Les servomoteurs sont un type de moteur de contrôle, classé comme des servomoteurs CC et des servomoteurs AC. En raison de leurs avantages, tels que la petite taille, le léger poids, la puissance de couple élevée, l'inertie faible et les excellentes performances de contrôle, les servomoteurs AC sont largement utilisés dans les systèmes de contrôle automatiques et les systèmes d'inspection automatisés comme actionneurs, convertissant les signaux électriques de contrôle en rotation mécanique des arbres.
En raison de la précision de positionnement élevée des servomoteurs, les systèmes de contrôle de position modernes utilisent de plus en plus les servomoteurs AC comme principaux composants. Tonghang, en tant que fabricant de moteur et de conducteur AC, utilise un système de service de servo à vis à billes rotatifs sur les centres de mesure de l'équipement pour obtenir les paramètres de contrôle souhaités pour les conducteurs de système de servomoteur AC.
AC Servomoteur et conducteurStructure du système
Le centre de mesure de l'engrenage se compose de quatre axes de mouvement: trois axes linéaires et un axe rotatif. Pour ce réglage de paramètre, le système de servo-moteur AC est utilisé sur l'axe linéaire avec une inertie d'environ 250 kg.
L'unité de détection de position du système utilise un réseau long incrémentiel Renishaw. Le signal de sortie est un signal de tension d'onde carré, avec 2500 impulsions par 1 mm. Après un circuit de résolution dimensionnel de quatre -, une résolution de 0,1 μm (10 000 impulsions par 1 mm) peut être obtenue.
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 CONTRÔLE ET CONTRÔLE FULAIRE - Contrôle de la boucle.
Entrée Plage de tension analogique: -10V -+10 v;
Fréquence d'impulsion d'entrée maximale: 2MPPS.
Selon l'application, le lecteur peut être configuré pour la commande de commande de position, le contrôle de la commande de position d'impulsion, le contrôle de la commande de vitesse ou le contrôle de commande de couple. Le contrôle de la commande de position d'impulsion est utilisé dans cet article.
Le SERVO Drive reçoit le signal de commande de position (impulsion / direction) de la carte de commande de servo et le nourrit dans un train d'impulsions. Après la multiplication de fréquence par l'équipement électronique, il est comparé au signal d'impulsion de rétroaction dans un compteur réversible de déviation pour générer un signal de déviation.
L'impulsion de rétroaction est générée par le codeur détectant le nombre réel d'impulsions générées par le moteur puis multipliées par quatre. Le signal de déviation de position est ajusté par le contrôleur composite de FeedForward dans la boucle de position pour générer le signal de commande de vitesse.
Le signal de déviation, résultant de la comparaison entre le signal de commande de vitesse et le signal de rétroaction de vitesse, est ajusté par le contrôleur intégral proportionnel - dans la boucle de vitesse pour générer le signal de commande actuel. Ce signal subit une conversion vectorielle dans la boucle de courant et est ensuite converti par la boucle de courant. SPWM sortira le couple et le courant pour contrôler le fonctionnement du servomoteur AC.
La précision du contrôle de position est déterminée par le nombre d'impulsions générées par révolution par l'encodeur photoélectrique. Les encodeurs photoélectriques sont classés en types incrémentiels et absolus.
Cet article utilise un pilote servo avec un encodeur photoélectrique incrémentiel. Sa construction simple, sa facilité d'utilisation, sa longue durée de vie, sa haute résolution et sa large gamme d'applications pratiques sont des caractéristiques clés. Le câblage du pilote servo est le suivant: Puls1 et PULS2 se connectent au signal d'impulsion de sortie de la carte de commande, Sign1 et Sign2 se connectent au signal de direction, com + et com - se connecter au +24 V alimentaire (terminaux positifs et négatifs), et SRV sur le com -. Cela complète le câblage de base du mode de contrôle de position. Le moteur et le pilote forment un système de commande de servo en boucle fermée, et les utilisateurs peuvent ajuster les paramètres du pilote pour ajuster les performances du système de servo.
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 ->boucle de position. Ce qui suit explique et analyse les principes de chaque boucle de contrôle.
1. Boucle de courant
Par rapport aux moteurs à courant continu, le contrôle de la boucle de courant des servomoteurs AC nécessite un contrôle vectoriel. Par conséquent, une boucle de calcul de courant à trois - est incluse dans la boucle de courant. Son objectif est de s'assurer que la direction du champ magnétique résultant généré par les trois courants de phase - est toujours perpendiculaire au champ magnétique du rotor, atteignant la poussée maximale, atteignant ainsi le même effet qu'un moteur CC.
Sous contrôle du vecteur idéal, le modèle de boucle de courant pour un moteur AC est identique à celui d'un moteur à courant continu. Avec une rétroaction négative actuelle et un paramètres de contrôle de courant approprié, la tension d'entrée et le couple moteur sont proportionnels. Dans les tests réels, la valeur actuelle réelle suit très bien la valeur de courant de commande et le modèle peut être approximé en tant que lien proportionnel, de sorte que la boucle actuelle ne nécessite pas de réglage de l'utilisateur.
