Medidas de controle de velocidade do servo motor e prevenção de interferências

servo motores  refere-se ao motor que controla a operação dos componentes mecânicos no servo sistema e é um dispositivo auxiliar de mudança indireta de velocidade do motor. O servo motor pode controlar a velocidade e a precisão da posição com muita precisão e pode converter o sinal de tensão em torque e velocidade para acionar o objeto de controle. A velocidade do rotor do servo motor é controlada pelo sinal de entrada e pode reagir rapidamente.

No sistema de controle automático, é utilizado como atuador, e possui as características de pequena constante de tempo eletromecânica, alta linearidade, tensão de partida, etc., que pode converter o sinal elétrico recebido em deslocamento angular ou saída de velocidade angular no eixo do motor. Dividido em duas categorias principais de servomotores CC e CA, sua principal característica é que não há rotação quando a tensão do sinal é zero, e a velocidade diminui a uma velocidade uniforme com o aumento do torque.

 

Como força motriz da fábrica automatizada, a servomotores   são inevitáveis ​​no projeto e manutenção de controle industrial. Portanto, hoje iremos resumir e estudar o controle de velocidade do servo e as medidas anti-interferência.

 

Existem muitos comumente usados servomotores  , e a seleção não é uma questão simples. Cada tipo de servo é proficiente e é muito estressante para o nosso aprendizado. A única medida que podemos tomar é escolher o que podemos encontrar no nosso trabalho diário. Conheça a maioria dos modelos e, aliás, conheça diversos modelos e marcas mais utilizadas no mercado. A velocidade do servo motor é diferente de mil, mil, cinco, três mil, usamos o servo AC de 3000RPM mais usado para representar.

 

No uso real, se um servo for selecionado ou usado for 3000 RPM e a velocidade necessária for de 0 a 3000 velocidade variável, então quais meios podem ser usados ​​para alterar a velocidade atual do servo.

 

 

O ajuste da velocidade do servo depende de qual método é usado para controlar e da escolha do método de controle, seja para usar velocidade de controle de pulso, velocidade de controle analógico ou controle de configuração interna de acionamento direto e velocidade de ajuste, o método correspondente também é diferente.

 

Correspondendo a três métodos de controle diferentes para resumir a mudança de velocidade:

 

1 Controle de torque, a velocidade é livre (varia com a carga)

O controle de torque é um método de controle comumente usado. O torque de saída é definido por atribuição de endereço analógico externo ou direto, portanto a velocidade correspondente nem sempre é certa, pois o coeficiente de atrito do equipamento muda, a carga A mudança afetará a saída de velocidade. Neste caso de uso, basicamente não precisamos ajustar a velocidade, pois é um ajuste automático. O que precisamos é da estabilidade do sistema, e o torque é estável por muito tempo.

 

O torque definido pode ser alterado alterando instantaneamente a configuração analógica ou pode ser obtido alterando o valor do endereço correspondente por meio de comunicação. A aplicação é usada principalmente em dispositivos de enrolamento e desenrolamento que possuem requisitos rígidos quanto à força do material, como dispositivos de enrolamento ou equipamentos de tração de fibra óptica. O objetivo do uso do servo é evitar que a mudança do material do enrolamento altere a força.

 

2 Controle de posição, posicionamento preciso, velocidade e torque podem ser estritamente controlados

No modo de controle de posição, a velocidade de rotação é geralmente determinada pela frequência dos pulsos de entrada externa e o ângulo de rotação é determinado pelo número de pulsos. Alguns servos podem atribuir diretamente velocidade e deslocamento por meio de comunicação.

O modo de posição pode ter um controle muito rigoroso de velocidade e posição, por isso é geralmente usado em dispositivos de posicionamento. Áreas de aplicação como máquinas-ferramentas CNC, máquinas de impressão e assim por diante.

Qual é a frequência nominal do PLC ou de outros pulsos de envio durante o uso? 20KHz, 100KHz, 200KHz, a distância real que precisa ser movida corresponde ao equivalente de pulso selecionado pelo servo, e o limite superior da velocidade de operação e o tempo do servo se movendo para a posição especificada podem ser calculados.

