Контрол на скоростта на серво мотора и мерки за предотвратяване на смущения

серво мотори  се отнася до двигателя, който контролира работата на механичните компоненти в серво системата и е спомагателно устройство за индиректна промяна на скоростта на двигателя. Серво моторът може да контролира скоростта и точността на позицията много точно и може да преобразува сигнала за напрежение в въртящ момент и скорост, за да задвижи контролния обект. Скоростта на ротора на сервомотора се контролира от входния сигнал и може да реагира бързо.

В системата за автоматично управление той се използва като задвижващ механизъм и има характеристиките на малка електромеханична времева константа, висока линейност, стартово напрежение и т.н., които могат да преобразуват получения електрически сигнал в ъглово изместване или изходна ъглова скорост на вала на двигателя. Разделен на две основни категории DC и AC серво мотори, основната му характеристика е, че няма въртене, когато напрежението на сигнала е нула, а скоростта намалява с еднаква скорост с увеличаване на въртящия момент.

 

Като мощен мускул на автоматизираната фабрика, серво моторите   е неизбежно при проектирането и поддръжката на промишленото управление. Така че днес ще обобщим и проучим мерките за управление на скоростта на серво и против смущения.

 

Има много често използвани серво мотори  , а изборът не е лесен въпрос. Всеки тип серво е опитен и това е много стресиращо за нашето обучение. Единствената мярка, която можем да предприемем, е да изберем какво можем да срещнем в ежедневната си работа. Научете за повечето модели и между другото научете за няколко модела и марки, които се използват по-често на пазара. Скоростта на серво мотора е различна от хиляда, хиляда пет, три хиляди, ние използваме най-използваното 3000RPM AC серво за представяне.

 

При реална употреба, ако серво е избрано или използвано е 3000RPM, а необходимата скорост е 0-3000 променлива скорост, тогава какво средство може да се използва за промяна на текущата скорост на серво.

 

 

Регулирането на скоростта на серво зависи от това какъв метод се използва за управление и избора на метод на управление, дали да се използва скорост на импулсно управление, скорост на аналогово управление или директно управление на вътрешната настройка и скоростта на регулиране, съответният метод също е различен.

 

Съответства на три различни метода за управление, за да се обобщи промяната на скоростта:

 

1 Контрол на въртящия момент, скоростта е свободна (варира в зависимост от натоварването)

Контролът на въртящия момент е често използван метод за управление. Изходният въртящ момент се задава чрез външен аналогов или директен адрес, така че съответната скорост не винаги е сигурна, тъй като коефициентът на триене на оборудването се променя, натоварването. Промяната на ще повлияе на изходната скорост. В този случай на използване по същество не е необходимо да регулираме скоростта, защото това е автоматично регулиране. Това, от което се нуждаем, е стабилността на системата и въртящият момент е стабилен за дълго време.

 

Заданият въртящ момент може да се промени чрез незабавна промяна на аналоговата настройка или може да се постигне чрез промяна на стойността на съответния адрес чрез средство за комуникация. Приложението се използва главно в устройства за навиване и развиване, които имат строги изисквания към силата на материала, като устройства за навиване или оборудване за издърпване на оптични влакна. Целта на използването на серво е да се предотврати промяната на материала на намотката от промяна на силата.

 

2 Контрол на позицията, прецизно позициониране, скорост и въртящ момент могат да бъдат строго контролирани

В режим на управление на позицията скоростта на въртене обикновено се определя от честотата на външните входни импулси, а ъгълът на въртене се определя от броя на импулсите. Някои сервоприводи могат директно да задават скорост и изместване чрез комуникация.

Режимът на позициониране може да има много строг контрол върху скоростта и позицията, така че обикновено се използва в устройства за позициониране. Области на приложение като машини с ЦПУ, печатни машини и т.н.

