Использование программного обеспечения для определения параметров движения является полезным, поскольку инженеры могут эффективно прогнозировать, какие продукты подходят для конкретного применения. Но ключевыми соображениями (которые иногда упускаются из виду) при выборе сервоусилителя являются динамическое торможение и рекуперативное резистивное торможение.
Около Сиксто Моралес • Региональный инженер по управлению движением
Фил Дрекслер • Региональный инженер по эксплуатации | Yaskawa America Inc.
Инженеры-проектировщики, выполняющие расчеты размеров сервопривода, должны учитывать требования к динамическому торможению, а также к рекуперативному торможению при выборе серводвигателя и цифрового усилителя для этой конструкции. Иногда эти термины используются как взаимозаменяемые, поскольку оба типа торможения связаны с использованием рекуперативной энергии. Но, как мы увидим далее, существует небольшая разница между динамическим торможением и рекуперативным торможением.
Мы также рассмотрим, как использовать преимущества сервоусилителей, которые включают в себя функцию динамического торможения.
Если сервоусилитель внезапно отключается во время работы серводвигателя и ось вращается с некоторой ненулевой скоростью — например, из—за потери питания или аварийной остановки, вызванной сигнализацией, — цифровой сервоусилитель больше не может управлять серводвигателем. Это означает, что если нет какого-либо механизма, предотвращающего накат, то ось действительно будет вращаться до тех пор, пока не будет израсходована вся кинетическая энергия груза и его собственная инерция вращения.
Поскольку механические потери в системе обычно приводят к незначительному расходу энергии, пробег накатом может быть довольно большим. Такой большой тормозной путь может привести к повреждению оборудования и/или травмам персонала.
Здесь полезно динамическое торможение. Для торможения серводвигателя используется рекуперативная энергия, вырабатываемая вращающимся серводвигателем. Кинетическая энергия серводвигателя преобразуется в электрическую энергию и расходуется в виде тепла (через резисторы) для остановки серводвигателя. Короче говоря, динамическое торможение — это быстрая остановка вращающегося серводвигателя путем подключения сопротивления между клеммами U, V и W серводвигателя.
Рассмотрим несколько примеров того, когда может быть активирована схема динамического торможения.
Сервосигнализация: При настройках параметров по умолчанию цифровой сервоусилитель применяет динамическое торможение для остановки серводвигателя при возникновении аварийного сигнала группы 1. В некоторых случаях пользователи могут изменить настройку этого параметра с помощью программного обеспечения производителя привода.
Чрезмерное перемещение: Нажмите на ограничители превышения скорости в прямом или обратном направлении.
Основное питание отключено: Отключите основной источник питания схемы цифрового сервоусилителя или серводвигателя.
В системе с серводвигателем, управляемой цифровым сервоусилителем, когда выходной крутящий момент серводвигателя направлен в противоположную сторону от направления вращения вала, двигатель действует как генератор, и результирующая энергия поступает обратно в привод. Энергия, возвращаемая в привод, является рекуперативной энергией. Тремя примерами того, когда регенерация происходит во время работы двигателя, являются замедление движения груза, опускание вертикального груза и перегрузка прижимного ролика.
Это приводит к следующему вопросу — что такое рекуперативное резистивное торможение? В данном случае энергия рекуперации возвращается в привод во время торможения, поскольку двигатель должен приложить крутящий момент, противоположный направлению вращения, чтобы остановить нагрузку.
Например, при опускании груза без противовеса сила тяжести опускает груз вниз, и двигатель должен прилагать крутящий момент, противоположный направлению вращения вниз, чтобы управлять грузом.
Аналогичным образом, в случае перегрузки прижимного ролика двигатель должен прилагать крутящий момент в направлении, противоположном направлению вращения. В обоих случаях энергия регенерации возвращается в привод. Всякий раз, когда регенеративная энергия возвращается в цифровой сервоусилитель, конденсаторы шины поглощают энергию, и напряжение на шине постоянного тока повышается.
Конечно, при наличии большого количества энергии она должна рассеиваться для защиты привода. Включается тормозной транзистор, пропускающий ток от шины через тормозной резистор. Этот процесс известен как рекуперативное резистивное торможение.
Цифровые сервоусилители некоторых производителей имеют встроенные резисторы для рассеивания некоторого количества регенеративной энергии, хотя при превышении количества регенеративной энергии, обрабатываемой встроенным резистором, в конструкцию потребуется внешний регенеративный резистор.
Использование программного обеспечения некоторых производителей для определения размеров сервоприводов позволяет инженерам проверять параметры рекуперативного и динамического торможения, характерные для конкретной области применения. Здесь инженер может ввести подробную информацию о механике системы, профиле движения и других деталях, таких как входное напряжение и параметры торможения серводвигателя. Такое программное обеспечение в конечном итоге определяет одну или несколько комбинаций серводвигателей и цифровых сервоусилителей, которые будут работать в данном приложении. Некоторые из таких программ могут даже возвращать кривые зависимости частоты вращения от крутящего момента и значения регенерации для каждого варианта сборки машины.
Несмотря на то, что не существует универсальных сервосистем, предварительно проверенных на динамическое торможение и рекуперативное резистивное торможение, срок службы сервосистем продлевается. Цифровые усилители Yaskawa с возможностью подключения к сети (сервоусилители серии Sigma-7) обеспечивают динамическое торможение.Для получения дополнительной информации посетите веб-сайт yaskawa.com/products/motion/sigma-7-servo-products.
Вам также может понравиться:
Свежие комментарии