A velocidade da linha do servo deve ser calculada e somente o modelo de servo apropriado pode ser selecionado para atender aos requisitos do local.

Velocidade de operação on-line do servo = frequência nominal do pulso de comando × velocidade limite superior do servo

Os servocontroladores geralmente possuem um codificador e podem receber pulsos de feedback do codificador. Defina a frequência de pulso de feedback do encoder na malha de velocidade. Defina a frequência de pulso de feedback do encoder = número de pulso de feedback do encoder por semana × velocidade definida do servo motor (R/s) Como a frequência de pulso de comando = frequência de pulso de feedback do encoder/relação de engrenagem eletrônica, a 'frequência de pulso de comando' também pode ser definida para definir a velocidade do servo motor.

 

3. No modo de velocidade, o torque é livre (varia com a carga)

A velocidade de rotação pode ser controlada por entrada analógica ou frequência de pulso, e o posicionamento também pode ser realizado no modo de velocidade quando o controle PID de malha externa com dispositivo de controle superior é fornecido, mas o sinal de posição do motor ou o sinal de posição da carga direta deve ser enviado para a posição superior. Feedback para fins de cálculo.

O modo de velocidade corresponde ao modo de posição e o sinal de posição apresenta um erro. O sinal do modo de posição é fornecido pelo dispositivo de detecção de carga terminal, o que reduz o erro de transmissão intermediário e aumenta relativamente a precisão de posicionamento de todo o sistema.

O modo de controle de velocidade usa principalmente o sinal de tensão 0-10 para controlar a velocidade do motor. A magnitude da quantidade analógica determina a magnitude da velocidade dada. O positivo ou negativo determina a resposta do motor dependendo do ganho do comando de velocidade. É utilizado em ocasiões com grande inércia de carga. No modo de velocidade, você precisa definir o ganho da malha de velocidade para fazer o sistema responder mais rapidamente. É necessário levar em consideração a vibração do equipamento no momento do ajuste, e a vibração do sistema não deve ser causada pela velocidade de resposta.

Ao usar o controle de velocidade, você também precisa prestar atenção às configurações de aceleração e desaceleração. Se não houver controle de malha fechada, é necessário grampo zero ou controle proporcional para parar completamente o motor. Quando o computador superior é usado para malha fechada de posição, o valor analógico não pode ser ajustado automaticamente para zero.

 

O sistema de controle envia comandos de tensão analógica de +/-10V ao servoconversor para controlar a velocidade. A vantagem é que o servo responde rapidamente, mas a desvantagem é que ele é mais sensível a interferências locais e a depuração é um pouco mais complicada. O controle de velocidade tem uma ampla gama de aplicações: um sistema de regulação contínua de velocidade que requer toque rápido da sede; um sistema de posicionamento em circuito fechado a partir da posição superior; um sistema que requer múltiplas velocidades para comutação rápida.

Durante o uso e depuração do servo sistema, vários distúrbios inesperados ocorrerão de tempos em tempos, principalmente para a aplicação do servo motor que envia pulsos.

 

A seguir serão analisados ​​os tipos e métodos de geração de interferência de vários aspectos para atingir objetivos anti-interferência direcionados. Espero que todos aprendam e pesquisem juntos.

 

1. Interferência da fonte de alimentação

Existem várias restrições às condições de uso no local, e geralmente há muitas situações complicadas que precisam ser evitadas habitualmente, e a causa do problema deve ser evitada tanto quanto possível.

Em muitos casos, adicionaremos filtros ao módulo de fonte de alimentação e ao controlador de movimento do codificador rotativo adicionando reguladores de tensão, transformadores de isolamento e outros equipamentos, mudaremos o inversor para um reator CC e alteraremos o tempo do filtro passa-baixa e os parâmetros de taxa portadora do inversor. , Para reduzir a interferência causada pela introdução da fonte de alimentação e para evitar a falha do sistema de servocontrole.

