Servomotorer er en type kontrollmotor, kategorisert som DC -servomotorer og AC Servomotorer. På grunn av fordelene, for eksempel liten størrelse, lett vekt, høy momentutgang, lav treghet og utmerket kontrollytelse, er AC Servo Motors mye brukt i automatiske kontrollsystemer og automatiserte inspeksjonssystemer som aktuatorer, og konverterer kontrollens elektriske signaler til mekanisk rotasjon av sjakter.
På grunn av den høye posisjoneringsnøyaktigheten til servomotorer, bruker moderne posisjonskontrollsystemer i økende grad AC -servomotorer som sine primære komponenter. Tonghang, som en AC Servo Motor og førerprodusent, bruker en roterende motor + kuleskrue servo -stasjonssystem på girmålingssentre for å oppnå de ønskede kontrollparametere for AC Servo System -drivere.
AC Servo Motor og DriverSystemstruktur
Girmålesenteret består av fire bevegelsesakser: tre lineære akser og en roterende akse. For denne parameterinnstillingen brukes AC Servo Motor Servo -systemet på den lineære aksen med en treghet på omtrent 250 kg.
Systemets posisjonsdeteksjonsenhet bruker en renishaw inkrementelt langt rist. Utgangssignalet er et firkantet bølgespenningssignal, med 2500 pulser per 1 mm. Etter en fire - dimensjonell oppløsningskrets, kan en oppløsning på 0,1 μm (10.000 pulser per 1 mm) oppnås.
Select Tonghang Series AC Servo Motor (dens viktigste ytelsesindikatorer er: Strømforsyningsspenning er tre - Fase 200V, nominell effekt på den tilpassede motoren er 400W, kodertype er 2500p/r, oppløsning er 10000 COLLE -KVARTO KVARTO KVARTO KVARTO KONTROL, TORNE KONTROL, TORNE KONTROL, TORNE KONTROL, TOTRUK, TOTRUK, TOTRUK, TOTRUK, TOTRUK, TOTRUK, TOTROK, TOTROK, TOTROBRAK, TOLHANG PRODUKT. Denne drivkontrollen. og full lukket - loopkontroll.
Inngangsanalog spenningsområde: -10V -+10 V;
Maksimal inngangspulsfrekvens: 2mpps.
Avhengig av applikasjonen, kan stasjonen konfigureres for posisjonskommandokontroll, pulsposisjonskommandokontroll, hastighetskommandokontroll eller momentkommandokontroll. Pulsposisjonskontroll brukes i denne artikkelen.
Servo -stasjonen mottar posisjonskommandosignalet (puls/retning) fra servokontrollkortet og mater det inn i et pulstog. Etter frekvensmultiplikasjon med det elektroniske giret, sammenlignes det med tilbakemeldingspulssignalet i en avvik som reversible teller for å generere et avvikssignal.
Tilbakemeldingspulsen genereres av koderen som oppdager det faktiske antall pulser generert av motoren og deretter multiplisert med fire. Posisjonsavvikssignalet justeres av den sammensatte fremadgående kontrolleren i posisjonssløyfen for å generere hastighetskommandosignalet.
Avvikssignalet, som følge av sammenligningen mellom hastighetskommandosignalet og hastighetsfeedback -signalet, justeres av den proporsjonale - integralkontrolleren i hastighetssløyfen for å generere det gjeldende kommandosignalet. Dette signalet gjennomgår vektorkonvertering i gjeldende sløyfe og konverteres deretter med gjeldende sløyfe. SPWM gir dreiemoment og strøm for å kontrollere driften av AC -servomotoren.
Posisjonskontrollnøyaktighet bestemmes av antall pulser som genereres per revolusjon av den fotoelektriske koderen. Fotoelektriske kodere er klassifisert i inkrementelle og absolutte typer.
Denne artikkelen bruker en servoståfør med en inkrementell fotoelektrisk koder. Den enkle konstruksjonen, brukervennligheten, lang levetid, høy oppløsning og bredt spekter av praktiske bruksområder er viktige funksjoner. Servo -driverledningen er som følger: Puls1 og Puls2 Koble til kontrollkortutgangspulssignalet, Sign1 og Sign2 Koble til retningssignalet, Com+ og Com - Koble til +24 V strømforsyning (positiv og negativ terminal), og SRV på tilkobling til Com -. Dette fullfører den grunnleggende ledningen for posisjonskontrollmodus. Motor- og driveren danner et servicekontrollsystem for lukket sløyfe, og brukere kan justere driverparametrene for å justere servosystemets ytelse.
Servo Drive Research
Before adjusting drive parameters, let's explain in detail the principles of adjusting drive parameters. When adjusting servo drive parameters, follow the order: current loop -> speed loop ->Posisjonssløyfe. Følgende forklarer og analyserer prinsippene for hver kontrollsløyfe.
1. Gjeldende sløyfe
Sammenlignet med DC -motorer, krever gjeldende sløyfekontroll av AC -servomotorer vektorkontroll. Derfor er en tre - -fasestrømberegningssløyfe inkludert i gjeldende sløyfe. Hensikten er å sikre at retningen til det resulterende magnetfeltet generert av de tre - fasestrømmene alltid er vinkelrett på rotormagnetfeltet, og oppnår maksimal skyvekraft, og dermed oppnår samme effekt som en DC -motor.