Каква е номиналната честота на PLC или други изпращащи импулси по време на употреба? 20KHz, 100KHz, 200KHz, действителното разстояние, което трябва да се премести, съответства на импулсния еквивалент, избран от сервото, и могат да бъдат изчислени горната граница на скоростта на движение и времето за преместване на сервото до определената позиция.

Скоростта на серво линията трябва да бъде изчислена и може да бъде избран само подходящият серво модел, който да отговаря на изискванията на обекта.

Серво онлайн скорост на работа = номинална честота на командния импулс × горна граница на скоростта на серво

Серво контролерите обикновено имат енкодер и могат да получават импулси за обратна връзка от енкодера. Задайте импулсната честота на обратната връзка на енкодера в скоростния контур. Задаване на импулсната честота на обратната връзка на енкодера = брой на импулсите на обратната връзка на енкодера на седмица × зададената скорост на сервомотора (R/s) Тъй като честотата на импулса на командата = честотата на импулса на обратната връзка на енкодера/електронно предавателно отношение, 'честотата на импулса на командата' също може да бъде зададена, за да зададе скоростта на серво мотора.

 

3. В скоростен режим въртящият момент е свободен (варира в зависимост от натоварването)

Скоростта на въртене може да се контролира чрез аналогов вход или импулсна честота, а позиционирането може да се извърши и в скоростен режим, когато е осигурено PID управление на външната верига с горно управляващо устройство, но сигналът за позиция на двигателя или сигналът за позиция на директния товар трябва да бъде изпратен до горна позиция. Обратна връзка за изчислителни цели.

Режимът на скоростта съответства на режима на позицията и сигналът за позиция има грешка. Сигналът за режим на позициониране се осигурява от устройството за откриване на натоварване на терминала, което намалява междинната грешка при предаване и относително повишава точността на позициониране на цялата система.

Режимът за управление на скоростта използва главно сигнала за напрежение 0-10 за управление на скоростта на двигателя. Големината на аналоговата величина определя големината на дадената скорост. Положителният или отрицателният определя реакцията на двигателя в зависимост от усилването на командата за скорост. Използва се в случаи с голяма инерция на товара. В режим на скорост трябва да настроите усилването на контура на скоростта, за да накарате системата да реагира по-бързо. Необходимо е да се вземе предвид вибрацията на оборудването при настройка, а вибрацията на системата не трябва да се причинява от скоростта на реакция.

Когато използвате контрол на скоростта, трябва да обърнете внимание и на настройките за ускорение и забавяне. Ако няма управление със затворен контур, се изисква нулева скоба или пропорционално управление за пълно спиране на двигателя. Когато горният компютър се използва за позиция в затворен контур, аналоговата стойност не може да бъде автоматично регулирана на нула.

 

Системата за управление изпраща +/-10V аналогови команди за напрежение към серво задвижването, за да контролира скоростта. Предимството е, че сервото реагира бързо, но недостатъкът е, че е по-чувствително към смущения на място и отстраняването на грешки е малко по-сложно. Контролът на скоростта има широк спектър от приложения: система за непрекъснато регулиране на скоростта, която изисква бързо позвъняване на седалката; система за позициониране със затворен цикъл от горна позиция; система, която изисква няколко скорости за бързо превключване.

По време на използването и отстраняването на грешки на серво системата, от време на време ще възникват различни неочаквани смущения, особено за приложението на серво мотора, който изпраща импулси.

 

По-долу ще бъдат анализирани типовете и методите за генериране на смущения от няколко аспекта за постигане на целеви цели срещу смущения. Надявам се всички да учат и изследват заедно.

 

1. Смущения от захранването

Има различни ограничения за условията за използване на място и обикновено има много сложни ситуации, които обикновено трябва да се избягват, и причината за проблема трябва да се избягва, доколкото е възможно.

В много случаи ще добавим филтри към захранващия модул и контролера за движение на ротационния енкодер чрез добавяне на регулатори на напрежението, изолационни трансформатори и друго оборудване, ще сменим задвижването на DC реактор и ще променим времето на нискочестотния филтър и параметрите на скоростта на носещата на задвижването. , За да се намалят смущенията, причинени от въвеждането на захранването, и да се избегне повреда на системата за серво управление.

