Meriv çawa motorek servo AC kontrol dike?

Prensîbên bingehîn ênmotora servo ackontrol

Pêkhatin û mekanîzmaya xebatê ya pergalên servo AC

Pergalek servo ya AC pergalek kontrolê ya tevgera girtî ye ku di serî de ji motorek servo AC, ajokerek servo (amplifier), amûrek bertek û kontrolkerek tevgerê an PLC pêk tê. Servo ajoker sînyalên fermana kêm-hêza distîne û wan vediguherîne voltaja PWM ya sê-qonaxê (Modulasyona Berfirehiya Pulsê) da ku motorê bimeşîne. Frekansên guheztina ajokerê ya tîpîk ji 10 kHz heya 20 kHz diguhere, ku rê dide kontrolkirina niha ya baş bi ripek torkê ya hindiktirîn. Rotorê motorê, ku bi şîfrekerek an çareserkerê ve hatî çêkirin, vegerandina pozîsyon û lezê li ajokerê vedigerîne da ku lûleya kontrolê ya hundurîn dikare di wextê rast de, bi gelemperî bi çerxa kontrolê ya 62,5 μs ber 250 μs ve rêve bike.

Têkiliyên Torque, lez û pozîsyonê

Di motora servo ya AC de, torque hema hema li gorî heyama di nav rêza binavkirî de ye: T ≈ Kt × I, ku Kt berdewamiya torkê ye (mînak, 0,7 N·m/A) û I herika qonaxê ye. Lezbûn ji hêla frekansa voltaja sepandî û jimara cotên polê ve tê destnîşankirin. Mînakî, bi motorek 4-pol û leza binavkirî 3,000 rpm, frekansa elektrîkê di leza binavkirî de 100 Hz e. Position entegrebûna leza bi demê re ye. Ji ber vê yekê kontrolkirina rast xwe dispêre kontrola rastîn a niha (ji bo torque) û rêziknameya bilez û pozîsyonê ya li ser bingeha demê. Ev pêwendiya qat ji ber vê yekê ye ku ajokarên servo bi gelemperî sê lûpên hêlîn pêk tînin: niha (torque), lez û pozîsyon.

Di pergalek servo ya AC de pêkhateyên sereke

Struktura û parametreyên servo motora AC

Motora servo AC bixwe motorek hevdem a magnetîkî ya daîmî (PMSM) ye ku ji bo performansa dînamîkî xweşbîn e. Parametreyên sereke hêza binavkirî (bi gelemperî 0,1 kW heya 7,5 kW di gelek axên pîşesazî de), torka binavkirî, torka herî bilind (pir caran 2,5-3,0 car caran tê nirx kirin), leza binavkirî (1,500-3,000 rpm), û leza herî zêde (bi gelemperî 4,500-6,000 rpm) vedigire. Bêhêziya rotorê, ku bi kg·m² tête diyar kirin, divê bi rêjeya bêhêziya barkirinê re were berhev kirin; rêjeyek bêhêziya ajokar-bar-barkirinê di navbera 1:1 û 1:5 de bi gelemperî ji bo kontrolkirina destkeftiya bilind a stabîl tê pêşniyar kirin. Pêlên statorê ji bo kontrolkirina vektorê ya bikêr hatine sêwirandin, ku rêziknameya heyî ya li ser zeviyê piştgirî dike.

Fonksiyonên ajokera Servo û navbeynkaran

Servo ajokera bingehîn ya kontrolê ye. Ew qonaxek rastker, otobusek DC (bi gelemperî 300-600 VDC ji bo têketina 220-400 VAC), û qonaxek guhezbar a bi modulên IGBT an MOSFET vedihewîne. Blokên fonksiyonel kontrola heyî, kontrolkerên bilez û pozîsyonê, navbeynkariya encoder, I/O ya dîjîtal û analog, portên ragihandinê yên zeviyê, û çerxên ewlehiyê (wekî Safe Torque Off) pêk tînin. Di navberê de dibe ku têketinên nebza/rêveberiyê, analog +/-10 V ji bo fermanên bilez an torque, û otobusên pîşesaziyê yên wekî EtherCAT, PROFINET, an CANopen bin. Di projeyên otomasyona firotanê û kargehê de, hilbijartina protokola ragihandinê ya ajotinê divê bi PLC-ya heyî an platforma kontrolkerê tevgerê re hevaheng be, ji ber vê yekê hevrêziya dabînker krîtîk e.

