de velocidad que corresponde a S

m

. La función Límite de velocidad limita la señal de Referencia de velocidad hasta el valor mínimo de estos atributos. El atributo Origen del límite de velocidad indica el origen del límite de velocidad.

A través de estas extensiones en la función de limitador de velocidad, se puede configurar un variador compatible con debilitación de campo para gestionar el funcionamiento con velocidad extendida. Esto se logra estableciendo el atributo Velocidad extendida permitida de motor PM para permitir el funcionamiento solo por encima de S

OV

. Los sistemas que funcionan de manera segura por encima de S

OV

están equipados con un regulador de bus CC o un módulo de freno resistivo.