Μέτρα ελέγχου ταχύτητας σερβοκινητήρα και πρόληψης παρεμβολών

Οι σερβοκινητήρες  αναφέρονται στον κινητήρα που ελέγχει τη λειτουργία των μηχανικών εξαρτημάτων στο σερβο σύστημα και είναι μια βοηθητική συσκευή έμμεσης αλλαγής ταχύτητας κινητήρα. Ο σερβοκινητήρας μπορεί να ελέγξει την ταχύτητα και την ακρίβεια θέσης με μεγάλη ακρίβεια και μπορεί να μετατρέψει το σήμα τάσης σε ροπή και ταχύτητα για να οδηγήσει το αντικείμενο ελέγχου. Η ταχύτητα του ρότορα του σερβοκινητήρα ελέγχεται από το σήμα εισόδου και μπορεί να αντιδράσει γρήγορα.

Στο σύστημα αυτόματου ελέγχου, χρησιμοποιείται ως ενεργοποιητής και έχει τα χαρακτηριστικά μικρής ηλεκτρομηχανικής χρονικής σταθεράς, υψηλής γραμμικότητας, τάσης εκκίνησης κ.λπ., που μπορεί να μετατρέψει το λαμβανόμενο ηλεκτρικό σήμα στην έξοδο γωνιακής μετατόπισης ή γωνιακής ταχύτητας στον άξονα του κινητήρα. Χωρισμένο σε δύο μεγάλες κατηγορίες σερβοκινητήρων DC και AC, το κύριο χαρακτηριστικό του είναι ότι δεν υπάρχει περιστροφή όταν η τάση του σήματος είναι μηδέν και η ταχύτητα μειώνεται σε ομοιόμορφη ταχύτητα με την αύξηση της ροπής.

 

Ως ο ισχυρός μυς του αυτοματοποιημένου εργοστασίου, το Οι σερβοκινητήρες   είναι αναπόφευκτοι στο σχεδιασμό και τη συντήρηση βιομηχανικού ελέγχου. Έτσι, σήμερα, θα συνοψίσουμε και θα μελετήσουμε τα μέτρα ελέγχου ταχύτητας σερβομηχανισμού και κατά των παρεμβολών.

 

Υπάρχουν πολλά κοινά χρησιμοποιούμενα σερβοκινητήρες  και η επιλογή δεν είναι απλή υπόθεση. Κάθε τύπος σερβομηχανισμού είναι ικανός και είναι πολύ αγχωτικό για τη μάθησή μας. Το μόνο μέτρο που μπορούμε να πάρουμε είναι να επιλέξουμε τι μπορούμε να συναντήσουμε στην καθημερινή μας δουλειά. Μάθετε για τα περισσότερα μοντέλα και, παρεμπιπτόντως, μάθετε για πολλά μοντέλα και μάρκες που χρησιμοποιούνται πιο συχνά στην αγορά. Η ταχύτητα του σερβοκινητήρα είναι διαφορετική από χίλια, χίλια πέντε, τρεις χιλιάδες, χρησιμοποιούμε τον πιο χρησιμοποιημένο σερβο AC 3000RPM για να αντιπροσωπεύσουμε.

 

Στην πραγματική χρήση, εάν επιλεγεί ή χρησιμοποιείται ένας σερβομηχανισμός είναι 3000 RPM και η απαιτούμενη ταχύτητα είναι 0-3000 μεταβλητή ταχύτητα, τότε με ποια μέσα μπορεί να αλλάξει η τρέχουσα ταχύτητα σερβομηχανισμού.

 

 

Η ρύθμιση της ταχύτητας σερβο εξαρτάται από τη μέθοδο που χρησιμοποιείται για τον έλεγχο και την επιλογή της μεθόδου ελέγχου, εάν θα χρησιμοποιηθεί η ταχύτητα ελέγχου παλμού, η ταχύτητα αναλογικού ελέγχου ή ο έλεγχος εσωτερικής ρύθμισης και η ταχύτητα ρύθμισης άμεσης μονάδας, η αντίστοιχη μέθοδος είναι επίσης διαφορετική.