Modên kontrolê: pozîsyon, lez û torque

Taybetmendiyên moda kontrola pozîsyonê

Moda kontrolkirina pozîsyonê tê bikar anîn dema ku pozîsyona rastîn armanca sereke ye, wek mînak di eksên CNC an robotên hilbijartî û cîh de. Kontrolker bi gelemperî pêlên fermanê dişîne, li cihê ku yek pêl bi yek jimareya şîfrekerê an rêjeyek pêlava elektronîkî ya diyarkirî ye. Mînakî, bi şîfrekerek 20-bit (1,048,576 jimartin di her şoreşê de) û amûrek elektronîkî ya 1,000 pêl di her şoreşê de, 1 pêl bi 0,36 pileya zivirîna şaftê re têkildar e. Servo ajokera pozîsyonê digire, xeletiya pozîsyonê di navbera pozîsyona fermankirî û rastîn de kêm dike. Rastiya pozîsyona tîpîk dikare bigihîje ± 1 hejmara enkoderê, ku bi rastbûna goşeyê ji 0,0004 şoreşan çêtir e.

Serîlêdanên kontrolkirina lez û torque

Moda kontrolkirina lezê leza motorê li dû fermanek analog an dîjîtal bi rê ve dibe. Ew di lêdan, veguheztin, an pompkirinê de ku leza domdar krîtîk e de gelemperî ye. Berfirehiya lûleya lezê ya 80-200 Hz rê dide bersivdana bilez a guheztinên barkirinê, leza di nav ±0,1% de digire, tewra digel 20-30% guhertinên gavê barkirinê. Moda kontrolê ya torque li ser bingeha berteka heyî torkuya derketinê birêkûpêk dike û di operasyonên kontrolkirina tansiyonê, zextkirin û hişkkirinê de xweş tê. Tewra mîhengkirî bi gelemperî dikare ji% 0 heya 150% torque binavkirî were guheztin, digel demên bersivdana torkê di navbera 1-5 ms. Di gelek ajokaran de, modên pozîsyon, lez û torkê dikarin bi dînamîkî werin hev kirin an biguhezînin da ku profîlên tevgerê yên tevlihev bicîh bînin.

Amûrên bersivdayînê û mantiqa kontrolê ya girtî

Encoder, çareserker, û çareseriya bersivê

Amûrên bersivê agahdariya bingehîn ji bo kontrolkirina dorpêk peyda dikin. Enkoderên zêdebûyî pêlên A/B/Z derdixin, dema ku şîfrekerên bêkêmasî agahdariya pozîsyona pirzivirînê peyda dikin ku hewcedariya malê tune. Enkoderên bêkêmasî yên nûjen bi gelemperî 17-23 bit çareseriyê hene, ku ji 131,072-ê heya zêdetirî 8 mîlyon hejmarên her şoreşê ye. Çareser li hember germahî û lerizînê zexmek hêja pêşkêşî dikin, lê xwedan çareseriya bi bandor kêmtir in û di ajokerê de veguherîna çareserker-bo-dîjîtal a taybetî hewce dike. Hilbijartina vegerê hevsengiyek di navbera rastbûn, xurtbûna jîngehê, û lêçûn de ye, ku di projeyên mezin ên firotanê de ku bi sedan axên servo tê de cih digirin de girîng dibe ku standardîzekirina pêkhateyan debar kêm dike.