Under ideell vektorkontroll er den nåværende sløyfemodellen for en vekselstrømsmotor identisk med den for en DC -motor. Med passende strøm negativ tilbakemelding og strømkontrollerparametere, er inngangsspenningen og motorisk dreiemoment proporsjonalt. I faktisk testing sporer den faktiske strømverdien kommandostrømverdien veldig bra, og modellen kan tilnærmes som en proporsjonal kobling, så gjeldende sløyfe krever ikke brukerjustering.
2. Hastighetssløyfe
Hastighetssløykekontrollmetoden som brukes i servodyrene er PI, eller proporsjonal - Integral kontroll.
Figuren viser prinsippet om hastighetssløyfekontrolleren. Servoytelsen til posisjonssløyfen kan endres ved å justere den proporsjonale forsterkningen K og den integrerte forsterkningen K. PI -algoritmen er en feilsporingsalgoritme med utmerkede posisjonssporingsfunksjoner. Hastighetssløyfen til et posisjonssystem bruker typisk PI -algoritmen og krever en viss overskudd.
3. Plasseringssløyfe
Servo Drive's Position Loop har proporsjonale, integrerte, differensielle, hastighetsmateriale og akselerasjonsfôringsmodus. Som vist på figuren.
KP, KPI og KPD er henholdsvis proporsjonal gevinst, integrert gevinst og differensialforsterkning av posisjonskontroll. KPVFN er hastighetsfôringskoeffisienten, og KPAFR og KPAFR2 er akselerasjonsfôringskoeffisientene. Dette servosystemet krever minimal hastighetssporingsfeil for å sikre dynamisk målingsnøyaktighet, så en P -kontroller med hastighetsfôring brukes. Fordi overskridelse er uønsket i posisjonskontroll, brukes en I -kontroller generelt ikke. KP, KPN og KPVFR er henholdsvis proporsjonal, differensial og hastighet fremover, og er justerbare parametere for posisjonskontroll. Siden konstant hastighetsbevegelse først og fremst brukes i praktiske anvendelser, brukes ikke akselerasjonsfôr.
Servosystemeksperiment
Basert på analysen ovenfor, må servomarkedningsparametrene justeres. Brukerparametrene som må settes er som følger:
PR02: Sett til "7" for å velge full lukket - sløyfekontroll for servomotoren.
PR15: Sett til "100" for å stille inn hastighetens fremadgående verdi. En høyere innstilling resulterer i en raskere respons med mindre posisjonsavvik, spesielt når høy - hastighetsrespons er nødvendig.
PR16: Sett til "3000" for å stille tidskonstanten til det primære forsinkelsesfilteret for hastigheten fremover.
PR18: Sett til "200" for å sette posisjonssløyfegevinsten. Å øke denne forsterkningsverdien kan forbedre servo -stivheten i posisjonskontrollen, men overdreven høy forsterkning kan forårsake svingning.
PR19: Sett til "150" for å stille hastighetssløyfegevinsten. Å øke denne forsterkningsverdien kan forbedre responshastigheten på hastighetskontrollen.
PR 1A: Sett til "10" for å stille inn en integrert tidskonstant. Å redusere denne parameteren fremskynder den integrerte handlingen. Enhet: MS.
PR1B: Sett til "4" for å stille inn hastighetsdeteksjonsfiltertypen. En høyere innstilling reduserer motorisk støy.
PR1c: Sett til "20" for å stille inn momentfiltertiden konstant. Innstilling av momentfilterparametere kan redusere maskinvibrasjonen.
PR20: Sett til "250" for å stille forholdet mellom den mekaniske belastnings tregheten og motorrotorens treghet.
PR40: Sett til "0" for å legge inn via Optocoupler -kretsen (X5 -kontakt, Puls1: PIN 3, PULS2: PIN 4, Sign1: PIN 5, Sign2: PIN 6).
PR41: Sett til "0" for å angi kommandopulstypen, som bestemmer den tilsvarende rotasjonsretningen og pulsformen. Brukt sammen med PR42.
PR42: Sett til "3", det vil si kommandopulstypen sendt fra kontrolleren til føreren bruker puls/retningsmetoden.
PR44: Sett til "16384", det vil si at den brukes til å angi antall pulserutgang fra tilbakemeldingssignalgrensesnittet per motorisk rotasjon.
PR45: Sett til "0", det fungerer sammen med PR44.
PR46: Sett til "1", det vil si at det brukes til å stille inn om logikknivået til B -fasesignalutgangen fra tilbakemeldingssignalgrensesnittet er omvendt. Verdien 1 er omvendt.
PR48: Sett til "1", PR49: Sett til "1", PR4A: Sett til "1", PR4B: Sett til "10". Disse parametrene er parametrene for kommandovekvensdivisjon og kan realisere den elektroniske girfunksjonen til ethvert hastighetsforhold. Forholdet mellom disse fire parametrene er som følger: f=fx (pr4b) / pr48 (eller pr49) * 2 pr4a=50 000 (1) hvor f: antall interne kommandopulser som kreves for at motoren skal rotere en sirkel.
