Перейти к содержанию
Авторизация  
Stepanov

Серьёзный вопрос по сервоприводам.

Рекомендуемые сообщения

Хотелось бы обсудить с наличествующими специалистами один вопрос.

Какие принципиальные недостатки имеет следующий метод определения момента на валу привода?

Привод представляет собой синхронный двигатель с энкодером. Момент предлагается определять на основе измерения двух параметров. 1) Ток обмоток. 2) Положение ротора. При увеличении момента нагрузки на валу угол между положением магнитного поля и реальным положением полюсов ротора будет увеличиваться пропорционально моменту. Этот угол измеряется непосредственно датчиком (энкодером). Этот угол будет обратно пропорционален току в обмотках который также измеряется. Допускается процедура калибровки под каждый конкретный экземпляр привода.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Привет!

Недостаток, в достаточно "развесистой" электронике, и наличии процессора (скорее всего типа DSP).

И смотря, что нужно "увидеть" данной схемой: постоянно измерять нагрузку на мотор или зафиксировать момент "срыва" синхронизации. И какой точности нужен результат измерений.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Применение относится к области манипуляторов. Здесь точность является условным понятием, от много чего зависит, поэтому разумно сравнивать случаи, когда на валу установлен какой-либо специальный датчик и такой метод, но опять таки нужно определить, что за датчик. Поэтому лучше рассматривать факторы, которые точность ограничивают. Электроника и не самая скромная для расчета токов и их выработки предполагается в основе TMS320F28XX, поэтому ресурсов хватает. Для наглядности можно представить такой типичный случай. На манипулятор ставиться дрель и он должен изготавливать отверстия, если без обратной связи то придётся решать проблемы с указанием подачи при сверлении, если много - сверло сломает или заготовку продавит, если мало, то медленно. С обратной связью достаточно задать требуемое усилие и предел подачи после которого отверстие считается изготовленным. В этом примере вполне допустима точности поддержания усилия 10...20%%. Другие примеры также не отличаются прецизионностью по усилиям. Долго размышлял над обозначенным методом и принципиальных недостатков не обнаружил, кроме того есть существенный принципиальные достоинства - упрощение кинематики (исключение датчика), увеличение жесткости в целом.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

а точно для данной задачи энкодер нужен? Что-то мне такое мерещится, что всю необходимую инфу мона снимать с обмоток: напр., отслеживать "качание" фазы напруги и тока?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Тут привод работает в основном в статике. Большинство перемещений меньше одной фазы статора. Поэтому ток может через ноль и не переходить.

Изменено пользователем Stepanov

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Не уловил сути. Синхронный двигатель или шаговый? Принцип формирования управления контроллером двигателя привода - он задает соотношение между фазами ротора и магнитного поля, а также формирует ток обмоток. Если речь о шаговом двигателе, да еще в статике, то соотношение величин одно. А если в динамике синхронного двигателя - совсем другое.

Пример: наиболее оптимальный способ управления синхронным движком - когда при увеличении сдвига фаз ток в обмотках возрастает, а не падает. Это обеспечивает хороший запас по срыву синхронизма в сочетании с низким потреблением на малых нагрузках. Для сильно переменных по нагрузке режимов.

Изменено пользователем Vladimir_V

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Синхронный. На статоре трёхфазная обмотка и на якоре одна обмотка и ток в ней контролируется отдельными ключами. Управление именно такое как Вы сказали, с дополнением, ток поддерживается стабильно на том значении которое нужно для удержания от срыва при Заданном Моменте (ЗМ), а фаза опережает якорь на заданный угол, соответствующий при данном токе заданному моменту, но с учетом ограничений по скорости и положению. Т.е при выходе за границы скорости или положения (для положения есть отдельный датчик со своей петлёй ОС) меняется ЗМ с соответствуюшим пересчетом амплитуды тока.

Изменено пользователем Stepanov

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Мда, если TMS320F28хх, то вопрос с выч. мощностью отпадает. :acute:

 

А по сути вопроса, в изложенных условиях, это единственное решение (контролировать ток обмотки).

О каких-либо глобальных "засадах" на этом пути мне не известно. Вроде всё как обычно. Погрешности и инертность преобразования ток-напряжение, шумы сети (помехи), температура, эл. наводки.

 

возможная схема:

преобразование ток-напряжение

или шунт с оптопарами (которые для передачи аналогового сигнала),

или магнитный тр-р.,

или магниторезистор,

или датчик Холла.

фильтр на ОУ, помехи фильтровать, на мой взгляд, самый проблемный узел.

АЦП в TMS320F28хх

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Вот и ладненько. Так и сделаю. Кстати, додумался до того что можно обойтись только одним датчиком тока установленным на цепь трёхфазного моста + полумост управления током якоря. Ток измеряем, а пропорции известны, мы их сами ШИМом задаём, поправочные коеффициенты получает при калибровке.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
обойтись только одним датчиком тока установленным на цепь трёхфазного моста + полумост управления током якоря

 

А можно нарисовать?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Конечно. Датчик тока (А) может быть на нулевой шине.

 

post-1777-1222428051_thumb.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

А может не момент на валу, а непосредственно усилие на инструменте мерять - тензодатчик на инструменте, на самом манипуляторе (упругая деформация маипулятора)...

...или на опоре двигателя...

Правда незнаю при каких диапазонах деформаций эти тензодатчики работают...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Мне кажется сама идея изначально не удачна, момент измерять через ток и положение ротора... Сейчас ротор в таком положении, момент силы один. Через некоторое время ротор опять в этом положении, а момент силы уже другой ? Ток ведь может измениться. Какой у вас за энкодер ? А самого тока не достаточно, чтобы судить о моменте ?

Изменено пользователем chkmatulla

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
А может не момент на валу, а непосредственно усилие на инструменте мерять - тензодатчик на инструменте, на самом манипуляторе (упругая деформация маипулятора)...

...или на опоре двигателя...

Правда незнаю при каких диапазонах деформаций эти тензодатчики работают...

 

Так тензодатчик сложнее энкодера и в большинстве случаев - уменьшает жесткость кинематики. Усилие на инструменте - 6 датчиков, если компактно получится вполне возможный вариант, но тут речь о принципиальных недостатках именно этого метода, достоинства его понятны. Метод изначатьно позиционируется как имеющий среднюю точность. Никто не мешает одновременно использовать и другие датчики. Но этот метод без изменений в конструкции позволяет, помимо прочего отслеживать и аварийные состояние в работе - механизм наткнулся на что-то не инструментом, и если тензодатчики только на инструменте, механизм будет давить, что есть мощи пока перегрузка по току не сработает.

Энкодер на приводе и так есть. Суть именно в том чтобы использовать два уже имеющихся датчика (энкодер и датчик тока) для вычисления момента. Энкодер довольно точный 10^2 ... 10^4 положений на период фазы, он по прямому назначению следит на координатой.

Изменено пользователем Stepanov

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

2 Stepanov

должно работать.

В динамике ток пропорционален нагрузке.

А статике ток стремится к максимуму.

Может ещё датчик температуры на двигатель добавить?

 

2 magelan

Тензодатчики есть любые, но чем жестче тензодатчик и чем выше его чувствительность, тем он дороже.

Вопрос в стоимости этой штуки :lol:

И механические работы стоят дороже установки датчика эл. тока.

 

2 chkmatulla

В динамике ток пропорционален нагрузке.

Если при прочих неизменных условиях ток изменился, значит изменилась нагрузка.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
Авторизация  

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.