Xalên kontrolê yên nested û demên çerxa kontrolê

Servo ajokera bi gelemperî sê hêlînên rêzkerê hêlîn dimeşîne. Xala herî hundurîn bi dema çerxa pir bilez, bi gelemperî 10-50 μs, bi karanîna kontrola zeviyê-oriented (FOC) tîrêjên qonaxê telafî dike da ku herikên d- û q-axis serbixwe birêkûpêk bike. Xala lezê, ku di 0,5-2 kHz de dixebite, li ser bingeha xeletiya lezê fermanên heyî diafirîne, dema ku lûleya pozîsyonê, ku di 0,5-1 kHz de dixebite, fermanên bilez ji xeletiya pozîsyonê diafirîne. Îstîqrar û performansa bi destkeftiyên loop û margîneyên qonaxê ve girêdayî ye; hedefa sêwiranê ya hevpar qonaxek qonaxek 30-60 pileyî û marjîneyek qezencê ya li jor 6 dB ye. Van armancên jimareyî piştrast dikin ku pergal bi lez bersivê dide dema ku kêm zêde diparêze û ji lehiyên domdar dûr dikeve.

Sazkirin û ahengkirina parametreyên ajokera servo

Daneyên motor, sînor, û mîhengên parastinê

Berî ku eksê servo bi ewlehî bixebite, pêdivî ye ku pîvanên sereke yên motor û ajotinê bêne danîn. Di nav wan de heyama binavkirî ya motorê, leza binavkirî, cotên polê, çareseriya encoder, û daneyên bêhêziyê hene. Sînorên torque bi gelemperî di navbera 120% û 200% torque nirxandî de têne danîn, digel ku sînorên heyî van nirxan li hev dikin da ku pêşî li demagnetîzasyon an germbûna zêde bigirin. Sînorên lezê divê rêzikên mekanîkî rêz bikin; ji bo motorek ku di 3000 rpm de bi leza herî zêde ya 5000 rpm hatî destnîşankirin, sînorek ewle ya 4500 rpm marjînal peyda dike. Zêdetir voltaja, kêmbûna voltaja, germahiya zêde, û bendavên leza zêde divê werin mîheng kirin da ku pêşî li zirarê bigirin, nemaze di xetên kargehê de ku rawestgehên acîl ên nediyar û guheztinên elektrîkê pir caran dibin.

Armancên danûstendin û bersivdayînê yên bingehîn

Parametrekirina destpêkê bi gelemperî bi birêkûpêkkirina otomatîkî dest pê dike, li cihê ku ajokar sînyalên testê derdixe da ku bêhêziya barkirinê û kêşanê nas bike, dûv re destkeftiyên kontrolê yên pêşniyarkirî hesab dike. Ji bo gelek axeyan, pêlavek bendavê ya pozîsyonê ya 20-60 Hz bes e, digel firehiya lûleya lezê li dora 100-200 Hz. Van nirxan demek rûniştina pozîsyonê ya 50-150 ms peyda dikin ku ji% 10-ê derbas dibe. Ji bo sepanên pir rast, wek alavên nîvconductor, dibe ku band berfê bilindtir bibe, lê bi bihaya toleransa kêm a li hember rezonansa mekanîkî û nelihevkirinê. Pêşkêşkerek pêbawer ne tenê dê rêwerzên ajotinê peyda bike, lê di heman demê de rêwerzên birêkûpêk û komên parametreyên nimûneyê jî peyda dike, ku bi taybetî di dema xebitandina gelek axên di pergalek mezin de hêja ne.

Kontrolkirina PID-ê û rêbazên tunekirinê

Struktura kontrolkerên servo PID

Xalên kontrolê yên sereke di ajokerek servo de bi gelemperî wekî kontrolkerên PID an PI têne bicîh kirin. Xala heyî bi gelemperî PI ye (proporsiyonel-entegre) da ku xeletiya rewşa domdar a sifir misoger bike, dema ku lûleyên lez û pozîsyonê dibe ku şert û fîlterên jêderî jî hebin. Di çerxa lezê de, qezençkirina rêjeyî diyar dike ka xeletiya lezê bi çi rengî bi tundî tê rast kirin, terma entegre xeletiya demdirêj ji holê radike, û her kiryarek jêderk arîkariya guheztinên ji nişka ve dike. Destkeftiyên rêjeyî yên tîpîk têne sererast kirin da ku li ser fermanek gavê bi qasî 5–15% zêde zêde bibin, dema ku domdarên demê yên yekbûyî têne danîn da ku xeletiya rewşa domdar di nav çend sed milî çirkeyan de ji %1 dakeve.

