In diesem Artikel wird ein Schema zur Steuerung des Servomotors mit einem Ein-Chip-Mikrocomputer vorgestellt. Das Schema wurde erfolgreich auf den Farbcomputer angewendet, der die stabile Steuerung des Druckprozesses und die genaue Steuerung der Druckposition realisieren kann.
Servomotor gehört zu einer Klasse von Steuermotoren, die in DC-Servomotoren und AC-Servomotoren unterteilt sind. Da der AC-Servomotor die Vorteile einer geringen Größe, eines geringen Gewichts, einer großen Drehmomentabgabe, einer geringen Trägheit und einer guten Steuerleistung aufweist, wird er in weitem Umfang verwendet das automatische Steuersystem und das automatische Erfassungssystem als ausführendes Element, um das elektrische Steuersignal in die mechanische Drehung der Welle umzuwandeln. Aufgrund der hohen Positioniergenauigkeit des Servomotors haben immer modernere Positionssteuersysteme den Wechselstrom-Servomotor übernommen Als Hauptbestandteil des Positionskontrollsystems wird das Design dieses Papiers auch im Positionskontrollsystem des Druckers verwendet.
Dieses Steuersystem übernimmt den panasonic MSMA082A1C-Wechselstrom-Servomotor und realisiert die Steuerung des Servomotors über den Ein-Chip-Mikrocomputer-Controller. Der Steuermodus des Servomotors umfasst hauptsächlich Positionssteuerung und Geschwindigkeitssteuerung. Um die Laufruhe beim Antreiben der Düse zu verbessern, wird der Steuermodus der Geschwindigkeitssteuerung ausgewählt, um die Steuerung des Servomotors zu realisieren, um das S-förmige Kurvensteuermodell des Servomotorsystems zu verwenden, um das Ideal zu erreichen Steuereffekt.Systemaufbau Blockdiagramm ist in Abbildung 1 gezeigt, in dem der Ein-Chip-Mikrocomputer-Controller das Steuersignal an den Servoantrieb ausgibt und dann durch die Bewegungen des Servoaktuators den Servomotor nach Bedarf gleichzeitig den Controller empfängt Eine feste fotoelektrische Codierung auf der Rotorplatte des Servomotors, die aus der Drehung des Motorrückkopplungsimpulssignals abgeleitet wird, um die Düse des Servomotors zum Antreiben der Erfassung und Steuerung der Laufposition zu realisieren, bildet ein Regelungssystem Um die genaue Steuerung der Druckposition zu realisieren, wird die fotoelektrische Codierscheibe mit einer Auflösung von 2000p / r als Positionserfassungseinheit ausgewählt, um die Drehwinkelposition der s umzuwandeln ervo Motor in elektrisches Impulssignal, um den Ein-Chip-Mikrocomputer-Controller mit der Spursteuerung der Druckposition zu versehen
Dieses System wählt panasonic MINAS A-Serie volldigitaler AC-Servotreiber MSDA083A1A (Hauptleistungsindex ist: Die Versorgungsspannung ist dreiphasig 200V, die Nennleistung des adaptiven Motors ist 750W, der Gebertyp ist 3000p / r) Das CN-I / F-Signal (50-Pin) des Servotreiber-Anschlusses dient als Ein- / Ausgang des externen Steuersignals, und der CN-SIG-Anschluss (20-Pin) dient als Verbindungskabel des Servomotor-Encoders.
Am Ende der Lebensdauer des Lagers nehmen die Vibrationen und Geräusche des Motors erheblich zu. Wenn das Radialspiel des Lagers den folgenden Wert erreicht, sollte das Lager ausgetauscht werden.
Entfernen Sie den Motor, von dem Wellenverlängerungsende oder Nichtverlängerungsende des Rotors kann herausgenommen werden.Wenn der Lüfter nicht ausgebaut werden muss, ist es zweckmäßiger, den Rotor von der nicht axialen Verlängerung abzunehmen. Wenn der Rotor aus dem Stator gezogen wird, sollten Schäden an den Statorwicklungen oder der Isolierung verhindert werden.
Ersetzen Sie die Wicklung muss die Form der ursprünglichen Wicklung, Größe und Windungen, Drahtstärke aufzeichnen, wenn der Verlust dieser Daten beim Hersteller angefragt werden sollte, ändern Sie das ursprüngliche Design der Wicklung, oft machen den Motor eine oder mehrere Leistungseinbußen oder gar nicht verwenden können.
1. Parallaxe Rückkopplung 360 ° Hochgeschwindigkeitsservo Arduino
Parallaxe Rückkopplung 360 ° Hochgeschwindigkeits-Servo-Arduino sind in verschiedenen Steuerungssystemen weit verbreitet. Sie können das Eingangsspannungssignal in das mechanische Ausgangssignal der Motorwelle umwandeln und die gesteuerten Komponenten ziehen, um den Steuerungszweck zu erreichen.
