Управление скоростью серводвигателя и меры по предотвращению помех

Серводвигатели  относятся к двигателю, который управляет работой механических компонентов сервосистемы и представляет собой устройство косвенного изменения скорости вспомогательного двигателя. Серводвигатель может очень точно контролировать скорость и точность положения, а также преобразовывать сигнал напряжения в крутящий момент и скорость для управления объектом управления. Скорость ротора серводвигателя контролируется входным сигналом и может быстро реагировать.

В системе автоматического управления он используется в качестве привода и имеет характеристики небольшой электромеханической постоянной времени, высокой линейности, пускового напряжения и т. д., которые могут преобразовывать полученный электрический сигнал в выходное угловое смещение или угловую скорость на валу двигателя. Разделенный на две основные категории серводвигателей постоянного и переменного тока, его основная особенность заключается в том, что вращение отсутствует, когда напряжение сигнала равно нулю, а скорость снижается равномерно с увеличением крутящего момента.

 

Будучи силовой мышцей автоматизированного завода, Использование серводвигателей   неизбежно при проектировании и обслуживании промышленных систем управления. Итак, сегодня мы подведем итоги и изучим меры контроля скорости сервопривода и защиты от помех.

 

Существует множество широко используемых серводвигатели  , и выбор – дело не простое. Каждый тип сервопривода является профессиональным, и это очень тяжело для нашего обучения. Единственная мера, которую мы можем предпринять, — это выбрать то, с чем мы можем встретиться в нашей повседневной работе. Узнайте о большинстве моделей и, кстати, узнайте о нескольких моделях и брендах, которые чаще всего используются на рынке. Скорость серводвигателя отличается от тысячи, одной тысячи пяти, трех тысяч, для представления мы используем наиболее часто используемый сервопривод переменного тока со скоростью 3000 об/мин.

 

При фактическом использовании, если выбран или используется сервопривод со скоростью 3000 об/мин, а требуемая скорость составляет от 0 до 3000, то какие средства можно использовать для изменения текущей скорости сервопривода.

 

 

Регулировка скорости сервопривода зависит от того, какой метод используется для управления и выбора метода управления: использовать ли скорость импульсного управления, скорость аналогового управления или внутренний контроль и настройку скорости прямого привода, соответствующий метод также отличается.

 

Соответствует трем различным методам управления для суммирования изменения скорости:

 

1 Управление крутящим моментом, скорость свободная (зависит от нагрузки)

Управление крутящим моментом является широко используемым методом управления. Выходной крутящий момент задается внешним аналоговым или прямым назначением адреса, поэтому соответствующая скорость не всегда определена, поскольку изменяется коэффициент трения оборудования, изменение нагрузки повлияет на выходную скорость. В этом случае нам практически не нужно регулировать скорость, поскольку это автоматическая регулировка. Нам нужна стабильность системы, и крутящий момент стабилен в течение длительного времени.

 

Установленный крутящий момент можно изменить путем мгновенного изменения аналоговой настройки или добиться этого путем изменения значения соответствующего адреса посредством связи. Приложение в основном используется в устройствах намотки и размотки, к которым предъявляются строгие требования к усилию материала, таких как устройства намотки или оборудование для протягивания оптического волокна. Цель использования сервопривода — предотвратить изменение материала обмотки, приводящее к изменению силы.

 

2. Контроль положения, точное позиционирование, скорость и крутящий момент можно строго контролировать.

В режиме управления положением скорость вращения обычно определяется частотой внешних входных импульсов, а угол поворота определяется количеством импульсов. Некоторые сервоприводы могут напрямую задавать скорость и перемещение посредством связи.

Режим позиционирования может иметь очень строгий контроль над скоростью и положением, поэтому он обычно используется в устройствах позиционирования. Области применения, такие как станки с ЧПУ, печатное оборудование и т. д.

Какова номинальная частота ПЛК или других отправляемых импульсов во время использования? 20 кГц, 100 кГц, 200 кГц, фактическое расстояние, которое необходимо переместить, соответствует эквиваленту импульса, выбранному сервоприводом, и можно рассчитать верхний предел скорости вращения и времени перемещения сервопривода в указанное положение.

Необходимо рассчитать скорость линии сервопривода, и можно выбрать только подходящую модель сервопривода, отвечающую требованиям площадки.

Скорость работы сервопривода в режиме онлайн = номинальная частота командных импульсов × верхний предел скорости сервопривода

Сервоконтроллеры обычно имеют энкодер и могут получать импульсы обратной связи от энкодера. Установите частоту импульсов обратной связи энкодера в контуре скорости. Установите частоту импульсов обратной связи энкодера = количество импульсов обратной связи энкодера в неделю × заданную скорость серводвигателя (об/с). Поскольку частота командных импульсов = частота импульсов обратной связи энкодера/передаточное число электронного редуктора, «частоту командных импульсов» также можно установить для установки скорости серводвигателя.

 

3. В скоростном режиме крутящий момент свободен (зависит от нагрузки).

Скорость вращения можно контролировать с помощью аналогового входа или частоты импульсов, а позиционирование также можно осуществлять в режиме скорости, когда предусмотрено ПИД-регулирование внешнего контура с верхним устройством управления, но сигнал положения двигателя или сигнал положения прямой нагрузки должен быть отправлен в верхнее положение. Обратная связь для целей расчета.

Режим скорости соответствует режиму положения, а сигнал положения имеет ошибку. Сигнал режима положения предоставляется устройством определения нагрузки терминала, что уменьшает ошибку промежуточной передачи и относительно увеличивает точность позиционирования всей системы.