Pêngavên ahengkirina pratîk û kontrolên hejmarî

Pêvajoyek ahengsaziya pratîkî bi destkeftiyên kêm dest pê dike. Pêşîn, lûleya heyî bi kontrolkirina ku torkuya fermankirî bêyî oscilasyonê lezek nerm çêdike tê pejirandin. Dûv re, qezenca lûleya lezê zêde dibe heya ku gavek leza 0-100% (mînak, 0 heta 1,500 rpm) demek bilindbûnê ya li dor 50-100 ms bi zêdekirina hindiktirîn çêdike. Di dawiyê de, dema şopandina tevgerek xal-bi-xal tê zêdekirin, bo nimûne zivirîna 360 pileyî an tevgerek xêzek 100 mm, û kontrolkirina ku dema rûniştinê di binê armanca pêwîst de bimîne, wek 100 ms, digel xeletiya pozîsyonê ji 0,01 mm an 0,01 pileyî kêmtir bimîne. Ger rezonansa mekanîkî were dîtin, fîlterên birêkûpêk ên ku li ser frekansên rezonansê yên pîvandî (pir caran di navbera 100-1,000 Hz de) têne navend kirin, dikarin bi bandên 10-20% ji frekansa rezonansê werin sepandin.

Kontrola tevgerê bi karanîna PLC an kontrolkerê tevgerê

Têkiliyên ferman û protokolên ragihandinê

Fermanên tevgerê ji PLC, kontrolkerek tevgerê, an PC-ya pîşesaziyê çêdibe. Pergalên mîras bi gelemperî ji bo kontrolkirina pozîsyonê derketinên pêl/rêveberiyê bikar tînin, digel ku frekansên pêlê heya 500 kHz jî bi pêlavên elektronîkî yên nerm re çareseriya bilind peyda dikin. Pergalên nûjen her ku diçe xwe dispêre otobusên zeviyê dîjîtal ên wekî EtherCAT, ku dikare gelek axen bi demên çerxa 250 μs an jêrîn hevdeng bike. Ev rê dide profîlên tevgera hevrêzkirî, wek kamerayên elektronîkî û navberkirina li ser gelek axên servo. Hilbijartina protokolek lihevhatî di dema kirîna pirfirotanê ya ajoker û kontrolkeran de pêdivî ye, ji ber ku standardên ragihandinê yên nehevgirtî dikarin lêçûna entegrasyonê di asta kargehê de bi girîngî zêde bikin.

Profîlên pozîsyonê û plansaziya tevgerê

Kontrolker profîlên tevgerê di warê lezbûn, leza domdar û kêmbûnê de diyar dike. Profîla leza trapezoîdal a hêsan dibe ku lezbûna 500 mm/s², leza herî zêde 300 mm/s, û kêmbûna 500 mm/s² ji bo rêwîtiyek 200 mm diyar bike. Profîlên pêşkeftî yên S-kûreya zirkê (rêjeya guherîna lezbûnê) sînordar dikin, ku lerizîn kêm dike, nemaze di bargiraniyên bêhêziya bilind de. Divê çerxên pozîsyonê hem torque motorê hem jî hêza mekanîkî rêzdar bikin; heke lezbûn ji ya ku motor dikare bi torqa xweya nirxdarkirî bi dest bixe, zêdetir bike, divê dema rêwîtiyê were zêdekirin an jî motorek bi torque bilindtir were bikar anîn. Simulasyona hejmarî ya çerxên pozîsyonê dibe alîkar ku berî sazkirinê mezinahiyên servo yên guncan hilbijêrin.

Rastbûna pozîsyonê, dema bersivdanê, û aramî

Faktorên ku li ser rastbûn û dubarebûnê bandor dikin

Rastbûna pozîsyonê tenê ji hêla şîfrekerê ve nayê destnîşankirin. Digel ku koddêrek dikare xwedan çareseriyek teorîkî ya 1,000,000 hejmartina serê şoreşê be, rastbûna cîhana rastîn bi paşvekêşana mekanîkî, hişkiya şaftê, hişkiya hevgirtinê û berfirehbûna germî ve girêdayî ye. Ji bo pergalek top-screw bi 5 mm lîre û şîfrekera 20-bit, yek hejmar bi qasî 4,77 nm re têkildar e, ku ji rastbûna mekanîkî ya pratîkî pir kêmtir e. Di pratîkê de, rastbûna pozîsyona giştî ya ± 0,01-0,02 mm û dubarebûna di nav ± 0,005 mm de ji bo eksên pîşesazî yên baş-dîzaynkirî armancên rastîn in. Pêvajoyên kalibrasyonê, wekî tabloyên tezmînatê, dikarin xeletiyên pozîsyona birêkûpêk ên ku ji ber guheztinên pîvaz û toleransên lêdanê çêdibin rast bikin.