 

Αντιστοιχεί σε τρεις διαφορετικές μεθόδους ελέγχου για τη σύνοψη της αλλαγής ταχύτητας:

 

1 Έλεγχος ροπής, η ταχύτητα είναι ελεύθερη (διαφέρει ανάλογα με το φορτίο)

Ο έλεγχος ροπής είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος ελέγχου. Η ροπή εξόδου ρυθμίζεται με εξωτερική αναλογική ή άμεση εκχώρηση διεύθυνσης, επομένως η αντίστοιχη ταχύτητα δεν είναι πάντα βέβαιη, επειδή ο συντελεστής τριβής του εξοπλισμού αλλάζει, το φορτίο Η αλλαγή του θα επηρεάσει την ταχύτητα εξόδου. Σε αυτήν την περίπτωση χρήσης, βασικά δεν χρειάζεται να ρυθμίσουμε την ταχύτητα, γιατί είναι αυτόματη ρύθμιση. Αυτό που χρειαζόμαστε είναι η σταθερότητα του συστήματος και η ροπή είναι σταθερή για μεγάλο χρονικό διάστημα.

 

Η ρυθμισμένη ροπή μπορεί να αλλάξει με άμεση αλλαγή της αναλογικής ρύθμισης ή μπορεί να επιτευχθεί αλλάζοντας την τιμή της αντίστοιχης διεύθυνσης μέσω επικοινωνίας. Η εφαρμογή χρησιμοποιείται κυρίως σε συσκευές περιέλιξης και ξετύλιξης που έχουν αυστηρές απαιτήσεις σχετικά με τη δύναμη του υλικού, όπως συσκευές περιέλιξης ή εξοπλισμός έλξης οπτικών ινών. Ο σκοπός της χρήσης του σερβομηχανισμού είναι να αποτραπεί η αλλαγή της δύναμης του υλικού περιέλιξης.

 

2 Ο έλεγχος θέσης, η ακριβής τοποθέτηση, η ταχύτητα και η ροπή μπορούν να ελεγχθούν αυστηρά

Στη λειτουργία ελέγχου θέσης, η ταχύτητα περιστροφής καθορίζεται γενικά από τη συχνότητα των εξωτερικών παλμών εισόδου και η γωνία περιστροφής καθορίζεται από τον αριθμό των παλμών. Ορισμένοι σερβομηχανισμοί μπορούν να εκχωρήσουν απευθείας ταχύτητα και μετατόπιση μέσω επικοινωνίας.

Η λειτουργία θέσης μπορεί να έχει πολύ αυστηρό έλεγχο της ταχύτητας και της θέσης, επομένως χρησιμοποιείται γενικά σε συσκευές εντοπισμού θέσης. Τομείς εφαρμογής όπως εργαλειομηχανές CNC, μηχανήματα εκτύπωσης και ούτω καθεξής.

Ποια είναι η ονομαστική συχνότητα του PLC ή άλλων παλμών αποστολής κατά τη χρήση; 20KHz, 100KHz, 200KHz, η πραγματική απόσταση που πρέπει να μετακινηθεί αντιστοιχεί στο ισοδύναμο παλμού που έχει επιλεγεί από τον σερβομηχανισμό και μπορεί να υπολογιστεί το ανώτατο όριο ταχύτητας λειτουργίας και ο χρόνος του σερβομηχανισμού που μετακινείται στην καθορισμένη θέση.

Πρέπει να υπολογιστεί η ταχύτητα γραμμής σερβομηχανισμού και μπορεί να επιλεγεί μόνο το κατάλληλο μοντέλο σερβομηχανισμού για να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις της τοποθεσίας.

Ταχύτητα λειτουργίας σερβο online = ονομαστική συχνότητα παλμού εντολών × ταχύτητα ανώτερου ορίου σερβομηχανισμού

Οι σερβοελεγκτές έχουν γενικά έναν κωδικοποιητή και μπορούν να λαμβάνουν παλμούς ανάδρασης από τον κωδικοποιητή. Ρυθμίστε τη συχνότητα παλμού ανάδρασης κωδικοποιητή στον βρόχο ταχύτητας. Ρυθμίστε τη συχνότητα παλμού ανάδρασης κωδικοποιητή = αριθμό παλμού ανάδρασης κωδικοποιητή ανά εβδομάδα × ταχύτητα ρύθμισης σερβοκινητήρα (R/s) Επειδή η εντολή συχνότητα παλμού = αναλογία συχνότητας παλμού ανάδρασης κωδικοποιητή/ηλεκτρονική σχέση μετάδοσης, η 'συχνότητα παλμού εντολής' μπορεί επίσης να ρυθμιστεί για να ρυθμίσει την ταχύτητα του σερβοκινητήρα.

