Három szervomotor vezérlési mód létezik: impulzus, analóg és kommunikációs vezérlés. Hogyan válasszuk ki a szervomotor vezérlési módját különböző alkalmazási forgatókönyvekben?
1. Szervomotor impulzusvezérlési mód
Egyes kis önálló berendezésekben az impulzusvezérlés használata a motor pozicionálása érdekében a leggyakoribb alkalmazás, ez a vezérlési mód egyszerű, könnyen érthető. Alapvető vezérlési ötlet: a teljes impulzus határozza meg a motor elmozdulását, az impulzusfrekvencia pedig a motor fordulatszámát. Az impulzus úgy van kiválasztva, hogy megvalósítsa a szervomotor vezérlését. Nyissa meg a szervomotor felhasználói kézikönyvét, ott lesz egy táblázat:
Mindkettő impulzusvezérelt, de a megvalósítás más:
Először a meghajtó két nagy sebességű impulzust (A, B) kap, és a két impulzus közötti fáziskülönbségen keresztül meghatározza a motor forgásirányát. A fenti ábrán, ha B 90 fokkal gyorsabb, mint az A fázis, az pozitív. Ha B 90 fokkal lassabb, mint A, akkor megfordul. Működés közben ennek a vezérlésnek a két fázisimpulzusa váltakozik, ezért ezt a vezérlési módot differenciálvezérlésnek is nevezzük. Különbség karakterisztikával rendelkezik, ami azt is mutatja, hogy ez a vezérlési mód, a vezérlő impulzus nagyobb interferencia gátló képességgel rendelkezik, egyes alkalmazási forgatókönyvekben erős interferencia esetén ez a mód előnyösebb. De ilyen módon a motor tengelyének két nagy sebességű impulzusportot kell elfoglalnia, ami kényelmetlen a nagy sebességű impulzusportok feszült helyzetéhez.
Másodszor, a vezető továbbra is kap két nagy sebességű impulzust, de a két nagy sebességű impulzus nem létezik egyszerre. Amikor az egyik impulzus kimeneti állapotban van, a másiknak érvénytelen állapotban kell lennie. Ennek a szabályozási módnak a kiválasztásakor ügyelni kell arra, hogy egyszerre csak egy impulzus kerüljön kiadásra. Két impulzus, az egyik kimenet a pozitív, a másik a negatív irányba. Mint a fenti esetben, ez az üzemmód is egy motortengely, amelynek két nagy sebességű impulzusportot kell elfoglalnia.
Harmadszor, csak egy impulzusjelet kell adni a vezetőnek, és a motor pozitív és negatív működését az IO jel egy irányban határozza meg. Ez a vezérlési mód egyszerűbb, és a legkevesebb erőforrást foglalja el a nagy sebességű impulzus porton. Egy tipikus kis rendszerben ez előnyös.
2. Szervomotor szimulációs vezérlési mód
Abban az alkalmazási forgatókönyvben, amelynél szervomotort kell használni a fordulatszám-szabályozás megvalósításához, kiválaszthatjuk az analóg mennyiséget a motor fordulatszám-szabályozásának megvalósításához, az analóg mennyiség értéke határozza meg a motor futási sebességét. Az analóg mennyiség kétféleképpen választható: áram vagy feszültség. Feszültség mód, csak egy bizonyos mennyiségű feszültséget kell hozzáadni a vezérlőjel végén. A megvalósítás egyszerű, egyes esetekben potenciométert használnak a szabályozás eléréséhez. Ha azonban a feszültséget vezérlőjelként használjuk, a feszültség könnyen megzavarható az összetett környezetben, ami instabil szabályozást eredményez. Áram üzemmód: A megfelelő áramkimeneti modul szükséges. De a jelenlegi jel erős zavarásgátló képességgel rendelkezik, és összetett jelenetekben használható.
