Řízení otáček servomotoru a opatření pro prevenci rušení

servomotory  se týkají motoru, který řídí činnost mechanických součástí v servosystému, a je to pomocné zařízení pro nepřímou změnu rychlosti. Servomotor může velmi přesně řídit rychlost a přesnost polohy a může převádět napěťový signál na točivý moment a rychlost pro řízení řídicího objektu. Otáčky rotoru servomotoru jsou řízeny vstupním signálem a mohou rychle reagovat.

V automatickém řídicím systému se používá jako akční člen a má vlastnosti malé elektromechanické časové konstanty, vysoké linearity, startovacího napětí atd., Které mohou převádět přijímaný elektrický signál na výstup úhlového posunutí nebo úhlové rychlosti na hřídeli motoru. Rozdělený do dvou hlavních kategorií stejnosměrných a střídavých servomotorů, jeho hlavním rysem je, že nedochází k žádné rotaci, když je signálové napětí nulové, a rychlost klesá při stejné rychlosti s rostoucím točivým momentem.

 

Jako silový sval automatizované továrny, servomotory   jsou nevyhnutelné při návrhu a údržbě průmyslového řízení. Dnes tedy shrneme a prostudujeme řízení rychlosti serva a opatření proti rušení.

 

Existuje mnoho běžně používaných servomotory  a výběr není jednoduchá záležitost. Každý typ serva je zdatný a pro naše učení je to velmi stresující. Jediné opatření, které můžeme udělat, je vybrat si to, co nás může potkat v každodenní práci. Dozvíte se o většině modelů a mimochodem se dozvíte o několika modelech a značkách, které se na trhu běžně používají. Rychlost servomotoru se liší od tisíc, tisíc pět, tři tisíce, k znázornění používáme nejpoužívanější 3000RPM AC servo.

 

Při skutečném použití, pokud je zvoleno nebo použito servo 3000 ot./min. a požadovaná rychlost je 0-3000 proměnných otáček, jaké prostředky lze použít ke změně aktuální rychlosti serva.

 

 

Nastavení rychlosti serva závisí na tom, jaká metoda se používá k ovládání, a na volbě způsobu ovládání, zda použít rychlost pulsního řízení, analogovou rychlost řízení nebo přímý pohon vnitřního nastavení a rychlosti nastavení, odpovídající způsob je také odlišný.

 

Pro shrnutí změny rychlosti odpovídá třem různým způsobům ovládání:

 

1 Ovládání točivého momentu, otáčky jsou volné (liší se podle zatížení)

Řízení točivého momentu je běžně používaný způsob řízení. Výstupní moment je nastaven externím analogovým nebo přímým přiřazením adresy, takže odpovídající rychlost není vždy jistá, protože se mění koeficient tření zařízení, zatížení Změna ovlivní rychlost výstupu. V tomto případě použití v podstatě nemusíme upravovat rychlost, protože se jedná o automatické nastavení. To, co potřebujeme, je stabilita systému a točivý moment je stabilní po dlouhou dobu.

 

Nastavený krouticí moment lze změnit okamžitou změnou analogového nastavení nebo jej lze dosáhnout změnou hodnoty odpovídající adresy pomocí komunikace. Aplikace se používá hlavně v navíjecích a odvíjecích zařízeních, která mají přísné požadavky na sílu materiálu, jako jsou navíjecí zařízení nebo zařízení pro tahání optických vláken. Účelem použití serva je zabránit změně vinutého materiálu při změně síly.

 

2 Ovládání polohy, přesné polohování, rychlost a točivý moment lze přísně kontrolovat

V režimu řízení polohy je rychlost otáčení obecně určena frekvencí externích vstupních impulzů a úhel otáčení je určen počtem impulzů. Některá serva mohou přímo přiřazovat rychlost a zdvih prostřednictvím komunikace.

Režim polohy může mít velmi přísnou kontrolu rychlosti a polohy, takže se obecně používá v polohovacích zařízeních. Oblasti použití, jako jsou CNC obráběcí stroje, tiskařské stroje a tak dále.