 

3. Στη λειτουργία ταχύτητας, η ροπή είναι ελεύθερη (διαφέρει ανάλογα με το φορτίο)

Η ταχύτητα περιστροφής μπορεί να ελεγχθεί από αναλογική είσοδο ή συχνότητα παλμού και η τοποθέτηση μπορεί επίσης να πραγματοποιηθεί σε λειτουργία ταχύτητας όταν παρέχεται έλεγχος PID εξωτερικού βρόχου με επάνω συσκευή ελέγχου, αλλά το σήμα θέσης του κινητήρα ή το σήμα θέσης του άμεσου φορτίου πρέπει να σταλεί στην επάνω θέση. Ανατροφοδότηση για σκοπούς υπολογισμού.

Η λειτουργία ταχύτητας αντιστοιχεί στη λειτουργία θέσης και το σήμα θέσης έχει σφάλμα. Το σήμα κατάστασης θέσης παρέχεται από τη συσκευή ανίχνευσης τερματικού φορτίου, η οποία μειώνει το ενδιάμεσο σφάλμα μετάδοσης και αυξάνει σχετικά την ακρίβεια τοποθέτησης ολόκληρου του συστήματος.

Η λειτουργία ελέγχου ταχύτητας χρησιμοποιεί κυρίως το σήμα τάσης 0-10 για τον έλεγχο της ταχύτητας του κινητήρα. Το μέγεθος της αναλογικής ποσότητας καθορίζει το μέγεθος της δεδομένης ταχύτητας. Το θετικό ή το αρνητικό καθορίζει την απόκριση του κινητήρα εξαρτάται από το κέρδος της εντολής ταχύτητας. Χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις με μεγάλη αδράνεια φορτίου. Στη λειτουργία ταχύτητας, πρέπει να ρυθμίσετε το κέρδος βρόχου ταχύτητας για να κάνετε το σύστημα να ανταποκρίνεται πιο γρήγορα. Είναι απαραίτητο να λαμβάνεται υπόψη η δόνηση του εξοπλισμού κατά τη ρύθμιση και η δόνηση του συστήματος δεν πρέπει να προκαλείται από την ταχύτητα απόκρισης.

Όταν χρησιμοποιείτε τον έλεγχο ταχύτητας, πρέπει επίσης να προσέχετε τις ρυθμίσεις επιτάχυνσης και επιβράδυνσης. Εάν δεν υπάρχει έλεγχος κλειστού βρόχου, απαιτείται μηδενικός σφιγκτήρας ή αναλογικός έλεγχος για να σταματήσει τελείως ο κινητήρας. Όταν ο επάνω υπολογιστής χρησιμοποιείται για θέση κλειστού βρόχου, η αναλογική τιμή δεν μπορεί να ρυθμιστεί αυτόματα στο μηδέν.

 

Το σύστημα ελέγχου στέλνει εντολές αναλογικής τάσης +/-10V στον σερβομηχανισμό για να ελέγξει την ταχύτητα. Το πλεονέκτημα είναι ότι ο σερβομηχανισμός ανταποκρίνεται γρήγορα, αλλά το μειονέκτημα είναι ότι είναι πιο ευαίσθητο στις επιτόπιες παρεμβολές και ο εντοπισμός σφαλμάτων είναι ελαφρώς πιο περίπλοκος. Ο έλεγχος ταχύτητας έχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών: σύστημα συνεχούς ρύθμισης ταχύτητας που απαιτεί γρήγορο κουδούνισμα του καθίσματος. ένα σύστημα εντοπισμού θέσης κλειστού βρόχου από την επάνω θέση. ένα σύστημα που απαιτεί πολλαπλές ταχύτητες για γρήγορη εναλλαγή.

Κατά τη χρήση και τον εντοπισμό σφαλμάτων του σερβο συστήματος, θα προκύψουν κατά καιρούς διάφορες απροσδόκητες διαταραχές, ειδικά για την εφαρμογή του σερβοκινητήρα που στέλνει παλμούς.