F: Enkoderoppløsning
Det tilsvarende kontrollkortet angir internt pulsen som tilsvarer 10.000.
Driverens feilsøkingsprogramvare verifiserer de justerte parametrene. Føreren gir tre metoder for feilsøking av kontrollsløyfe, slik at den kan generere posisjons-, hastighets- eller dreiemomentkommandoer for å skaffe servo -kurver under spesifikke bevegelsesforhold.
Følgende prøvekurver tester driveren i to bevegelsesmodus: ensartet bevegelse og start - til - stopp bevegelse. Den røde linjen viser posisjonsavvikskurven, den rosa linjen viser utgangsmomentkurven, den grønne linjen viser kommandohastighetskurven, og den blå linjen viser den faktiske hastighetskurven. Som det fremgår av grafen, er det ingen signifikant forskjell i posisjon, dreiemoment eller hastighet under motorisk akselerasjon og retardasjon.
Under feilsøking:
Siden den nåværende sløyfen ikke krever brukerjustering, er momentkontrollen utilgjengelig.
Hastighetsavvikskurve for ensartet bevegelse når pr 19=150, pr1a =10
Hastighetsavvikskurve for ensartet bevegelse når pr 19=150, pr1a =5
Når du justerer hastighetssløyfen, hvis forholdet er satt til 200, vil systemet svinge under forstyrrelse av annen aksebevegelse. Figurene viser hastighetsavvikskurvene for motorens ensartede bevegelses- og oppstartprosess. Figur 11 viser posisjonsavvikskurven for oppstartsprosessen. På dette tidspunktet er parameterinnstillinger for motordriver (PR19: 150, PR1A: 10) satt. Andre parametere forblir de samme som justert ovenfor. Hastighetssløyfen har en moderat mengde etterslep, og hastighetsresponskurven er relativt ideell. Imidlertid har hastighetssløyfen betydelig etterslep når innstillinger for motordriveren (PR19: 150, PR1A: 5) er satt i figuren. Hastighetssløyfesponsen er betydelig raskere når innstillinger for motordriveren (PR19: 170, PR1A: 5) er satt i figuren, men det er merkbar vibrasjon.
Hastighetsavvikskurve for ensartet bevegelse når pr1a =5, pr 19=170
Hastighetsavvikskurve under oppstart når pr 19=150, pr1a =10
Posisjonsavvikskurve under oppstart når pr 19=150, pr1a =10
Posisjonsavvikskurve for ensartet bevegelse når PR 18=200
Når PR15 er satt til "100", er PR18 satt til "200", og PR16 er satt til "3000", mens andre parametere forblir uendret, sporingsfeil under konstant - hastighetssporing og start- til- Stopp bevegelsesprosessen- for Figur. However, when Pr15 is set to "100," Pr18 is set to "190," and Pr16 is set to "3000," while other parameters remain unchanged, the tracking error during constant-speed tracking and the start-to-stop motion process reaches approximately 10 pulses, with slight oscillation, as shown in Figure 15. This indicates that setting PR15 til "100," PR18 til "200," og PR16 til "3000" er ideell.
Posisjonsavvikskurve for ensartet bevegelse når PR 18=240
Posisjonsavvikskurve for bevegelsesprosessen som stopper etter start
Konklusjon
Tonghang har bygget enAC Servo Motor and Driver Systemog gjennomført eksperimentell forskning. Dette demonstrerer servosystemets driftsprinsipper og gir en referansemetode for å justere servo -sløyfe -parametere. Simuleringsanalyse lar brukere intuitivt visualisere virkningen av parameterendringer på responskurven før faktisk drift, og for å bestemme om de justerte parametrene er passende basert på responskurven. Forskerteamet vårt er opptatt av å samarbeide med kunder for å tilby optimale løsninger.
Vårt AC Servo Motor Servo -system har blitt distribuert i girmålesentre, og eliminerer hysterese og svingningsproblemer assosiert med blyskrueoverføringer, forbedring av måle nøyaktighet og repeterbarhet og forbedring av instrumentytelsen. Vi adresserer også spesifikke bransjeutfordringer og forbedrer effektiviteten, og gir en - Stopp AC Servo Motor og førerløsninger tilpasset kundens behov.
Servo -stasjoner, også kjent som "Servo Controllers" eller "Servo Amplifiers", er kontrollere som brukes til å kontrollere servomotorer. Deres funksjon er lik den for en frekvensomformer på en konvensjonell vekselstrømsmotor. De er en del av et servosystem og brukes først og fremst i høye - presisjonsposisjoneringssystemer. De kontrollerer typisk servomotorer som bruker posisjon, hastighet og dreiemoment for å oppnå høy - presisjonsposisjonering i overføringssystemer. De er et høyt - sluttprodukt i overføringsteknologi.
Tonghang Product Series and Selection Guide
Populære tags: AC Servo Motor og Driver, China AC Servo Motor og Driver Produsenter, leverandører, fabrikk
