I servi motori sono un tipo di motore di controllo, classificato come servo motori DC e servo motori. A causa dei loro vantaggi, come dimensioni ridotte, peso leggero, uscita di coppia elevata, bassa inerzia e eccellenti prestazioni di controllo, i servi motori AC sono ampiamente utilizzati nei sistemi di controllo automatici e nei sistemi di ispezione automatizzati come attuatori, convertindo i segnali elettrici di controllo in rotazione meccanica degli alberi.
A causa dell'elevata accuratezza del posizionamento dei servi motori, i moderni sistemi di controllo della posizione utilizzano sempre più motori a servo CA come componenti principali. TONGHANG, come produttore di servomotori e driver CA, utilizza un sistema di servo a vite a vite rotanti + a vite a vite sui centri di misurazione degli ingranaggi per ottenere i parametri di controllo desiderati per i driver del servosistero CA.
AC Servo Motor e DriverStruttura del sistema
Il centro di misurazione degli ingranaggi è costituito da quattro assi di movimento: tre assi lineari e un asse rotante. Per questa impostazione dei parametri, il sistema service servomotore AC viene utilizzato sull'asse lineare con un'inerzia di circa 250 kg.
L'unità di rilevamento della posizione del sistema utilizza una grata lunga incrementale di Renishaw. Il segnale di uscita è un segnale di tensione d'onda quadrata, con 2500 impulsi per 1 mm. Dopo un circuito di risoluzione dimensionale di quattro -, è possibile ottenere una risoluzione di 0,1 μm (10.000 impulsi per 1 mm).
Select Tonghang series AC servo motor (its main performance indicators are: power supply voltage is three-phase 200V, rated power of the adapted motor is 400W, encoder type is 2500p/r, resolution is The 10000 servo drive also uses a Tonghang product line. This drive accepts external pulse position command input and square wave encoder feedback, and features four internal control modes: position control, speed control, torque control, and Controllo del loop - completo.
Gamma di tensione analogica input: -10v -+10 V;
Frequenza impulso di ingresso massima: 2MPP.
A seconda dell'applicazione, l'unità può essere configurata per il controllo del comando di posizione, il controllo del comando di posizione impulso, il controllo del comando di velocità o il controllo del comando di coppia. Il controllo del comando della posizione dell'impulso viene utilizzato in questo documento.
L'unità servo riceve il segnale di comando di posizione (impulso/direzione) dalla scheda di controllo servo e lo alimenta in un treno a impulsi. Dopo la moltiplicazione della frequenza per l'ingranaggio elettronico, viene confrontato con il segnale dell'impulso di feedback in un contatore reversibile di deviazione per generare un segnale di deviazione.
L'impulso di feedback viene generato dall'encoder che rileva il numero effettivo di impulsi generati dal motore e quindi moltiplicato per quattro. Il segnale di deviazione di posizione viene regolato dal controller feedforward composito nel ciclo di posizione per generare il segnale di comando di velocità.
Il segnale di deviazione, risultante dal confronto tra il segnale di comando di velocità e il segnale di feedback di velocità, è regolato dal controller integrale proporzionale - nel ciclo di velocità per generare il segnale di comando di corrente. Questo segnale subisce la conversione vettoriale nel ciclo di corrente e viene quindi convertito dal ciclo di corrente. Output SPWM Coppia e corrente per controllare il funzionamento del motore service AC.
L'accuratezza del controllo della posizione è determinata dal numero di impulsi generati per rivoluzione dall'encoder fotoelettrico. Gli encoder fotoelettrici sono classificati in tipi incrementali e assoluti.
Questo articolo utilizza un driver servo con un encoder fotoelettrico incrementale. La sua semplice costruzione, facilità d'uso, durata lunga, alta risoluzione e ampia gamma di applicazioni pratiche sono caratteristiche chiave. Il cablaggio del driver servo è il seguente: PULS1 e PULS2 si collegano al segnale impulso di uscita della scheda di controllo, Sign1 e Sign2 si connettono al segnale di direzione, com+ e com - si connettono a +24 v alimentazione (terminali positivi e negativi) e Srv su connessi a com -. Questo completa il cablaggio di base per la modalità di controllo della posizione. Il motore e il driver formano un sistema di controllo servo a circuito chiuso e gli utenti possono regolare i parametri del driver per regolare le prestazioni del servomo.
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 ->Posizionamento. Quanto segue spiega e analizza i principi di ciascun ciclo di controllo.
1. Currente
Rispetto ai motori DC, l'attuale controllo del ciclo dei servomoli CA richiede il controllo del vettore. Pertanto, un ciclo di calcolo della corrente di fase tre - è incluso all'interno del ciclo corrente. Il suo scopo è quello di garantire che la direzione del risultante campo magnetico generato dalle tre correnti di fase - sia sempre perpendicolare al campo magnetico del rotore, ottenendo la massima spinta, ottenendo così lo stesso effetto di un motore DC.