Bersiva dînamîk û kontrola vibrasyonê

Performansa dînamîk bi gelemperî bi bersiva gavê, bersiva frekansê, û xeletiya jêrîn di binê profîlên tevgerê de tête diyar kirin. Texnek baş ahengkirî dibe ku fermanek pozîsyona sinusoidal li 5-10 Hz bi xeletiyek jêrîn li jêr 1% ji amplitudê bişopîne. Ji bo gihîştina vê yekê, frekansên rezonansê yên mekanîkî divê herî kêm 3-5 carî ji firehiya bandê ya pêwîst bilindtir bin. Hêzkirina strukturel, pêlên kurttir, û girêdanên hişktir hemî tev li frekansên rezonansê yên bilindtir dibin. Di ajokerê de, fîlterên nizm û fîlterên kêm-derbasbûnê têne bikar anîn da ku lûtkeyên resonantê bitepisînin dema ku firehiya kontrolê diparêzin. Dema ku li hawîrdorek fabrîkayê çerxên leza bilind têne bicîh kirin, pîvandina lerzîndanê bi lezokometreyên sade û sererastkirina frekansên parzûnê bi zêdebûnên 10-20 Hz dikare aramiyê bi rengek berbiçav baştir bike.

Xeletiyên hevpar, alarm, û ramanên çareserkirina pirsgirêkan

Cureyên alarmê yên tîpîk û sedemên bingehîn

Alarmên ajokera servo ya standard herikîna zêde, zêde voltajê, voltajê, xeletiyên şîfreker, leza zêde, û xeletiya jêrîn vedihewîne. Alarma zêdeyî dema ku herikîna tavilê ji %300 ji herikîna binavkirî derbas dibe, bi gelemperî ji ber tevlihevkirina mekanîkî an bargiraniyên bandor ên nişkê ve çêdibe. Zêdebûna voltaja bi gelemperî xuya dibe dema ku enerjiya frena nûjenker otobusa DC-ê li jor devê xwe bilind dike, bi gelemperî li dora 410 VDC ji bo pergalên 220 VAC an 820 VDC ji bo pergalên 400 VAC. Alarmên çewtiyê yên jêrîn derdikevin dema ku devjêberdana pozîsyonê ji bendek diyarkirî derbas dibe, wek mînak 1,000 jimareyên şîfrekeran, û dibe ku ji ber torque ne bes, lezkirina zêde êrîşkar, an destkeftiyên kontrolê yên bi xeletî verastkirî be. Kargehên bi bandor têketinên dîroka alarmê diparêzin da ku qalibên dubare li ser xetên hilberînê bibînin.

Rêbazên tespîtkirin û rastkirinê gav bi gav

Çareserkirin bi veqetandinê dest pê dike ka pirsgirêk elektrîkî, mekanîkî, an bi parametreyê ve girêdayî ye. Pêdivî ye ku berxwedana qonaxa motorê ya pîvandî di nav çend ji sedî de bi nirxên navan re têkildar be; veguheztinên mezin zirara bayê nîşan dide. Ji hêla mekanîkî ve, ax divê bi serbestî bi destan an bi leza nizm bêyî dengek nenormal bimeşin. Kontrolên Parametreyê verastkirina ku çareseriya enkoder, gemarkirina elektronîkî, berdewamên motorê, û sînoran bi hardwareya rastîn re li hev dikin vedihewîne. Amûrên oscilloscope an şopa ajotinê dikarin di dema xeletiyan de xeletiya heyî, lez û pozîsyonê tomar bikin. Mînakî, heke xeletiya pozîsyonê di bin barkirina domdar de hêdî hêdî zêde bibe, dibe ku sînorên torque an kapasîteya heyî têrê neke; heke oscillation bi frekansek sabît xuya bibin, verastkirinên rezonans û parzûnê hewce ne. Pêşkêşkerek jêhatî ya teknîkî bi gelemperî piştgirîya tespîtkirina dûr û vekolîna parametreyê peyda dike, ku bi taybetî di projeyên xweseriya mezin de hêja ye.