3. Szervomotor kommunikációs vezérlési mód
A CAN, az EtherCAT, a Modbus és a Profibus gyakori módjai a szervomotor-vezérlés kommunikációs eszközökkel való megvalósításának. A motor kommunikációs eszközzel történő vezérlése az előnyben részesített vezérlési módszer néhány összetett és nagy rendszeralkalmazási forgatókönyv esetén. Kommunikációs mód használatával a rendszer mérete, a motortengelyek száma könnyen vágható, nincs bonyolult vezérlő huzalozás. A kiépített rendszer rendkívül rugalmas.
A szervomotor fordulatszám- és nyomatékszabályozását analóg mennyiség vezérli. A pozícióvezérlést impulzusok küldésével vezérlik. Az adott vezérlési módot az ügyfelek igényei szerint kell kiválasztani, és meg kell felelnie a mozgási funkciónak. Ha nincs követelmény a motor fordulatszámával és helyzetével kapcsolatban, természetesen mindaddig, amíg az állandó nyomaték kimenete a nyomaték üzemmód.
Ha a pozíció és a sebesség bizonyos pontossági követelményeket támaszt, és a valós idejű nyomaték nem nagyon fontos, a nyomaték mód nem túl kényelmes, a sebesség vagy a pozíció mód jobb. Ha a felső vezérlőnek jó zárt hurkú vezérlési funkciója van, akkor a sebességszabályozás hatása jobb lesz. Ha a követelmények nem túl magasak, vagy nincs valós idejű követelmény, akkor a pozíciószabályozási mód nem támaszt magas követelményeket a felső vezérlővel szemben.
A szervo meghajtó válaszsebességét tekintve a nyomaték üzemmód igényel a legkevesebb számítást, és a meghajtó reagál a leggyorsabban a vezérlőjelre. A pozíciómódban van a legtöbb számítás, és a vezető válasza a vezérlőjelre a leglassabb.
A motort valós időben kell beállítani, ha mozgás közben dinamikus teljesítményre van szükség. Tehát ha maga a vezérlő lassú (például PLC vagy alsó kategóriás mozgásvezérlő), használjon helyzetszabályozást. Ha a vezérlő gyors számítási sebességgel rendelkezik, a pozíciógyűrűt a vezetőről a vezérlőre lehet mozgatni olyan sebességgel, amely csökkenti a vezető munkaterhelését és javítja a hatékonyságot (például a legtöbb közepes és felső kategóriás mozgásvezérlő); Ha jobb felső vezérlője van, használhatja a nyomatékszabályozást is, a fordulatszám hurok is kikerül a hajtásból, erre általában csak a csúcskategóriás dedikált vezérlő képes, és jelenleg nem szükséges szervómotor.
Általánosságban elmondható, hogy az illesztőprogram vezérlése nem jó, mindegyik gyártó azt mondja, hogy ők csinálják a legjobbat, de most van egy intuitívabb összehasonlítási mód, az úgynevezett válaszsávszélesség. A nyomatékszabályozás vagy a fordulatszám szabályozása során négyszögjelet kap az impulzusgenerátor, hogy a motor folyamatosan forogjon és visszaforduljon, és folyamatosan állítsa a frekvenciát. Az oszcilloszkópon megjelenő sweep frekvencia jel. Ha a boríték csúcsa eléri a legmagasabb érték 70,7 százalékát, az azt jelzi, hogy a lépés kilépett. Az átlagos áramhurok több mint 1000 Hz-en, míg a sebességhurok csak több tíz Hertz-en tud működni.
Technikailag fogalmazva:
1. Szervomotor nyomatékszabályozás
A nyomatékszabályozási mód a motor tengelyének kimeneti nyomatékának beállítása a külső analóg vagy közvetlen címkiosztás bemenetén keresztül. A fajlagos teljesítmény a következő: például, ha a 10 V 5 Nm-nek felel meg, amikor a külső analóg 5 V-ra van állítva, a motor tengelyének kimenete
2,5 Nm: Ha a motor tengelyterhelése kisebb, mint 2,5 Nm, a motor pozitív irányba fordul; ha a külső terhelés egyenlő 2,5 Nm, a motor nem forog; ha a motor nyomatéka nagyobb, mint 2,5 Nm, a motor visszafordul (általában gravitációs terhelés esetén jön létre). A nyomaték megváltoztatható az analóg mennyiség beállításának azonnali megváltoztatásával, és a megfelelő címérték is módosítható kommunikációs eszközökkel.
