Контроль швидкості серводвигуна та заходи запобігання перешкод

Серводвигуни  – це двигун, який керує роботою механічних компонентів у системі сервоприводу та є пристроєм непрямої зміни швидкості допоміжного двигуна. Серводвигун може дуже точно контролювати швидкість і точність позиції, а також може перетворювати сигнал напруги в крутний момент і швидкість для керування об’єктом керування. Швидкість ротора серводвигуна контролюється вхідним сигналом і може швидко реагувати.

У системі автоматичного керування він використовується як привід і має характеристики малої електромеханічної постійної часу, високої лінійності, пускової напруги тощо, що може перетворювати отриманий електричний сигнал у кутове переміщення або вихід кутової швидкості на валу двигуна. Поділені на дві основні категорії серводвигуни постійного та змінного струму, їх головна особливість полягає в тому, що немає обертання, коли напруга сигналу дорівнює нулю, а швидкість зменшується на рівномірній швидкості зі збільшенням крутного моменту.

 

Як силовий м'яз автоматизованої фабрики Серводвигуни   неминучі при проектуванні та обслуговуванні промислового керування. Отже, сьогодні ми підведемо підсумки та вивчимо контроль швидкості сервоприводу та заходи захисту від перешкод.

 

Є багато загальновживаних серводвигуни  , і вибір не з простих справ. Кожен тип сервоприводу є досконалим, і це дуже напружено для нашого навчання. Єдина міра, яку ми можемо прийняти, це вибрати те, з чим ми можемо зустрітися в нашій щоденній роботі. Дізнайтеся про більшість моделей і, до речі, про кілька моделей і брендів, які частіше використовуються на ринку. Швидкість серводвигуна відрізняється від тисячі, тисячі п’яти, трьох тисяч, ми використовуємо найбільш використовуваний сервопривід змінного струму 3000 об/хв.

 

У фактичному використанні, якщо вибрано або використовується сервопривід має швидкість 3000 об/хв, а необхідна швидкість становить 0-3000 змінної швидкості, то які засоби можна використовувати для зміни поточної швидкості сервоприводу.

 

 

Регулювання швидкості сервоприводу залежить від того, який метод використовується для керування, і вибору методу керування, чи використовувати швидкість керування імпульсом, швидкістю аналогового керування чи швидкістю внутрішнього налаштування прямого приводу та регулювання швидкості, відповідний метод також відрізняється.

 

Відповідає трьом різним методам керування, щоб підсумувати зміну швидкості:

 

1 Контроль крутного моменту, швидкість вільна (змінюється залежно від навантаження)

Контроль крутного моменту є широко використовуваним методом керування. Вихідний крутний момент встановлюється зовнішнім аналоговим або прямим призначенням адреси, тому відповідна швидкість не завжди визначена, оскільки змінюється коефіцієнт тертя обладнання, зміна навантаження вплине на вихідну швидкість. У цьому випадку використання нам не потрібно регулювати швидкість, оскільки це автоматичне налаштування. Нам потрібна стабільність системи, і крутний момент стабільний протягом тривалого часу.

 

Встановлений крутний момент можна змінити, миттєво змінивши аналогове налаштування, або це можна досягти, змінивши значення відповідної адреси за допомогою засобів зв'язку. Застосування в основному використовується в пристроях для намотування та розмотування, які мають суворі вимоги до міцності матеріалу, таких як пристрої для намотування або обладнання для витягування оптичного волокна. Мета використання сервоприводу - запобігти зміні матеріалу намотування від зміни сили.

 

2 Контроль положення, точне позиціонування, швидкість і крутний момент можна суворо контролювати

У режимі керування положенням швидкість обертання зазвичай визначається частотою зовнішніх вхідних імпульсів, а кут повороту визначається кількістю імпульсів. Деякі сервоприводи можуть безпосередньо призначати швидкість і переміщення за допомогою зв’язку.

Режим позиціонування може мати дуже жорсткий контроль швидкості та положення, тому він зазвичай використовується в пристроях позиціонування. Області застосування, такі як верстати з ЧПК, друкарське обладнання тощо.