As linhas de alimentação do sistema servo devem ser roteadas separadamente para encurtar a distância entre o inversor e a linha de alimentação do motor, etc., para evitar interferência com a linha de controle e causar falha do inversor.

 

2. Interferência do caos do sistema de aterramento

O aterramento é um meio eficaz para melhorar a anti-interferência de equipamentos eletrônicos. Pode impedir que o equipamento envie interferências e evitar a influência de interferências externas. No entanto, um aterramento incorreto introduzirá sinais de interferência graves e impossibilitará o funcionamento normal do sistema. O fio terra do sistema de controle geralmente inclui o aterramento do sistema, o aterramento da blindagem, o aterramento CA e o aterramento de proteção.

Se o sistema de aterramento for caótico, a principal interferência no servosistema é a distribuição desigual do potencial de cada ponto de aterramento. Existe uma diferença de potencial entre as duas extremidades da seção de blindagem do cabo, o fio de aterramento, o terra e os pontos de aterramento de outros equipamentos, causando correntes de loop de aterramento. Afeta a operação normal do sistema.

A chave para resolver este tipo de interferência é distinguir o método de aterramento e fornecer um bom desempenho de aterramento para o sistema.

O fio terra feito pelo servo deve prestar atenção à compatibilidade eletromagnética ambiental e proteger ondas eletromagnéticas de alta frequência, dispositivos de radiofrequência, etc.; fontes de interferência de ruído de energia devem ser suprimidas e eliminadas, como alta frequência e frequência intermediária no mesmo transformador de potência ou barramento de distribuição, retificador de alta potência e dispositivos de potência inversora, etc...

Introduzir um tratamento de aterramento não convencional, porque a linha de distribuição de energia inevitavelmente tem uma grande fonte de interferência, o driver é instalado separadamente no gabinete, a placa de instalação usa uma placa não metálica e os fios terra relacionados ao servo driver são suspensos e outros sistemas de medição são aterrados de forma confiável. , Isso pode ser melhor.

 

3. Interferência do sistema

É produzido principalmente pela radiação eletromagnética mútua entre os componentes internos e circuitos do sistema, como a radiação mútua de circuitos lógicos, a influência mútua do aterramento analógico e do aterramento lógico e o uso incompatível de componentes.

Os fios de sinal e de controle devem ser fios blindados, o que é benéfico para evitar interferências.

Quando a linha é longa, por exemplo, a distância ultrapassa 100 m, a seção transversal do fio deve ser ampliada.

Os fios de sinal e de controle são melhor colocados através de tubos para evitar interferência mútua com os fios de energia.

O sinal de transmissão é baseado principalmente na seleção do sinal atual, e a atenuação e anti-interferência do sinal atual são relativamente boas. Em aplicações práticas, a saída do sensor é principalmente um sinal de tensão, que pode ser convertido por um conversor.

Para filtrar a fonte de alimentação DC do circuito analógico fraco, você pode adicionar dois capacitores de 0,01uF (630V), uma extremidade é conectada aos pólos positivo e negativo da fonte de alimentação e a outra extremidade é conectada ao chassi e depois conectada à terra. Muito eficaz.

Quando o servo chia, ele produzirá interferência harmônica de alta frequência. Você pode conectar um capacitor CBB de 0,1u/630v ao chassi para um teste nas extremidades P e N da fonte de alimentação do barramento do servoconversor.

A camada de blindagem da linha de controle da placa está conectada ao 0V da placa e o driver não está conectado. Basta retirar uma seção da camada de proteção e torcê-la em um fio e expô-la para fora. Use filtro EMI eletromagnético, solde resistência anti-interferência na linha de controle ou conecte um anel magnético à linha de alimentação do motor.

 

As condições reais de trabalho no local são muito mais complicadas, e só pode ser uma análise específica de problemas específicos, mas no final haverá uma solução satisfatória, mas a experiência do processo é diferente!