Servomootori juhtimisrežiime on kolm: impulss-, analoog- ja sidejuhtimine. Kuidas valida servomootori juhtimisrežiimi erinevates rakendusstsenaariumides?
1. Servomootori impulsi juhtimisrežiim
Mõnes väikeses eraldiseisvas seadmes peaks mootori positsioneerimise saavutamiseks kõige levinum rakendus olema impulssjuhtimise kasutamine, see juhtimisrežiim on lihtne ja kergesti mõistetav. Juhtimise põhiidee: koguimpulss määrab mootori nihke, impulsi sagedus määrab mootori kiiruse. Impulss valitakse servomootori juhtimiseks. Avage servomootori kasutusjuhend, seal on järgmine tabel:
Mõlemad on impulssjuhtimisega, kuid teostus on erinev:
Esiteks saab juht kaks kiiret impulssi (A, B) ja määrab kahe impulsi faaside erinevuse kaudu mootori pöörlemissuuna. Ülaltoodud joonisel, kui B on 90 kraadi kiirem kui faas A, on see positiivne. Kui B on 90 kraadi aeglasem kui A, on see ümberpööratud. Töötamisel on selle juhtseadme kaks faasiimpulssi vahelduvad, seega kutsume seda juhtimisrežiimi ka diferentsiaaljuhtimiseks. Sellel on erinevuskarakteristikud, mis näitab ka, et sellel juhtimisrežiimil, juhtimisimpulsil on suurem häiretevastane võime, mõne tugeva häirega rakenduse stsenaariumi korral eelistatakse seda režiimi. Kuid sel viisil peab mootori võll hõivama kaks kiiret impulssiporti, mis on kiire impulsspordi pingelise olukorra jaoks ebamugav.
Teiseks saab juht endiselt kaks kiiret impulssi, kuid kahte kiiret impulssi korraga ei eksisteeri. Kui üks impulss on väljundi olekus, peab teine olema kehtetud olekus. Selle juhtimisrežiimi valimisel on oluline jälgida, et korraga väljastatakse ainult üks impulss. Kaks impulssi, üks väljund positiivse suuna jaoks, teine negatiivse suuna jaoks. Nagu ülaltoodud juhul, on see režiim ka mootori võll, mis peab hõivama kaks kiiret impulssporti.
Kolmandaks tuleb juhile anda ainult üks impulsssignaal ning mootori positiivse ja negatiivse töö määrab IO signaal ühes suunas. See juhtimisrežiim on lihtsam ja võtab kiirelt impulsspordilt kõige vähem ressursse. Tüüpilises väikeses süsteemis eelistatakse seda.
2. Servomootori simulatsiooni juhtimisrežiim
Rakenduse stsenaariumis, mis vajab kiiruse juhtimiseks servomootorit, saame valida mootori kiiruse juhtimiseks analoogsuuruse, analoogkoguse väärtus määrab mootori töökiiruse. Analoogsuurust saab valida kahel viisil, voolu või pingega. Pingerežiim, tuleb juhtsignaali otsa lisada ainult teatud pinge. Rakendamine on lihtne, mõnel juhul kasutatakse kontrolli saavutamiseks potentsiomeetrit. Kui aga pinget kasutatakse juhtsignaalina, on pinget lihtne keerulises keskkonnas häirida, mille tulemuseks on ebastabiilne juhtimine. Voolurežiim: vajalik on vastav vooluväljundmoodul. Kuid praegusel signaalil on tugev segamisvastane võime ja seda saab kasutada keerulistes stseenides.
3. Servomootori side juhtimisrežiim
CAN, EtherCAT, Modbus ja Profibus on tavalised viisid servomootori juhtimiseks sidevahendite abil. Mootori juhtimine side abil on eelistatud juhtimisviis mõne keeruka ja suure süsteemirakenduse stsenaariumi korral. Siderežiimi kasutades on süsteemi suurust, mootori võlli arvu lihtne lõigata, pole keerulisi juhtjuhtmeid. Ehitatud süsteem on äärmiselt paindlik.
Servomootori kiiruse reguleerimist ja pöördemomendi juhtimist juhitakse analoogsuurusega. Asendi juhtimist juhitakse impulsside saatmisega. Konkreetne juhtimisrežiim tuleks valida vastavalt klientide vajadustele ja vastama liikumisfunktsioonile. Kui teil pole mootori pöörlemiskiirusele ja asendile mingeid nõudeid, kui konstantse pöördemomendi väljundiks on loomulikult pöördemomendi režiim.
Kui positsioonil ja kiirusel on teatud täpsusnõuded ja reaalajas pöördemoment ei ole väga mures, pole pöördemomendi režiim eriti mugav, kiiruse või asendi režiim on parem. Kui ülemisel kontrolleril on hea suletud ahela juhtimisfunktsioon, on kiiruse reguleerimise mõju parem. Kui nõuded ei ole väga kõrged või puudub reaalajas nõue, ei ole positsiooni reguleerimise režiimil ülemise kontrolleri suhtes kõrgeid nõudeid.
Servodraiveri reageerimiskiiruse osas nõuab pöördemomendi režiim kõige vähem arvutamist ja juht reageerib juhtsignaalile kõige kiiremini. Asendirežiimil on kõige rohkem arvutusi ja juhi reaktsioon juhtsignaalile on kõige aeglasem.
Mootorit on vaja reaalajas reguleerida, kui on vaja dünaamilist jõudlust liikumisel. Nii et kui kontroller ise on aeglane (nt PLC või madala kvaliteediga liikumiskontroller), kasutage asendijuhtimist. Kui kontrolleril on suur arvutuskiirus, saab asendirõnga liigutada juhilt kontrollerile kiirusel, et vähendada juhi töökoormust ja parandada tõhusust (näiteks enamik keskmise ja kõrgetasemelisi liikumiskontrollereid); Kui teil on parem ülemine kontroller, saate kasutada ka pöördemomendi juhtimist, kiirusahel on samuti ajamilt eemaldatud, tavaliselt saab seda teha ainult kõrgetasemeline spetsiaalne kontroller ja praegu ei pea seda kasutama servo mootor.