2. Boucle de vitesse
La méthode de contrôle de la boucle de vitesse utilisée dans les lecteurs de servo est un contrôle intégral PI, ou proportionnel -.
La figure montre le principe du contrôleur de boucle de vitesse. La performance servo de la boucle de position peut être modifiée en ajustant le gain proportionnel K et le gain intégral K. L'algorithme PI est un algorithme de suivi d'erreur avec d'excellentes capacités de suivi de positionnement. La boucle de vitesse d'un système de servo de position utilise généralement l'algorithme PI et nécessite une certaine quantité de dépassement.
3. Boucle de position
La boucle de position du service de service a proportionné, intégrale, différentielle, les modes de contrôle à fond et accélération. Comme indiqué sur la figure.
KP, KPI et KPD sont le gain proportionnel, le gain intégral et le gain différentiel du contrôle de la position, respectivement. KPVFN est le coefficient de vitesse à la vitesse, et KPAFR et KPAFR2 sont les coefficients d'accélération pour les aliments pour animaux. Ce système de servo nécessite une erreur de suivi de vitesse minimale pour garantir une précision de mesure dynamique, de sorte qu'un contrôleur P avec une alimentation de vitesse est utilisé. Parce que le dépassement n'est pas souhaitable dans le contrôle de position, un contrôleur I n'est généralement pas utilisé. KP, KPN et KPVFR sont les aliments proportionnels, différentiels et de vitesse, respectivement, et sont des paramètres réglables pour le contrôle de la position. Étant donné que le mouvement de vitesse constante est principalement utilisé dans les applications pratiques, l'accélération n'est pas utilisée.
Expérience du système de servomoteur
Sur la base de l'analyse ci-dessus, les paramètres du service de service doivent être ajustés. Les paramètres de l'utilisateur qui doivent être définis sont les suivants:
PR02: Définissez sur "7" pour sélectionner Full Fermed - Contrôle de boucle pour le servomoteur.
PR15: réglé sur "100" pour définir la valeur de la vitesse à la vitesse. Un réglage plus élevé entraîne une réponse plus rapide avec des écarts de position plus petits, en particulier lorsque une réponse de vitesse élevée - est requise.
PR16: réglé sur "3000" pour définir la constante de temps du filtre de retard primaire pour la vitesse de vitesse.
PR18: réglé sur "200" pour définir le gain de boucle de position. L'augmentation de cette valeur de gain peut améliorer la rigidité du service du contrôle de position, mais un gain excessivement élevé peut provoquer une oscillation.
PR19: réglé sur "150" pour définir le gain de boucle de vitesse. L'augmentation de cette valeur de gain peut améliorer la vitesse de réponse du contrôle de la vitesse.
PR 1A: réglé sur "10" pour définir la constante de temps intégrale de la boucle de vitesse. La réduction de ce paramètre accélère l'action intégrale. Unité: MS.
PR1B: réglé sur "4" pour définir le type de filtre de détection de vitesse. Un réglage plus élevé réduit le bruit du moteur.
PR1C: réglé sur "20" pour définir la constante de temps de filtre de couple. Le réglage des paramètres du filtre de couple peut réduire les vibrations de la machine.
PR20: réglé sur "250" pour définir le rapport de l'inertie de charge mécanique à l'inertie du rotor moteur.
PR40: réglé sur "0" pour saisir via le circuit Optocoupler (connecteur x5, PULS1: broche 3, Puls2: broche 4, signe1: broche 5, signe 2: broche 6).
PR41: réglé sur "0" pour définir le type d'impulsion de commande, qui détermine la direction de rotation et la forme d'impulsion correspondantes. Utilisé avec PR42.
PR42: réglé sur "3", c'est-à-dire le type d'impulsion de commande envoyé du contrôleur au pilote utilise la méthode d'impulsion / direction.
PR44: réglé sur "16384", c'est-à-dire qu'il est utilisé pour définir le nombre de sorties d'impulsions de l'interface de signal de rétroaction par rotation du moteur.
PR45: réglé sur "0", il fonctionne avec PR44.
PR46: réglé sur "1", c'est-à-dire qu'il est utilisé pour définir si le niveau logique de la sortie du signal de phase B de l'interface de signal de rétroaction est inversé. La valeur 1 est inversée.
PR48: réglé sur "1", PR49: réglé sur "1", PR4A: réglé sur "1", PR4B: réglé sur "10". Ces paramètres sont les paramètres de la division de fréquence de commande et peuvent réaliser la fonction d'équipement électronique de tout rapport de vitesse. La relation entre ces quatre paramètres est la suivante: f=fx (pr4b) / pr48 (ou pr49) * 2 pr4a=50 000 (1) où f: le nombre d'impulsions de commande interne requis pour que le moteur rotait un cercle.