Sazkirin, têlkirin, û pratîkên lênihêrîna rojane

Standardên têlên elektrîkê û ramanên EMC

Têlên rast ji bo kontrolkirina servo ya domdar bingehîn e. Pêdivî ye ku kabloyên hêzê û kabloyên şîfreker an ragihandinê ji hev cuda werin rêve kirin, bi dûrahiya herî kêm 100-150 mm, û kabloyên parastî divê li yek dawiya an li gorî pêşnîyarên ajotinê werin zexm kirin da ku deng kêm bikin. Girêdanên erdê yên parastinê divê impedance kêm bin, bi berxwedana erdê bi gelemperî di sazgehên pîşesaziyê de ji 10 Ω kêmtir bin. Ji bo kabloyên dirêj ên ji 30–50 m bilindtir, daketina voltajê û pêbaweriya deng zêde dibe, ji ber vê yekê dibe ku beşên gîhayê yên mezin û korikên ferrîtê hewce bibin. Di fermanên pirfirotanê de ji bo kîtên kabloyên kargehê, setên kabloyên standardkirî yên bi girêdanên pêşwextkirî xeletiyên sazkirinê û dema xebitandinê bi girîngî kêm dikin.

Sazkirina mekanîkî û kontrolên demkî

Ji aliyê mekanîkî ve, divê lihevhatina hevoksîal a di navbera mîlî motorê û barkirinê de bi baldarî were kontrol kirin. Nelihevkirina ji 0,05 mm radîkal an 0,2 pileya goşeyê mezintir dikare bargiraniyên zêde derxîne holê, vibrasyonê zêde bike û jiyana karûbarê kêm bike. Pevgirêkên maqûl dikarin xeletiyên piçûk telafî bikin lê divê li gorî rêjeya torque û dema bêhêziyê bêne hilbijartin. Lênêrîna periyodîk bi paqijkirina rûberên sarbûnê, kontrolkirina pêlên şilandî, vekolîna çakêtên kabloyê ji bo cilê, û vekolîna dîroka alarmê vedihewîne. Pîvandinên germî divê piştrast bikin ku germahiya rûbera motorê di nav sînorên binavkirî de dimîne, bi gelemperî ji bo xebata domdar di binê 80-90 ° C de dimîne. Van kiryaran jiyana amûrê dirêj dikin û dema bêplansaziyê di fabrîkeyên xebata domdar de kêm dikin.

Maxtech Çareseriyan peyda dike

Maxtech balê dikişîne ser çareseriyên bêkêmasî yên pergala servo AC ji bo bikarhênerên pîşesaziyê, ji hilbijartina pêkhateyê bigire heya desteka komîsyonê. Li ser bingeha torque, bilez, bêserûber, û hewcedariyên pozîsyonê, endezyarên Maxtech motor, ajoker, û amûrên bertekê yên lihevhatî pêşniyar dikin, di nav de entegrasyona bi PLC an kontrolkerên tevgerê re ku bi karanîna torên zeviyê guncan bikar tînin. Ji bo projeyên firotanê û fabrîkî yên ku gelek ax tê de ne, Maxtech model û aksesûaran standardîze dike da ku envanterê kêm bike û lênihêrînê hêsan bike. Şablonên Parametreyê, karûbarên birêkûpêk, û rêbernameya tespîtkirinê têne peyda kirin da ku her axek servo bi firehiya bandê ya çêtirîn û vibrasyona hindiktirîn bigihîje operasyona aram. Bi plansazkirina birêkûpêk û piştgirîya teknîkî ya domdar, Maxtech ji xerîdaran re dibe alîkar ku di xetên hilberîna xwe de hilberîneriyek bilindtir û performansa tevgera domdar bi dest bixin.