Főleg tekercselő és letekercselő eszközökben használják, amelyek szigorú követelményeket támasztanak az anyag erejével kapcsolatban, mint például a huzaleszköz vagy a szálhúzó berendezés. A forgatónyomaték beállítását a tekercselési sugár változásának megfelelően bármikor módosítani kell, hogy az anyag ereje ne változzon a tekercselési sugár változásával.
2. Szervomotor helyzetszabályozása:
A vezérlési mód általában a külső bemeneti impulzusfrekvencián keresztül a forgási sebesség méretének meghatározására, az impulzusok számán keresztül a forgási szög meghatározására, néhány szervo közvetlenül a sebesség és az elmozdulás hozzárendelésének kommunikációs módján keresztül is lehetséges. Mivel a pozíció mód nagyon szigorúan szabályozhatja a sebességet és a pozíciót, ezért általában helymeghatározó eszközökben használják. Alkalmazások, például CNC szerszámgépek, nyomdagépek és így tovább.
3. Szervo motor fordulatszám mód:
A túlzott analóg bemenet vagy impulzusfrekvencia vezérelhető a forgási sebességre, a külső hurok felső vezérlőkészülékében PID szabályozási sebesség mód is pozicionálható, de számításhoz a motor helyzetjelét vagy a terhelési helyzet jelét a felső visszacsatolójelre kell irányítani. A pozíció mód a közvetlen terhelésű külső gyűrűt is támogatja a helyzetjel érzékelésére. Ebben az esetben a motortengely végén található jeladó csak a motor fordulatszámát érzékeli, és a helyzetjelet a végső terhelési oldalon lévő közvetlen érzékelő készülék biztosítja. Ennek az üzemmódnak az az előnye, hogy a közbenső átviteli folyamat hibája csökkenthető és a teljes rendszer pozicionálási pontossága növelhető.
4. Beszéljen 3 gyűrűről
A szervót általában három gyűrű vezérli, az úgynevezett három gyűrű pedig három zárt hurkú negatív visszacsatolású PID szabályozó rendszer. A legbelső PID gyűrű az áramgyűrű, amely teljes egészében a szervo meghajtón belül van végrehajtva. A Hall eszköz érzékeli a meghajtó minden fázisának kimenő áramát a motorhoz, és negatív visszacsatolást ad a PID szabályozásáram beállítására, hogy a kimeneti áram a lehető legközelebb legyen a beállított áramhoz. Az áramgyűrű a motor nyomatékának szabályozására szolgál, így a meghajtó működése nyomaték üzemmódban minimális.
A dinamikus válasz a leggyorsabb.
A második gyűrű a fordulatszám gyűrű, amelyet a PID negatív visszacsatolása állít be a motor jeladójának észlelt jelén keresztül. A gyűrűben lévő PID kimenet közvetlenül az aktuális gyűrű beállítása, tehát a sebességgyűrű szabályozása tartalmazza a sebességgyűrűt és az aktuális gyűrűt, vagyis minden üzemmódnak az aktuális gyűrűt kell használnia, az aktuális gyűrű a szabályozás gyökere . A fordulatszám- és helyzetszabályozással egyidejűleg áram (nyomaték) szabályozás is történik a rendszerben a sebesség és a helyzet megfelelő szabályozásának elérése érdekében.
A harmadik gyűrű a pozíciógyűrű, amely a legkülső gyűrű, és a helyzettől függően a meghajtó és a motorjeladó, vagy a külső vezérlő és a motorjeladó, illetve a végső terhelés közé építhető. Mivel a helyzetszabályozó gyűrű belső kimenete a sebességgyűrű beállítása, a rendszer mindhárom gyűrű működését pozíciószabályozási módban végzi, és ekkor a rendszer a legnagyobb számítási mennyiséggel és a leglassabb dinamikus válaszsebességgel rendelkezik. .