600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Не забывайте об этих двух вещах при выборе усилителя для приложения с сервоприводом

Преобразователи частоты

Использование программного обеспечения для определения размеров движущихся конструкций полезно, поскольку инженеры могут эффективно предсказывать, какие продукты подходят для конкретного применения. Но ключевыми соображениями (иногда упускаемыми из виду) при выборе сервоусилителя являются динамическое торможение и торможение с рекуперативным резистором.

Около Сиксто Моралез • Региональный инженер по движению
Фил Дрекслер • Региональный инженер по движению | Yaskawa America Inc.

Инженеры-конструкторы, которые проводят расчеты размеров для применения в сервоприводах, должны учитывать требования к динамическому торможению, а также к рекуперативному торможению при выборе серводвигателя и цифрового усилителя для этой конструкции. Эти термины иногда используются взаимозаменяемо, поскольку оба типа торможения предполагают переработку рекуперативной энергии. Но, как мы выясним, существует тонкая разница между динамическим торможением и рекуперативным торможением.

Мы также рассмотрим, как использовать преимущества сервоусилителей, которые включают в себя функции динамического торможения.

Если ось сервопривода внезапно отключается во время работы серводвигателя и ось работает с некоторой ненулевой скоростью — например, из—за потери мощности или аварийной остановки, вызванной сигналом тревоги, — цифровой сервоусилитель больше не может управлять серводвигателем. Это означает, что если нет какого-либо механизма, предотвращающего накат, эта ось действительно будет накатываться до тех пор, пока не будет израсходована вся кинетическая энергия груза и его собственная инерция вращения.

Поскольку на механические потери в системе обычно затрачивается лишь небольшое количество энергии, расстояние движения накатом может быть довольно большим. Такой большой тормозной путь может привести к повреждению оборудования и/или травмам персонала.

Здесь полезно динамическое торможение. Он использует рекуперативную мощность, вырабатываемую вращающимся серводвигателем, для торможения серводвигателя. 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 активирован контур динамического торможения.

Сервосигнализация: При настройках параметров по умолчанию цифровой сервоусилитель применит динамическое торможение для остановки серводвигателя при возникновении сигнала тревоги группы 1. В некоторых случаях пользователи могут изменить настройку этого параметра с помощью программного обеспечения производителя накопителя.

Чрезмерное перемещение: Нажатие на концевые выключатели избыточного хода в прямом или обратном направлении.

Основное питание выключено: Отключение основного источника питания схемы цифрового сервоусилителя или серводвигателя.

В серводвигательной системе, управляемой цифровым сервоусилителем, когда выходной крутящий момент серводвигателя противоположен направлению вращения вала, двигатель действует как генератор, и результирующая энергия поступает обратно в привод. Энергия, возвращаемая в привод, является регенеративной энергией. Тремя примерами того, когда регенерация происходит во время работы двигателя, являются замедление движущегося груза; снижение вертикального груза; и перегруженный прижимной ролик.

Это приводит к следующему вопросу — что такое торможение рекуперативным резистором? Здесь регенеративная энергия возвращается в привод во время замедления, поскольку двигатель должен приложить крутящий момент, противоположный направлению вращения, чтобы остановить нагрузку.

Например, при опускании груза без противовеса сила тяжести толкает груз вниз, и двигатель должен прикладывать крутящий момент, противоположный направлению вращения вниз, чтобы управлять грузом.

Аналогично, в случае перегруженного прижимного ролика двигатель должен прикладывать крутящий момент, противоположный направлению вращения. В обоих случаях регенеративная энергия возвращается в привод. Всякий раз, когда регенеративная энергия возвращается к цифровому сервоусилителю, конденсаторы шины поглощают энергию, и напряжение на шине постоянного тока повышается.

Конечно, если имеется большое количество энергии, она должна рассеиваться, чтобы защитить привод. Включается тормозной транзистор, пропускающий ток от шины через тормозной резистор. Этот процесс известен как торможение рекуперативным резистором.

Цифровые сервоусилители некоторых производителей имеют встроенные резисторы для рассеивания некоторой регенеративной энергии, хотя, если количество регенеративной энергии, обрабатываемой встроенным резистором, будет превышено, в конструкции потребуется внешний регенеративный резистор.

Использование программного обеспечения для определения размеров сервоприводов некоторых производителей для определения размеров приложений движения позволяет инженерам проверять параметры рекуперативного и динамического торможения, характерные для конкретного приложения. Здесь инженер может ввести подробную информацию о механике системы, профиле движения и других деталях, таких как входное напряжение и параметры тормоза серводвигателя. Такое программное обеспечение в конечном итоге определяет одну или несколько комбинаций серводвигателя и цифрового сервоусилителя, которые будут работать в данном приложении. Некоторые такие программы могут даже возвращать кривые скорости-крутящего момента и значения регенерации для каждого варианта сборки машины.

Хотя нет универсального размера для всех, сервосистемы, предварительно проверенные на динамическое торможение и торможение с рекуперативным резистором, обеспечат более длительный срок службы. Подключаемые к сети цифровые усилители Yaskawa (сервопакеты серии Sigma-7) включают в свои усилители функции динамического торможения.Для получения дополнительной информации посетите yaskawa.com/products/motion/sigma-7-servo-products.