Яка номінальна частота ПЛК або інших імпульсів, що надсилаються під час використання? 20 кГц, 100 кГц, 200 кГц, фактична відстань, яку потрібно перемістити, відповідає еквіваленту імпульсу, вибраному сервоприводом, і можна розрахувати верхню межу швидкості руху та час руху сервоприводу до вказаної позиції.

Необхідно розрахувати швидкість лінії сервоприводу, і можна вибрати лише відповідну модель сервоприводу відповідно до вимог об’єкта.

Швидкість роботи сервоприводу в режимі онлайн = номінальна частота командного імпульсу × верхня межа швидкості сервоприводу

Сервоконтролери зазвичай мають кодер і можуть отримувати імпульси зворотного зв’язку від кодера. Встановіть частоту імпульсу зворотного зв’язку кодера на контурі швидкості. Встановіть частоту імпульсів зворотного зв’язку енкодера = кількість імпульсів зворотного зв’язку енкодера на тиждень × встановлену швидкість серводвигуна (R/s). Оскільки частота імпульсу команди = частота імпульсу зворотного зв’язку енкодера/електронне передавальне відношення, «частоту імпульсу команди» також можна встановити для встановлення швидкості сервомотора.

 

3. У швидкісному режимі крутний момент вільний (змінюється залежно від навантаження)

Швидкістю обертання можна керувати за допомогою аналогового входу або частоти імпульсів, а позиціонування також можна здійснювати в швидкісному режимі, коли передбачено ПІД-регулювання зовнішнього контуру з верхнім пристроєм керування, але сигнал положення двигуна або сигнал положення прямого навантаження повинен надсилатися у верхнє положення. Зворотній зв'язок для розрахунків.

Режим швидкості відповідає режиму позиції, а сигнал позиції має помилку. Сигнал режиму позиціонування забезпечується пристроєм визначення навантаження терміналу, що зменшує проміжну помилку передачі та відносно підвищує точність позиціонування всієї системи.

Режим керування швидкістю в основному використовує сигнал напруги 0-10 для керування швидкістю двигуна. Величина аналогової величини визначає величину заданої швидкості. Позитивний або негативний визначає реакцію двигуна, яка залежить від посилення команди швидкості. Використовується у випадках з великою інерцією навантаження. У швидкісному режимі вам потрібно встановити посилення контуру швидкості, щоб система реагувала швидше. При регулюванні необхідно враховувати вібрацію обладнання, і вібрація системи не повинна бути викликана швидкістю відгуку.

При використанні контролю швидкості також потрібно звернути увагу на параметри прискорення і уповільнення. Якщо замкнуте керування відсутнє, для повної зупинки двигуна потрібне нульове керування або пропорційне керування. Коли верхній комп’ютер використовується для замкнутого контуру позиції, аналогове значення не може бути автоматично налаштовано на нуль.

 

Система керування надсилає аналогові команди напруги +/-10 В до сервоприводу для керування швидкістю. Перевагою є те, що сервопривід швидко реагує, але недоліком є ​​те, що він більш чутливий до втручання на місці, а налагодження дещо складніше. Контроль швидкості має широкий спектр застосування: безперервна система регулювання швидкості, яка вимагає швидкого дзвінка сидіння; замкнута система позиціонування з верхнього положення; система, яка вимагає кількох швидкостей для швидкого перемикання.

Під час використання та налагодження сервосистеми час від часу будуть виникати різні несподівані порушення, особливо для застосування серводвигуна, який надсилає імпульси.

 

Нижче буде проаналізовано типи та методи створення перешкод з кількох аспектів для досягнення цільових цілей захисту від перешкод. Я сподіваюся, що всі навчатимуться та досліджуватимуть разом.

 

1. Перешкоди від джерела живлення

Існують різні обмеження щодо умов використання на місці, і зазвичай існує багато складних ситуацій, яких потрібно зазвичай уникати, а причину проблеми слід уникати, наскільки це можливо.

У багатьох випадках ми додамо фільтри до модуля живлення та контролера руху обертового енкодера, додавши регулятори напруги, ізолюючі трансформатори та інше обладнання, змінимо привід на реактор постійного струму та змінимо час фільтра низьких частот і параметри швидкості несучої частоти приводу. , Щоб зменшити перешкоди, спричинені введенням джерела живлення, і уникнути збою системи керування сервоприводом.