Jaká je jmenovitá frekvence PLC nebo jiných vysílacích impulsů během používání? 20 kHz, 100 kHz, 200 kHz, skutečná vzdálenost, kterou je třeba posunout, odpovídá pulznímu ekvivalentu zvolenému servem a lze vypočítat horní limit rychlosti chodu a dobu pohybu serva do zadané polohy.

Rychlost linky serva musí být vypočtena a lze vybrat pouze vhodný model serva, který splňuje požadavky místa.

Rychlost chodu serva online = jmenovitá frekvence povelových impulsů × horní mezní otáčky serva

Servoregulátory mají obecně kodér a mohou přijímat zpětnovazební impulsy z kodéru. Nastavte frekvenci impulzů zpětné vazby kodéru na rychlostní smyčce. Nastavte frekvenci impulzů zpětné vazby kodéru = počet impulzů zpětné vazby kodéru za týden × nastavená rychlost servomotoru (R/s) Protože frekvence impulzů příkazu = frekvence impulzů zpětné vazby kodéru/elektronický převodový poměr, lze pro nastavení rychlosti servomotoru nastavit také 'frekvenci impulzů příkazu'.

 

3. V režimu rychlosti je točivý moment volný (mění se podle zatížení)

Rychlost otáčení může být řízena analogovým vstupem nebo pulzní frekvencí a polohování lze také provádět v režimu rychlosti, když je k dispozici PID regulace vnější smyčky s horním ovládacím zařízením, ale signál polohy motoru nebo signál polohy přímé zátěže musí být odeslán do horní polohy. Zpětná vazba pro účely výpočtu.

Režim rychlosti odpovídá režimu polohy a signál polohy má chybu. Signál režimu polohy poskytuje zařízení pro detekci zatížení terminálu, které snižuje mezilehlou chybu přenosu a relativně zvyšuje přesnost polohování celého systému.

Režim řízení rychlosti používá k řízení rychlosti motoru hlavně napěťový signál 0-10. Velikost analogové veličiny určuje velikost dané rychlosti. Kladná nebo záporná hodnota určuje odezvu motoru v závislosti na zesílení příkazu rychlosti. Používá se v případech s velkou setrvačností zatížení. V režimu rychlosti musíte nastavit zesílení rychlostní smyčky, aby systém reagoval rychleji. Při nastavování je nutné počítat s vibracemi zařízení a vibrace systému by neměla být způsobena rychlostí odezvy.

Při použití regulace rychlosti je třeba věnovat pozornost také nastavení zrychlení a zpomalení. Pokud není k dispozici žádné řízení s uzavřenou smyčkou, je k úplnému zastavení motoru zapotřebí nulová svorka nebo proporcionální řízení. Když je horní počítač použit pro pozici se zpětnou vazbou, nelze analogovou hodnotu automaticky nastavit na nulu.

 

Řídicí systém posílá +/-10V analogové napěťové příkazy do servopohonu pro řízení rychlosti. Výhodou je, že servo rychle reaguje, ale nevýhodou je, že je citlivější na rušení na místě a ladění je o něco složitější. Regulace rychlosti má širokou škálu aplikací: systém plynulé regulace rychlosti, který vyžaduje rychlé vyzvánění sedadla; polohovací systém s uzavřenou smyčkou z horní polohy; systém, který vyžaduje více rychlostí pro rychlé přepínání.

Během používání a ladění servosystému se čas od času vyskytnou různé neočekávané poruchy, zejména při použití servomotoru, který vysílá impulsy.

 

Dále budou analyzovány typy a způsoby generování rušení z několika hledisek pro dosažení cílených cílů proti rušení. Doufám, že se všichni budou učit a zkoumat společně.

 

1. Rušení ze zdroje napájení

Existují různá omezení týkající se podmínek použití na místě a obvykle existuje mnoho komplikovaných situací, kterým je třeba se obvykle vyhnout, a příčině problému je třeba se co nejvíce vyhnout.

V mnoha případech doplníme filtry do napájecího modulu a ovladače pohybu rotačního enkodéru přidáním regulátorů napětí, oddělovacích transformátorů a dalšího vybavení, změníme měnič na stejnosměrnou tlumivku a změníme parametry doby filtru dolní propusti a nosné rychlosti měniče. , Aby se snížilo rušení způsobené zavedením napájecího zdroje a aby se zabránilo selhání systému řízení serva.

