1.现场介绍
客户现场是一台电功率封闭测试飞机发动机辅件试验台,一台主托电机,4台加载电机配置。
整个系统采用西门子S120多传系统。整流为ALM。
主托电机(ABB)额定参数: 功率 1500kw 转速3000rpm 电压690V ,扭矩9549nm 电流1474A
1# 2#加载电机额定参数(西门子1PH8):功率 432kw 转速1750rpm 电压690V ,扭矩2357nm 电流410A (此型号电机有两个,分别为左右对称,包括机械部分也是完全对称,旋转方向也是同向旋转)
3#加载电机(ABB)额定参数 :功率191KW 转速3000rpm 电压690V ,扭矩620nm 电流195A
4#加载电机(ABB)额定参数 :功率460KW 转速1484rpm 电压690V ,扭矩2960nm 电流476A
每个电机输出轴都配备一个增速齿轮箱,增速比大概1:10左右。HBM扭矩仪安装在增速箱输出端也就是产品端。
2调试
准备工作:将五个电机进行组态,参数配置,静态优化,磁化曲线,动态优化,速度环优化。确定电机旋转方向。测试R62R61跟随情况都没问题。主托电机P1300=21 加载电机 P1300=23
主托电机运行至实验第一个工况,主托转速大概1570rpm,加载电机在1800rpm转速。增速箱端转速大概20000rpm左右,开始加载,单独加载每条加载链,产品端HBM扭矩仪显示扭矩波动都在合格范围内(扭矩仪最大值减最小值/扭矩仪最大值加最小值>5%).
同时加载2条加载链或者3条链,或者4条链后。扭矩仪开始检测扭振,并且没有收敛情况,扭振会越来越大,直到报警停机,扭振时明显能听出来实验间里边的声音异常。即便是4台只使能,只有其中一台进行加载,也会出现上述现象。
震动同时观察到出现扭振时的频率为16HZ左右。
为了解决扭振问题,3#4#使用S120 工艺PID功能进行系统PID调节。1#2#西门子1PH8机械部分进行更换联轴器刚性强度进行解耦。
3#4#ABB加载电机PID控制,将扭矩仪+-10V信号接回倍福系统,采样时间为1ms,通过报文发送给S120,S120通过更改工程量与扭矩仪量程进行匹配。保证输出扭矩和扭矩仪量程相同。下图为S120工艺PID设置。
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投入PID后,扭振现象还存在,但是不会无限放大。下图为投入PID后,TRACE曲线图。橘色曲线为报文传回来的扭矩仪值。通过实验进行调整PID中的PI值后能将此波形逐渐趋近于稳定。
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后记:
项目经过一个月的调试,曲线采集分析了几百组,总算是摸索出来一条满足验收的“路”,之间怀疑过电机有问题,通过STARTER的傅里叶变换功能,并没看出来电机在16HZ 时有明显的问题。下图是其中一台加载电机扭矩傅里叶变换后的曲线
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