Лінії живлення сервосистеми слід прокладати окремо, щоб скоротити відстань між приводом і лінією живлення двигуна тощо, щоб уникнути перешкод для лінії керування та спричинити вихід приводу з ладу.

 

2. Перешкоди від хаосу системи заземлення

Заземлення є ефективним засобом для покращення захисту від перешкод електронного обладнання. Це може стримувати обладнання від перешкод і уникати впливу зовнішніх перешкод. Однак неправильне заземлення спричинить серйозні перешкоди та зробить систему нездатною нормально працювати. Провід заземлення системи керування зазвичай включає заземлення системи, заземлення екрана, заземлення змінного струму та захисне заземлення.

Якщо система заземлення хаотична, основною перешкодою для сервосистеми є нерівномірний розподіл потенціалу кожної точки заземлення. Існує різниця потенціалів між двома кінцями секції екранування кабелю, проводом заземлення, землею та точками заземлення іншого обладнання, що викликає струми контуру заземлення. Впливають на нормальну роботу системи.

Ключ до усунення такого роду перешкод полягає в розрізненні методу заземлення та забезпеченні хороших характеристик заземлення для системи.

Провід заземлення, зроблений сервоприводом, повинен звертати увагу на електромагнітну сумісність із навколишнім середовищем і екранувати високочастотні електромагнітні хвилі, радіочастотні пристрої тощо; Джерела перешкод електроживлення повинні бути придушені та усунені, такі як високочастотні та проміжні частоти на тому самому силовому трансформаторі або розподільній шині, потужні випрямлячі та інвертори силових пристроїв тощо...

Запровадьте нетрадиційне заземлення, оскільки лінія розподілу електроенергії неминуче має велике джерело перешкод, драйвер встановлюється окремо в шафі, монтажна плата використовує неметалеву пластину, а дроти заземлення, пов’язані з драйвером сервоприводу, підвішені, а інші вимірювальні системи надійно заземлені. , Це може бути краще.

 

3. Перешкоди від системи

Це в основному виникає внаслідок взаємного електромагнітного випромінювання між внутрішніми компонентами та схемами системи, наприклад, взаємне випромінювання логічних схем, взаємний вплив аналогової землі та логічної землі, а також невідповідне використання компонентів.

Сигнальні дроти та дроти керування мають бути екранованими, що сприяє запобіганню перешкод.

При великій довжині лінії, наприклад, відстань перевищує 100 м, перетин дроту слід збільшити.

Сигнальні дроти та дроти керування краще прокладати через труби, щоб уникнути взаємних перешкод із проводами живлення.

Сигнал передачі в основному базується на виборі поточного сигналу, а ослаблення та захист від перешкод поточного сигналу є відносно хорошими. У практичних застосуваннях вихідний сигнал датчика є переважно сигналом напруги, який може бути перетворений перетворювачем.

Щоб відфільтрувати джерело живлення постійного струму аналогової слабкої схеми, ви можете додати два конденсатори ємністю 0,01 мкФ (630 В), один кінець яких під’єднано до позитивного та негативного полюсів джерела живлення, а інший кінець – до шасі, а потім – до землі. Дуже ефективний.

Коли сервопривід скрипить, він буде видавати високочастотні гармонічні перешкоди. Ви можете під’єднати конденсатор CBB 0,1u/630v до шасі для перевірки на кінцях P і N джерела живлення шини сервоприводу.

Екрануючий шар лінії керування плати підключено до 0 В плати, а драйвер не підключено. Просто витягніть частину екрануючого шару, скрутіть її в пасмо та відкрийте назовні. Використовуйте електромагнітний фільтр EMI, зварювальний захист від перешкод на лінії керування або підключіть магнітне кільце до лінії живлення двигуна.

 

Фактичні умови роботи на місці набагато складніші, і це може бути лише конкретний аналіз конкретних проблем, але врешті-решт буде задовільне рішення, але досвід процесу інший!