Napájecí vedení servosystému by měla být vedena odděleně, aby se zkrátila vzdálenost mezi měničem a napájecím vedením motoru atd., aby nedocházelo k interferenci s řídicím vedením a k poruše měniče.

 

2. Rušení z chaosu uzemňovací soustavy

Uzemnění je účinným prostředkem ke zlepšení ochrany proti rušení elektronických zařízení. Může zabránit zařízení před vysíláním rušení a zabránit vlivu vnějšího rušení. Nesprávné uzemnění však způsobí vážné rušivé signály a systém nebude moci normálně fungovat. Zemnicí vodič řídicího systému obecně zahrnuje uzemnění systému, uzemnění stínění, uzemnění střídavého proudu a ochranné uzemnění.

Pokud je uzemňovací systém chaotický, hlavním rušením servosystému je nerovnoměrné rozložení potenciálu každého uzemňovacího bodu. Mezi dvěma konci části stínění kabelu, zemnicím vodičem, zemí a uzemňovacími body jiného zařízení je potenciálový rozdíl, který způsobuje zemní smyčkové proudy. Ovlivňuje normální provoz systému.

Klíčem k řešení tohoto druhu rušení je rozlišit způsob uzemnění a zajistit dobrý výkon uzemnění systému.

Zemnící vodič vyrobený servem by měl věnovat pozornost elektromagnetické kompatibilitě prostředí a stínit vysokofrekvenční elektromagnetické vlny, radiofrekvenční zařízení atd.; Měly by být potlačeny a eliminovány zdroje rušení výkonového šumu, jako jsou vysokofrekvenční a střední frekvence na stejném výkonovém transformátoru nebo distribuční sběrnici, výkonové usměrňovače a invertorové napájecí zařízení atd.

Zaveďte netradiční úpravu uzemnění, protože silové rozvody mají nevyhnutelně velký zdroj rušení, budič je instalován samostatně ve skříni, instalační deska používá nekovovou desku a zemnící vodiče související se servomotorem jsou zavěšeny a ostatní měřicí systémy jsou spolehlivě uzemněny. , To by mohlo být lepší.

 

3. Rušení ze systému

Vzniká především vzájemným elektromagnetickým vyzařováním mezi vnitřními součástmi a obvody systému, jako je vzájemné vyzařování logických obvodů, vzájemné ovlivňování analogové země a logické země a neodpovídající použití součástek.

Signální vodiče a řídicí vodiče by měly být stíněné vodiče, což je výhodné, aby se zabránilo rušení.

Když je vedení dlouhé, například vzdálenost přesahuje 100 m, měl by se průřez vodiče zvětšit.

Signální vodiče a řídicí vodiče jsou nejlépe umístěny v potrubí, aby se zabránilo vzájemnému rušení silových vodičů.

Přenosový signál je založen především na volbě aktuálního signálu a útlum a rušení proudového signálu jsou relativně dobré. V praktických aplikacích je výstupem snímače většinou napěťový signál, který lze převést převodníkem.

Chcete-li filtrovat stejnosměrné napájení analogového slabého obvodu, můžete přidat dva kondenzátory 0,01uF (630V), jeden konec je připojen ke kladnému a zápornému pólu zdroje napájení a druhý konec je připojen k šasi a poté připojen k zemi. Velmi účinné.

Když servo skřípe, bude vydávat vysokofrekvenční harmonické rušení. K šasi můžete připojit kondenzátor 0,1u/630v CBB pro test na P a N koncích napájecího zdroje sběrnice servopohonu.

Stínicí vrstva řídicího vedení desky je připojena k 0V desky a ovladač není připojen. Stačí vytáhnout část stínící vrstvy a zkroutit ji do pramene a vystavit ji ven. Použijte elektromagnetický filtr EMI, svařovací odpor proti rušení na ovládacím vedení nebo připojte magnetický kroužek k napájecímu vedení motoru.

 

Skutečné pracovní podmínky na místě jsou mnohem komplikovanější a může jít pouze o konkrétní analýzu konkrétních problémů, ale nakonec dojde k uspokojivému řešení, ale procesní zkušenost je jiná!