Servomotor hat DC und AC, der früheste Servomotor ist ein allgemeiner DC-Motor, in der Regelgenauigkeit ist nicht hoch, die Verwendung von allgemeinen DC-Motor-Servomotor.In Bezug auf die Struktur ist der Gleichstrommotor ein Gleichstrommotor mit geringer Leistung. Seine Erregung wird normalerweise durch Anker und Magnetfeld gesteuert, aber es wird normalerweise durch Anker gesteuert.
Schrittmotor
Schrittmotoren werden hauptsächlich im Bereich des Werkzeugmaschinenbaus eingesetzt. Da der Schrittmotor keine A / D-Wandlung benötigt und das digitale Impulssignal direkt in eine Winkelverschiebung umwandeln kann, wurde er als das idealste Ausführungselement der NC-Werkzeugmaschine angesehen.
Zusätzlich zu seiner Anwendung in CNC-Werkzeugmaschinen können Schrittmotoren auch in anderen Maschinen verwendet werden, wie Motoren in automatischen Zuführmaschinen, Motoren in allgemeinen Diskettenlaufwerken, Druckern und Plottern.
3. Servo Arduino
Servo Arduino hat die Eigenschaften von niedriger Drehzahl und großem Drehmoment.Generell werden in der Textilindustrie häufig Drehstrommotoren eingesetzt, deren Funktionsprinzip und Aufbau sowie einphasiger Asynchronmotor gleich sind.
4. Geschalteter Reluktanzmotor
Der geschaltete Reluktanzmotor (Switched Reluctance Motor, SRM) ist ein neuer Typ eines Geschwindigkeitsregelmotors mit einfacher und starker Struktur, niedrigen Kosten und hervorragender Geschwindigkeitsregelleistung.
5, bürstenloser Gleichstrommotor
Bürstenloser Gleichstrommotor der mechanischen Eigenschaften und Einstelleigenschaften der Linearität, des Drehzahlbereichs, der langen Lebensdauer, des wartungsfreundlichen Geräusches, es gibt keine Bürste, die durch eine Reihe von Problemen verursacht wird, so dass dieser Motor im Steuersystem eine großartige Anwendung hat.
6. Gleichspannungs Motor
Gleichstrommotor hat die Vorteile einer guten Drehzahlregelung Leistung, leichtes Anlaufen, kann Anlaufen laden, so dass die Anwendung von Gleichstrommotoren noch sehr breit ist, insbesondere nach dem Aufkommen der Thyristor-Gleichstromversorgung.
7. Asynchronmotor
Der Asynchronmotor hat die Vorteile eines einfachen Aufbaus, einer bequemen Herstellung, Verwendung und Wartung, eines zuverlässigen Betriebs, einer geringeren Qualität und geringerer Kosten.Induktionsmotoren werden in großem Umfang zum Antrieb von Werkzeugmaschinen, Wasserpumpen, Luftgebläsen, Kompressoren, Hebewinden, Bergbaumaschinen, leichten Industriemaschinen, Maschinen für die Verarbeitung von landwirtschaftlichen Produkten und Nebentätigkeiten sowie in den meisten industriellen und landwirtschaftlichen Produktionsmaschinen sowie Haushaltsgeräten und -geräten eingesetzt medizinische Ausrüstung.
Es wird häufig in Haushaltsgeräten wie Ventilatoren, Kühlschränken, Klimaanlagen und Staubsaugern verwendet.[3]
8. Synchronmotor
Synchronmotoren werden hauptsächlich in großen Maschinen wie Gebläsen, Wasserpumpen, Kugelmühlen, Kompressoren, Walzwerken sowie Klein- und Mikroinstrumenten oder als Steuerelemente eingesetzt.Unter ihnen ist Drehstrom-Synchronmotor der Hauptkörper.Es kann auch als Tuner verwendet werden, um induktive oder kapazitive Blindleistung an das Netz zu übertragen.
Frequenzumwandlungstechnologie ist eigentlich die Anwendung der Motorregelungstheorie, über die der sogenannte Frequenzumrichter die Motorregelung übernimmt.Der für eine solche Steuerung verwendete Motor wird als Motor mit variabler Frequenz bezeichnet.
Der übliche Frequenzumwandlungsmotor umfasst: Dreiphasen-Asynchronmotor, bürstenlosen Gleichstrommotor, bürstenlosen Wechselstrommotor und geschalteten Reluktanzmotor.
Steuerungsprinzip des Frequenzumrichters
Im Allgemeinen ist die Regelstrategie des Frequenzumwandlungsmotors wie folgt: Konstante Drehmomentregelung bei Grunddrehzahl, konstante Leistungsregelung über Grunddrehzahl, schwache Magnetregelung im Ultrahochdrehzahlbereich.
Grunddrehzahl: Weil der Motor beim Laufen eine elektromotorische Gegenkraft erzeugt und die Größe der elektromotorischen Gegenkraft normalerweise proportional zur Drehzahl ist.Wenn daher der Motor auf eine bestimmte Drehzahl läuft, wird die Drehzahl zu diesem Zeitpunkt als Basisdrehzahl bezeichnet, da die Größe der gegenelektromotorischen Kraft dieselbe ist wie die Größe der angelegten Spannung.