Sotto il controllo del vettore ideale, il modello di ciclo corrente per un motore CA è identico a quello per un motore a CC. Con il feedback negativo di corrente appropriato e i parametri del controller di corrente, la tensione di ingresso e la coppia del motore sono proporzionali. Nei test effettivi, il valore di corrente effettivo tiene traccia molto bene il valore corrente di comando e il modello può essere approssimato come collegamento proporzionale, quindi il ciclo corrente non richiede la regolazione dell'utente.
2. Loop di velocità
Il metodo di controllo del ciclo di velocità utilizzato nei servi unità è PI o proporzionale - Controllo integrale.
La figura mostra il principio del controller del ciclo di velocità. Le prestazioni del servo del ciclo di posizione possono essere modificate regolando il guadagno proporzionale K e il guadagno integrale K. L'algoritmo PI è un algoritmo di tracciamento degli errori con eccellenti capacità di tracciamento del posizionamento. Il ciclo di velocità di un service di posizione utilizza in genere l'algoritmo PI e richiede una certa quantità di superamento.
3. Posizione Loop
Il ciclo di posizione dell'unità servo ha modalità di controllo feedforward proporzionale, integrale, differenziale, di velocità e accelerazione. Come mostrato nella figura.
KP, KPI e KPD sono rispettivamente il guadagno proporzionale, il guadagno integrale e il guadagno differenziale del controllo della posizione. KPVFN è il coefficiente di feedforward di velocità e KPAFR e KPAFR2 sono i coefficienti feedforward di accelerazione. Questo servo sistema richiede un errore di tracciamento della velocità minima per garantire l'accuratezza della misurazione dinamica, quindi viene utilizzato un controller P con feedforward di velocità. Poiché il superamento è indesiderabile nel controllo della posizione, un controller I non viene generalmente utilizzato. KP, KPN e KPVFR sono rispettivamente il feedforward proporzionale, differenziale e di velocità e sono parametri regolabili per il controllo della posizione. Poiché il movimento a velocità costante è principalmente impiegato in applicazioni pratiche, l'accelerazione feedforward non viene utilizzata.
Servo System Experiment
Sulla base dell'analisi di cui sopra, è necessario regolare i parametri dell'unità servo. I parametri dell'utente che devono essere impostati sono i seguenti:
PR02: Imposta su "7" per selezionare il controllo del loop completo - - per il servO Motor.
PR15: imposta su "100" per impostare il valore feedforward di velocità. Un'impostazione più alta si traduce in una risposta più rapida con deviazioni di posizione più piccole, specialmente quando è richiesta una risposta di velocità - alta.
PR16: Impostare su "3000" per impostare la costante di tempo del filtro di ritardo primario per la velocità feedforward.
Pr18: Set to "200" to set the position loop gain. Increasing this gain value can improve the servo rigidity of position control, but excessively high gain can cause oscillation.
PR19: impostato su "150" per impostare il guadagno del ciclo di velocità. L'aumento di questo valore di guadagno può migliorare la velocità di risposta del controllo della velocità.
PR 1A: impostato su "10" per impostare la costante di tempo integrale di velocità. La riduzione di questo parametro accelera l'azione integrale. Unità: MS.
PR1B: impostare su "4" per impostare il tipo di filtro di rilevamento della velocità. Un'impostazione più alta riduce il rumore del motore.
PR1C: impostato su "20" per impostare la costante di tempo del filtro di coppia. L'impostazione dei parametri del filtro di coppia può ridurre le vibrazioni della macchina.
PR20: impostare su "250" per impostare il rapporto dell'inerzia di carico meccanico nell'inerzia del rotore del motore.
PR40: Imposta su "0" in ingresso tramite il circuito OptoCoupler (connettore X5, Puls1: Pin 3, Puls2: Pin 4, Sign1: Pin 5, Sign2: Pin 6).
PR41: Imposta su "0" per impostare il tipo di impulso di comando, che determina la direzione di rotazione corrispondente e la forma dell'impulso. Usato insieme a PR42.
PR42: Impostare su "3", ovvero il tipo di impulso di comando inviato dal controller al driver utilizza il metodo impulso/direzione.
PR44: Impostare su "16384", ovvero viene utilizzato per impostare il numero di impulsi che uscirà dall'interfaccia del segnale di feedback per rotazione del motore.
PR45: impostato su "0", funziona insieme a PR44.
PR46: Imposta su "1", ovvero viene utilizzato per impostare se il livello logico dell'uscita del segnale di fase B dall'interfaccia del segnale di feedback è invertito. Il valore 1 è invertito.
PR48: Imposta su "1", PR49: Imposta su "1", PR4A: Imposta su "1", PR4B: Imposta su "10". Questi parametri sono i parametri per la divisione di frequenza di comando e possono realizzare la funzione di marcia elettronica di qualsiasi rapporto di velocità. La relazione tra questi quattro parametri è la seguente: f=fx (pr4b) / pr48 (o pr49) * 2 pr4a=50 000 (1) dove f: il numero di impulsi di comando interni richiesti per il motore a ruotare un cerchio.