Режим управления скоростью в основном использует сигнал напряжения 0–10 для управления скоростью двигателя. Величина аналоговой величины определяет величину заданной скорости. Положительное или отрицательное значение определяет, что реакция двигателя зависит от коэффициента усиления команды скорости. Используется в случаях с большой инерцией нагрузки. В скоростном режиме вам необходимо установить коэффициент усиления контура скорости, чтобы система реагировала быстрее. При регулировке необходимо учитывать вибрацию оборудования, при этом вибрация системы не должна быть вызвана скоростью срабатывания.

При использовании контроля скорости также необходимо обратить внимание на настройки ускорения и замедления. Если управление с обратной связью отсутствует, для полной остановки двигателя требуется фиксация нуля или пропорциональное управление. Когда верхний компьютер используется для замкнутого контура положения, аналоговое значение не может быть автоматически установлено на ноль.

 

Система управления посылает аналоговые команды напряжения +/-10 В на сервопривод для управления скоростью. Преимущество состоит в том, что сервопривод реагирует быстро, но недостатком является то, что он более чувствителен к помехам на месте, а отладка немного сложнее. Регулятор скорости имеет широкий спектр применения: система непрерывного регулирования скорости, требующая быстрого звонка седла; замкнутая система позиционирования из верхнего положения; система, которая требует нескольких скоростей для быстрого переключения.

Во время использования и отладки сервосистемы время от времени могут возникать различные неожиданные неполадки, особенно при использовании серводвигателя, посылающего импульсы.

 

Ниже будут проанализированы типы и методы создания помех с нескольких аспектов для достижения целевых целей защиты от помех. Я надеюсь, что все будут учиться и исследовать вместе.

 

1. Помехи от источника питания

Существуют различные ограничения на условия использования на месте, и обычно существует множество сложных ситуаций, которых следует избегать, а также следует избегать причины проблемы, насколько это возможно.

Во многих случаях мы добавляем фильтры к модулю питания и контроллеру движения поворотного энкодера, добавляя регуляторы напряжения, изолирующие трансформаторы и другое оборудование, заменяем привод на дроссель постоянного тока и изменяем время фильтра нижних частот и параметры скорости несущей привода. , Чтобы уменьшить помехи, вызванные подключением источника питания, и избежать выхода из строя системы сервоуправления.

Линии питания сервосистемы следует прокладывать отдельно, чтобы сократить расстояние между приводом и линией питания двигателя и т. д., чтобы избежать помех в линии управления и вызвать выход из строя привода.

 

2. Помехи от хаоса системы заземления

Заземление является эффективным средством повышения помехозащищенности электронного оборудования. Он может ограничить излучение помех оборудованием и избежать влияния внешних помех. Однако неправильное заземление приведет к появлению серьезных помех и сделает систему неспособной работать нормально. Заземляющий провод системы управления обычно включает в себя заземление системы, заземление экрана, заземление переменного тока и защитное заземление.

Если система заземления хаотична, то основной помехой для следящей системы является неравномерное распределение потенциала каждой точки заземления. Между двумя концами экранирующей секции кабеля, заземляющим проводом, землей и точками заземления другого оборудования существует разность потенциалов, вызывающая токи в контуре заземления. Влияет на нормальную работу системы.

Ключом к устранению такого рода помех является выбор метода заземления и обеспечение хороших характеристик заземления системы.

Заземляющий провод, изготовленный сервоприводом, должен учитывать электромагнитную совместимость окружающей среды и защищать высокочастотные электромагнитные волны, радиочастотные устройства и т. д.; Источники силовых помех должны быть подавлены и устранены, например, высокочастотные и промежуточные частоты на одном и том же силовом трансформаторе или распределительной шине, мощные выпрямительные и инверторные силовые устройства и т. д.

Внедрить нетрадиционную систему заземления, поскольку линия распределения электроэнергии неизбежно имеет большой источник помех, драйвер устанавливается отдельно в шкафу, на монтажной плате используется неметаллическая пластина, а заземляющие провода, относящиеся к сервоприводу, подвешены, а другие измерительные системы надежно заземлены. , Это может быть лучше.

 

3. Помехи со стороны системы

В основном это вызвано взаимным электромагнитным излучением между внутренними компонентами и цепями системы, таким как взаимное излучение логических цепей, взаимное влияние аналогового заземления и логического заземления, а также несовпадающее использование компонентов.

Сигнальные провода и провода управления должны быть экранированными, что позволяет предотвратить помехи.

Если линия длинная, например, расстояние превышает 100 м, сечение провода следует увеличить.

Сигнальные провода и провода управления лучше всего прокладывать через трубы, чтобы избежать взаимного наложения силовых проводов.

Сигнал передачи в основном основан на выборе текущего сигнала, а затухание и защита от помех текущего сигнала относительно хорошие. В практических приложениях выходной сигнал датчика в основном представляет собой сигнал напряжения, который можно преобразовать с помощью преобразователя.

Чтобы отфильтровать источник питания постоянного тока аналоговой слабой цепи, вы можете добавить два конденсатора емкостью 0,01 мкФ (630 В), один конец подключен к положительному и отрицательному полюсам источника питания, а другой конец подключен к шасси, а затем подключен к земле. Очень эффективно.

Когда сервопривод пищит, он выдает высокочастотные гармонические помехи. Вы можете подключить конденсатор CBB 0,1u/630 В к шасси для проверки концов P и N источника питания шины сервопривода.

Экранирующий слой линии управления платы подключен к 0 В платы, а драйвер не подключен. Просто вытащите часть защитного слоя, скрутите ее в прядь и выставьте наружу. Используйте электромагнитный фильтр электромагнитных помех, приварив сопротивление помех на линии управления или подключите магнитное кольцо к линии питания двигателя.

 

Реальные условия работы на месте намного сложнее, и это может быть только конкретный анализ конкретных проблем, но в конечном итоге будет удовлетворительное решение, но опыт процесса другой!