Üldiselt ei ole juhi juhtimine hea, iga tootja ütleb, et neil läheb kõige paremini, kuid nüüd on olemas intuitiivsem võrdlusviis, mida nimetatakse vastuse ribalaiuseks. Pöördemomendi või kiiruse reguleerimisel antakse impulssgeneraatorile ruutlaine signaal, mis paneb mootori pidevalt pöörlema ja tagurdama ning pidevalt sagedust reguleerima. Ostsilloskoobil kuvatav on pühkimissageduse signaal. Kui ümbriku tipp jõuab 70,7 protsendini kõrgeimast väärtusest, näitab see, et samm on sammust välja läinud. Keskmine vooluahel võib töötada sagedusel üle 1000 Hz, samas kui kiirusahel võib töötada ainult kümnete hertside juures.
Tehnilisemalt öeldes:
1. Servomootori pöördemomendi juhtimine
Pöördemomendi juhtimisrežiim on mootori võlli väljundpöördemomendi seadistamine välise analoog- või otsese aadressi määramise sisendi kaudu. Spetsiifiline jõudlus on järgmine: näiteks kui 10 V vastab 5 Nm, kui välise analoog on seatud 5 V, on mootori võlli väljund
2,5 Nm: kui mootori võlli koormus on alla 2,5 Nm, pöördub mootor positiivselt; kui väliskoormus on 2,5 Nm, siis mootor ei pöörle; kui mootor on suurem kui 2,5 Nm, pöördub mootor tagasi (tavaliselt genereeritakse gravitatsioonilise koormuse korral). Pöördemomenti saab muuta koheselt analoogsuuruse seadistust muutes ning vastavat aadressi väärtust saab muuta ka sidevahenditega.
Seda kasutatakse peamiselt kerimis- ja lahtikerimisseadmetes, millel on materjali jõu suhtes ranged nõuded, näiteks traatseade või kiudude tõmbamise seadmed. Pöördemomendi seadistust tuleks igal ajal muuta vastavalt mähise raadiuse muutumisele, et materjali jõud ei muutuks koos mähise raadiuse muutumisega.
2. Servomootori asendi juhtimine:
Juhtimisrežiim on üldiselt välise sisendi impulsi sageduse kaudu, et määrata pöörlemiskiiruse suurus, impulsside arvu kaudu pöördenurga määramiseks, mõned servoseadmed võivad olla ka otse kiiruse ja nihke määramise siderežiimi kaudu. Kuna asendirežiimil saab kiirust ja asendit väga rangelt kontrollida, kasutatakse seda üldiselt positsioneerimisseadmetes. Sellised rakendused nagu CNC-tööpingid, trükimasinad ja nii edasi.
3. Servomootori kiiruse režiim:
Üle analoogsisendi või impulsi sagedust saab reguleerida pöörlemiskiiruse jaoks, välisahela ülemises juhtseadmes saab ka PID-juhtimiskiiruse režiimi positsioneerida, kuid arvutamiseks peab mootori asendisignaal või koormuse asendi signaal suunama ülemisse tagasisidesse. Positsioneerimisrežiim toetab asendisignaali tuvastamiseks ka otsekoormuse välist rõngast. Sel juhul tuvastab mootori võlli otsas olev kooder ainult mootori pöörlemiskiirust ja asendisignaali annab lõppkoormuse otsas olev otsetuvastusseade. Selle režiimi eeliseks on see, et vaheedastusprotsessi viga saab vähendada ja kogu süsteemi positsioneerimistäpsust suurendada.
4. Rääkige 3 sõrmust
Servo juhitakse üldiselt kolme rõnga abil ja nn kolm rõngast on kolm suletud ahelaga negatiivse tagasisidega PID-i reguleerivat süsteemi. Sisemine PID-rõngas on vooluring, mis on täielikult läbi viidud servodraiveri sees. Halli seade tuvastab draiveri iga faasi väljundvoolu mootorile ja annab negatiivse tagasiside PID reguleerimise voolu seadistusele, et saavutada väljundvool võimalikult lähedal seatud voolule. Voolurõngas on mootori pöördemomendi juhtimiseks, seega on draiveri töö pöördemomendi režiimis minimaalne.
Dünaamiline reageerimine on kiireim.
Teine rõngas on kiirusrõngas, mida reguleeritakse negatiivse tagasiside PID abil tuvastatud mootorikooderi signaali kaudu. Ringis olev PID väljund on otseselt praeguse helina seadistus, nii et kiiruse rõnga juhtseade sisaldab kiiruse rõngast ja vooluhelinat, teisisõnu, iga režiim peab kasutama praegust helinat, voolurõngas on reguleerimise juur. . Samaaegselt kiiruse ja asendi reguleerimisega toimub süsteemis ka voolu (pöördemomendi) juhtimine, et saavutada vastav kiiruse ja asendi kontroll.
Kolmas rõngas on asendirõngas, mis on kõige välimine rõngas ja mida saab sõltuvalt olukorrast ehitada juhi ja mootorikooderi või välise kontrolleri ja mootorikooderi või lõppkoormuse vahele. Kuna asendijuhtimisrõnga sisemine väljund on kiiruse rõnga seadistus, teostab süsteem kõigi kolme rõnga tööd asendijuhtimisrežiimis ning sel ajal on süsteemil suurim arvutusmaht ja kõige aeglasem dünaamiline reageerimiskiirus .