F: risoluzione dell'encoder
La scheda di controllo corrispondente imposta internamente l'impulso equivalente a 10.000.
Il software di debug del driver verifica i parametri regolati. Il driver fornisce tre metodi per il debug del ciclo di controllo, consentendole di generare comandi di posizione, velocità o coppia per ottenere curve di servo in condizioni di movimento specifiche.
Le seguenti curve di esempio testano il driver in due modalità di movimento: moto uniforme e avvio - a - Stop Motion. La linea rossa mostra la curva di deviazione di posizione, la linea rosa mostra la curva di coppia di uscita, la linea verde mostra la curva di velocità del comando e la linea blu mostra la curva di velocità effettiva. Come si può vedere dal grafico, non vi è alcuna differenza significativa di posizione, coppia o velocità durante l'accelerazione del motore e la decelerazione.
Durante il debug:
Poiché il ciclo corrente non richiede la regolazione dell'utente, il controllo della coppia non è disponibile.
Curva di deviazione di velocità del movimento uniforme quando pr 19=150, pr1a =10
Curva di deviazione di velocità del movimento uniforme quando pr 19=150, pr1a =5
Quando si regola il ciclo di velocità, se il rapporto è impostato su 200, il sistema oscillerà sotto il disturbo di altri movimenti dell'asse. Le figure mostrano le curve di deviazione di velocità per il movimento uniforme del motore e il processo di avvio, rispettivamente. La Figura 11 mostra la curva di deviazione di posizione per il processo di avvio. A questo punto sono impostate le impostazioni dei parametri del driver del motore (PR19: 150, PR1A: 10). Altri parametri rimangono gli stessi di quelli regolati sopra. Il ciclo di velocità ha una moderata quantità di ritardo e la curva di risposta alla velocità è relativamente ideale. Tuttavia, il ciclo di velocità ha un ritardo significativo quando le impostazioni dei parametri del driver del motore (PR19: 150, PR1A: 5) sono impostate nella figura. La risposta al ciclo di velocità è significativamente più veloce quando le impostazioni dei parametri del driver del motore (PR19: 170, PR1A: 5) sono impostate nella figura, ma vi sono evidenti vibrazioni.
Curva di deviazione di velocità del movimento uniforme quando pr1a =5, pr 19=170
Speed Deviation Curve durante l'avvio quando pr 19=150, pr1a =10
Posizionare la curva di deviazione durante l'avvio quando pr 19=150, pr1a =10
Posizione Curva di deviazione del movimento uniforme quando pr 18=200
When Pr15 is set to "100," Pr18 is set to "200," 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 2 pulses, achieving satisfactory results and reducing the operating speed tracking error, as shown nella figura. Tuttavia, quando PR15 è impostato su "100", PR18 è impostato su "190" e PR16 è impostato su "3000", mentre altri parametri rimangono invariati, l'errore di tracciamento durante la costante - Tracciamento di velocità e l'inizio - a - il processo di arresto raggiunge approssimativamente 10 pumi, con lieve zillaggio. PR15 a "100," da PR18 a "200" e da pr16 a "3000" è l'ideale.
Posizione Curva di deviazione del movimento uniforme quando pr 18=240
Posizionare la curva di deviazione del processo di movimento che si ferma dopo l'avvio
Conclusione
Tonghang ha costruito unAC Servo Motor e Driver Systeme ha condotto ricerche sperimentali. Ciò dimostra i principi operativi del servo sistema e fornisce un metodo di riferimento per la regolazione dei parametri del servomo loop. L'analisi della simulazione consente agli utenti di visualizzare intuitivamente l'impatto delle modifiche ai parametri sulla curva di risposta prima del funzionamento effettivo e di determinare se i parametri regolati sono appropriati in base alla curva di risposta. Il nostro team di ricerca si impegna a collaborare con i clienti per fornire soluzioni ottimali.
Il nostro sistema servo servo AC è stato distribuito nei centri di misurazione degli ingranaggi, eliminando i problemi di isteresi e oscillazione associati alle trasmissioni a vite di piombo, migliorando l'accuratezza e la ripetibilità della misurazione e il miglioramento delle prestazioni dello strumento. Affrontiamo anche le sfide specifiche del settore e miglioriamo l'efficienza, fornendo una - Stop Servo Motor e soluzioni di conducente su misura per le esigenze dei clienti.
I servi unità, noti anche come "servostroller" o "amplificatori servi", sono controller utilizzati per controllare i servi motori. La loro funzione è simile a quella di un convertitore di frequenza su un motore CA convenzionale. Fanno parte di un servomo e sono utilizzati principalmente in sistemi di posizionamento di precisione alti -. In genere controllano i servi motori usando posizione, velocità e coppia per ottenere un posizionamento di precisione - in alto nei sistemi di trasmissione. Sono un prodotto finale - alto nella tecnologia di trasmissione.
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