F: Résolution de l'encodeur
La carte de commande correspondante définit en interne l'équivalent d'impulsion à 10 000.
Le logiciel de débogage du pilote vérifie les paramètres ajustés. Le pilote fournit trois méthodes de débogage de boucle de contrôle, ce qui lui permet de générer des commandes de position, de vitesse ou de couple pour obtenir des courbes de servo dans des conditions de mouvement spécifiques.
Les courbes d'échantillons suivantes testent le pilote en deux modes de mouvement: mouvement uniforme et démarrer - à - stop motion. La ligne rouge montre la courbe de déviation de position, la ligne rose montre la courbe de couple de sortie, la ligne verte montre la courbe de vitesse de commande et la ligne bleue montre la courbe de vitesse réelle. Comme le montre le graphique, il n'y a pas de différence significative de position, de couple ou de vitesse pendant l'accélération et la décélération du moteur.
Pendant le débogage:
Étant donné que la boucle actuelle ne nécessite pas de réglage de l'utilisateur, le contrôle du couple n'est pas disponible.
Courbe de déviation de vitesse du mouvement uniforme lorsque pr 19=150, pr1a =10
Courbe de déviation de vitesse du mouvement uniforme lorsque pr 19=150, pr1a =5
Lors de l'ajustement de la boucle de vitesse, si le rapport est réglé à 200, le système oscillera sous la perturbation des autres mouvements de l'axe. Les chiffres montrent les courbes de déviation de vitesse pour le processus de mouvement et de démarrage uniforme du moteur, respectivement. La figure 11 montre la courbe de déviation de position pour le processus de démarrage. À ce stade, les paramètres des paramètres du pilote du moteur (PR19: 150, PR1A: 10) sont définis. D'autres paramètres restent les mêmes que ceux ajustés ci-dessus. La boucle de vitesse a une quantité modérée de décalage et la courbe de réponse de vitesse est relativement idéale. Cependant, la boucle de vitesse a un décalage significatif lorsque les paramètres du paramètre du pilote du moteur (PR19: 150, PR1A: 5) sont définis sur la figure. La réponse de la boucle de vitesse est significativement plus rapide lorsque les paramètres du paramètre du pilote du moteur (PR19: 170, PR1A: 5) sont définis sur la figure, mais il y a des vibrations notables.
Courbe de déviation de vitesse du mouvement uniforme lorsque PR1A =5, pr 19=170
Courbe de déviation de vitesse pendant le démarrage lorsque PR 19=150, pr1a =10
Courbe de déviation de position pendant le démarrage lorsque PR 19=150, pr1a =10
Courbe de déviation de position du mouvement uniforme lorsque 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 dans la figure. Cependant, lorsque PR15 est défini sur "100," PR18 est défini sur "190" et que PR16 est défini sur "3000", tandis que d'autres paramètres restent inchangés, l'erreur de suivi pendant la constante - Le suivi de vitesse et le décor de démarrage - à - sont indiquées à l'approximativement de 10 pulsions, avec une légère oscillation. PR15 à "100", PR18 à "200" et PR16 à "3000" est idéal.
Courbe de déviation de position du mouvement uniforme lorsque PR 18=240
Courbe de déviation de position du processus de mouvement qui s'arrête après le début
Conclusion
Tonghang a construit unAC Servomoteur et système de conducteuret mené des recherches expérimentales. Cela démontre les principes de fonctionnement du système servo et fournit une méthode de référence pour ajuster les paramètres de boucle de servo. L'analyse de simulation permet aux utilisateurs de visualiser intuitivement l'impact des changements de paramètres sur la courbe de réponse avant le fonctionnement réel, et de déterminer si les paramètres ajustés sont appropriés en fonction de la courbe de réponse. Notre équipe de recherche s'est engagée à collaborer avec les clients pour fournir des solutions optimales.
Notre système de servo-moteur AC a été déployé dans les centres de mesure des équipements, éliminant l'hystérésis et les problèmes d'oscillation associés aux transmissions de vis de plomb, améliorant la précision et la répétabilité de la mesure et l'amélioration des performances des instruments. Nous relevons également des défis spécifiques de l'industrie et améliorons l'efficacité, fournissant une - stop solutions AC Servro Motor et Driver adaptées aux besoins des clients.
Les entraînements de servomotes, également appelés «contrôleurs servo» ou «amplificateurs servo», sont des contrôleurs utilisés pour contrôler les servomoteurs. Leur fonction est similaire à celle d'un convertisseur de fréquence sur un moteur AC conventionnel. Ils font partie d'un système de servo et sont principalement utilisés dans les systèmes de positionnement de précision élevés -. Ils contrôlent généralement les servomoteurs utilisant la position, la vitesse et le couple pour obtenir un positionnement de précision élevé - dans les systèmes de transmission. Ce sont un produit final élevé - dans la technologie de transmission.
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