 

Στη συνέχεια θα αναλυθούν οι τύποι και οι μέθοδοι δημιουργίας παρεμβολών από διάφορες πτυχές για την επίτευξη στοχευμένων σκοπών κατά των παρεμβολών. Ελπίζω όλοι να μάθουν και να ερευνήσουν μαζί.

 

1. Παρεμβολές από την παροχή ρεύματος

Υπάρχουν διάφοροι περιορισμοί στις συνθήκες επιτόπιας χρήσης και συνήθως υπάρχουν πολλές περίπλοκες καταστάσεις που πρέπει συνήθως να αποφεύγονται και η αιτία του προβλήματος θα πρέπει να αποφεύγεται όσο το δυνατόν περισσότερο.

Σε πολλές περιπτώσεις, θα προσθέσουμε φίλτρα στη μονάδα τροφοδοσίας και στον ελεγκτή κίνησης του περιστροφικού κωδικοποιητή προσθέτοντας ρυθμιστές τάσης, μετασχηματιστές απομόνωσης και άλλο εξοπλισμό, θα αλλάξουμε τη μονάδα σε αντιδραστήρα συνεχούς ρεύματος και θα αλλάξουμε τις παραμέτρους του χρόνου φίλτρου χαμηλής διέλευσης και του ρυθμού φορέα της μονάδας. , Για να μειωθούν οι παρεμβολές που προκαλούνται από την εισαγωγή του τροφοδοτικού και να αποφευχθεί η αστοχία του συστήματος ελέγχου σερβομηχανισμού.

Οι γραμμές τροφοδοσίας του συστήματος σερβομηχανισμού θα πρέπει να δρομολογούνται χωριστά για να μειώνεται η απόσταση μεταξύ του ηλεκτροκινητήρα και της γραμμής τροφοδοσίας του κινητήρα κ.λπ., για να αποφευχθούν παρεμβολές στη γραμμή ελέγχου και να προκληθεί αστοχία της μονάδας.

 

2. Παρεμβολές από το χάος του συστήματος γείωσης

Η γείωση είναι ένα αποτελεσματικό μέσο για τη βελτίωση της κατά των παρεμβολών του ηλεκτρονικού εξοπλισμού. Μπορεί να περιορίσει τον εξοπλισμό από την εκπομπή παρεμβολών και να αποφύγει την επίδραση εξωτερικών παρεμβολών. Ωστόσο, η λανθασμένη γείωση θα εισαγάγει σοβαρά σήματα παρεμβολών και θα κάνει το σύστημα να μην μπορεί να λειτουργήσει κανονικά. Το καλώδιο γείωσης του συστήματος ελέγχου περιλαμβάνει γενικά γείωση συστήματος, γείωση θωράκισης, γείωση AC και προστατευτική γείωση.

Εάν το σύστημα γείωσης είναι χαοτικό, η κύρια παρεμβολή στο σερβοσύστημα είναι η ανομοιόμορφη κατανομή του δυναμικού κάθε σημείου γείωσης. Υπάρχει μια διαφορά δυναμικού μεταξύ των δύο άκρων του τμήματος θωράκισης του καλωδίου, του καλωδίου γείωσης, της γείωσης και των σημείων γείωσης άλλου εξοπλισμού, προκαλώντας ρεύματα βρόχου γείωσης. Επηρεάζουν την κανονική λειτουργία του συστήματος.

Το κλειδί για την επίλυση αυτού του είδους παρεμβολών είναι η διάκριση της μεθόδου γείωσης και η παροχή καλής απόδοσης γείωσης για το σύστημα.

Το καλώδιο γείωσης που κατασκευάζεται από τον σερβομηχανισμό θα πρέπει να δίνει προσοχή στην περιβαλλοντική ηλεκτρομαγνητική συμβατότητα και να θωρακίζει ηλεκτρομαγνητικά κύματα υψηλής συχνότητας, συσκευές ραδιοσυχνοτήτων κ.λπ. Οι πηγές παρεμβολής θορύβου τροφοδοσίας θα πρέπει να καταστέλλονται και να εξαλειφθούν, όπως οι υψηλής συχνότητας και οι ενδιάμεσες συχνότητες στον ίδιο μετασχηματιστή ισχύος ή δίαυλο διανομής, συσκευές ανορθωτή και μετατροπέα υψηλής ισχύος, κ.λπ.