Захранващите линии на сервосистемата трябва да се насочват отделно, за да се скъси разстоянието между задвижването и захранващата линия на двигателя и т.н., за да се избегнат смущения в контролната линия и да се причини повреда на задвижването.

 

2. Смущения от хаоса на заземителната система

Заземяването е ефективно средство за подобряване на защитата от смущения на електронното оборудване. Той може да ограничи оборудването от изпращане на смущения и да избегне влиянието на външни смущения. Неправилното заземяване обаче ще доведе до сериозни сигнали за смущения и ще направи системата неспособна да работи нормално. Заземяващият проводник на системата за управление обикновено включва системно заземяване, екранирано заземяване, AC заземяване и защитно заземяване.

Ако заземителната система е хаотична, основната намеса в серво системата е неравномерното разпределение на потенциала на всяка точка на заземяване. Има потенциална разлика между двата края на секцията за екраниране на кабела, заземяващия проводник, земята и точките на заземяване на друго оборудване, което причинява токове в заземителен контур. Влияят на нормалната работа на системата.

Ключът към разрешаването на този вид смущения е да се разграничи методът на заземяване и да се осигури добро заземяване на системата.

Заземителният проводник, направен от сервото, трябва да обърне внимание на електромагнитната съвместимост на околната среда и да екранира високочестотни електромагнитни вълни, радиочестотни устройства и др.; източниците на смущения в захранващия шум трябва да бъдат потиснати и елиминирани, като високочестотни и междинни честоти на същия силов трансформатор или разпределителна шина, мощни токоизправители и инверторни захранващи устройства и др.

Въведете нетрадиционна обработка на заземяване, тъй като линията за разпределение на мощността неизбежно има голям източник на смущения, драйверът е инсталиран отделно в шкафа, инсталационната платка използва неметална плоча и заземяващите проводници, свързани със серво драйвера, са окачени, а други измервателни системи са надеждно заземени. , Това може да е по-добре.

 

3. Смущения от системата

Основно се произвежда от взаимното електромагнитно излъчване между вътрешните компоненти и вериги на системата, като взаимното излъчване на логическите схеми, взаимното влияние на аналоговата земя и логическата земя и несъответстващото използване на компоненти.

Сигналните проводници и контролните кабели трябва да бъдат екранирани проводници, което е полезно за предотвратяване на смущения.

Когато линията е дълга, например разстоянието надвишава 100 m, напречното сечение на проводника трябва да се увеличи.

Сигналните проводници и контролните проводници се поставят най-добре през тръби, за да се избегнат взаимни смущения със захранващите проводници.

Сигналът за предаване се основава главно на избора на текущия сигнал, а затихването и анти-смущенията на текущия сигнал са относително добри. В практически приложения изходът на сензора е предимно сигнал за напрежение, който може да бъде преобразуван от преобразувател.

За да филтрирате постояннотоковото захранване на аналоговата слаба верига, можете да добавите два кондензатора 0,01uF (630V), като единият край е свързан към положителните и отрицателните полюси на захранването, а другият край е свързан към шасито и след това към земята. Много ефективен.

Когато сервото скърца, то ще изведе високочестотни хармонични смущения. Можете да свържете 0,1u/630v CBB кондензатор към шасито за тест на P и N краищата на захранването на шината на серво задвижването.

Екраниращият слой на контролната линия на платката е свързан към 0V на платката, а драйверът не е свързан. Просто издърпайте част от защитния слой и го завъртете на кичур и го изложете навън. Използвайте електромагнитен EMI филтър, заваръчно съпротивление срещу смущения на контролната линия или свържете магнитен пръстен към захранващата линия на двигателя.

 

Реалните условия на работа на място са много по-сложни и може да бъде само конкретен анализ на конкретни проблеми, но в крайна сметка ще има задоволително решение, но опитът от процеса е различен!