Εισαγάγετε μια μη συμβατική επεξεργασία γείωσης, επειδή η γραμμή διανομής ρεύματος έχει αναπόφευκτα μια μεγάλη πηγή παρεμβολής, ο οδηγός εγκαθίσταται χωριστά στο ερμάριο, η πλακέτα εγκατάστασης χρησιμοποιεί μια μη μεταλλική πλάκα και τα καλώδια γείωσης που σχετίζονται με τον σερβομηχανισμό αιωρούνται και άλλα συστήματα μέτρησης είναι αξιόπιστα γειωμένα. , Αυτό μπορεί να είναι καλύτερο.

 

3. Παρεμβολές από το σύστημα

Παράγεται κυρίως από την αμοιβαία ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία μεταξύ των εσωτερικών εξαρτημάτων και των κυκλωμάτων του συστήματος, όπως η αμοιβαία ακτινοβολία των λογικών κυκλωμάτων, η αμοιβαία επιρροή αναλογικής γείωσης και λογικής γείωσης και η λανθασμένη χρήση εξαρτημάτων.

Τα καλώδια σήματος και τα καλώδια ελέγχου πρέπει να είναι θωρακισμένα καλώδια, κάτι που είναι ευεργετικό για την αποφυγή παρεμβολών.

Όταν η γραμμή είναι μεγάλη, για παράδειγμα, η απόσταση υπερβαίνει τα 100 m, η διατομή του σύρματος πρέπει να μεγεθύνεται.

Τα καλώδια σήματος και τα καλώδια ελέγχου τοποθετούνται καλύτερα μέσω σωλήνων για να αποφευχθεί η αμοιβαία παρεμβολή με τα καλώδια ρεύματος.

Το σήμα μετάδοσης βασίζεται κυρίως στην επιλογή του σήματος ρεύματος και η εξασθένηση και η αντιπαρεμβολή του σήματος ρεύματος είναι σχετικά καλές. Σε πρακτικές εφαρμογές, η έξοδος του αισθητήρα είναι ως επί το πλείστον ένα σήμα τάσης, το οποίο μπορεί να μετατραπεί από έναν μετατροπέα.

Για να φιλτράρετε την τροφοδοσία συνεχούς ρεύματος του αναλογικού ασθενούς κυκλώματος, μπορείτε να προσθέσετε δύο πυκνωτές 0,01uF (630V), το ένα άκρο συνδέεται με τους θετικούς και αρνητικούς πόλους του τροφοδοτικού και το άλλο άκρο συνδέεται στο πλαίσιο και στη συνέχεια συνδέεται στη γείωση. Πολύ αποτελεσματικό.

Όταν ο σερβομηχανισμός τρίζει, θα εξάγει αρμονικές παρεμβολές υψηλής συχνότητας. Μπορείτε να συνδέσετε έναν πυκνωτή CBB 0,1u/630v στο πλαίσιο για δοκιμή στα άκρα P και N του τροφοδοτικού του διαύλου σερβοκινητήρα.

Το στρώμα θωράκισης της γραμμής ελέγχου της πλακέτας συνδέεται με τα 0V της πλακέτας και ο οδηγός δεν είναι συνδεδεμένος. Απλώς τραβήξτε ένα τμήμα του στρώματος θωράκισης και στρίψτε το σε ένα σκέλος και εκθέστε το προς τα έξω. Χρησιμοποιήστε ηλεκτρομαγνητικό φίλτρο EMI, αντίσταση συγκόλλησης κατά των παρεμβολών στη γραμμή ελέγχου ή συνδέστε έναν μαγνητικό δακτύλιο στη γραμμή τροφοδοσίας του κινητήρα.

 

Οι πραγματικές συνθήκες εργασίας επί τόπου είναι πολύ πιο περίπλοκες και μπορεί να είναι μόνο μια συγκεκριμένη ανάλυση συγκεκριμένων προβλημάτων, αλλά στο τέλος θα υπάρξει μια ικανοποιητική λύση, αλλά η εμπειρία της διαδικασίας είναι διαφορετική!