Konstante Drehmomentregelung: Motor mit Basisdrehzahl, konstante Drehmomentregelung.Zu diesem Zeitpunkt ist die elektromotorische Gegenkraft E des Motors proportional zur Motordrehzahl.Die Motorausgangsleistung und das Motordrehmoment und -drehzahlprodukt sind proportional, sodass die Motorleistung und -drehzahl proportional sind.
Konstante Leistungsregelung: Wenn der Motor die Basisdrehzahl überschreitet, wird die elektromotorische Gegenkraft des Motors durch Einstellen des Erregerstroms im Wesentlichen konstant gehalten, um die Drehzahl des Motors zu verbessern.Zu diesem Zeitpunkt ist die Ausgangsleistung des Motors im Wesentlichen konstant, aber das Motordrehmoment und die Motordrehzahl nehmen umgekehrt proportional ab.
Schwache Magnetsteuerung: Wenn die Motordrehzahl einen bestimmten Wert überschreitet, ist der Erregerstrom recht klein und kann im Grunde nicht eingestellt werden. Zu diesem Zeitpunkt tritt es in die schwache magnetische Steuerstufe ein.
Die Regulierung und Steuerung der Motordrehzahl ist eine der Basistechnologien für verschiedene industrielle und landwirtschaftliche Maschinen, Büro- und Minsheng-Elektrogeräte.Mit der erstaunlichen Entwicklung der Leistungselektronik und der Mikroelektronik führt die Einführung des Wechselstrom-Drehzahlregelungsmodus "spezieller Frequenzumwandlungsinduktionsmotor + Frequenzumrichter" zu einer Änderung, die den herkömmlichen Drehzahlregelungsmodus im Drehzahlregelungsbereich durch seine hervorragende Leistung und Leistung ersetzt Wirtschaft.Das Evangelium, das es allen Lebensbereichen bringt, besteht darin, den Grad der Maschinenautomatisierung und die Produktionseffizienz deutlich zu steigern, Energie zu sparen, die Durchlaufrate und die Produktqualität zu erhöhen, die Kapazität des Stromversorgungssystems entsprechend zu erhöhen, die Miniaturisierung der Ausrüstung zu verbessern, den Komfort zu verbessern und die traditionelle Maschine zu ersetzen Drehzahlregelung und Gleichstromdrehzahlregelung mit sehr hoher Drehzahl.
Aufgrund der Besonderheit der Stromversorgung mit variabler Frequenz und der Forderung des Systems nach Hochgeschwindigkeits- oder Niedriggeschwindigkeitsbetrieb und dynamischer Reaktion der Drehgeschwindigkeit wurde der Motor als Hauptkraftwerk mit strengen Anforderungen vorgeschlagen, was neue Probleme mit sich gebracht hat zum Motor in elektromagnetischer, Struktur und Isolierung.
Anwendung eines Motors mit variabler Frequenz
Drehzahlregelung mit variabler Frequenz ist zum Hauptbestandteil des Drehzahlregelungsschemas geworden und kann in allen Bereichen des stufenlosen Getriebes eingesetzt werden.
Insbesondere mit dem im Bereich der industriellen Regelung zunehmend verbreiteten Umrichter findet der Einsatz von Frequenzumwandlungsmotoren zunehmend Verbreitung, wobei aufgrund des Frequenzumwandlungsmotors bei der Frequenzumwandlungsregelung die Vorteile des gewöhnlichen Motors bei der Frequenzumwandlung überwiegen verwendet wird, sind wir nicht schwer, die Abbildung des Frequenzumwandlungsmotors zu sehen.
Der herkömmliche Vorschubantriebsmodus "Rotierender Motor + Kugelumlaufspindel" an der Werkzeugmaschine ist aufgrund der Begrenzung ihres eigenen Aufbaus schwer zu durchbrechen, was Vorschubgeschwindigkeit, Beschleunigung, schnelle Positioniergenauigkeit und andere Aspekte angeht, die bisher nicht möglich waren Um dem Ultrahochgeschwindigkeitsschnitt gerecht zu werden, stellte die Ultrapräzisionsbearbeitung an die Servoleistung des Werkzeugmaschinenvorschubsystems höhere Anforderungen.Der Linearmotor wandelt elektrische Energie direkt in mechanische Energie mit linearer Bewegung um, ohne eine Übertragungsvorrichtung mit Zwischenwandlungsmechanismus.Es hat die Vorteile eines großen Anfahrschubs, einer hohen Übertragungssteifigkeit, einer schnellen Dynamik, einer hohen Positioniergenauigkeit und einer unbegrenzten Hublänge.Im Vorschubsystem der Werkzeugmaschine besteht der größte Unterschied zwischen dem Direktantrieb des Linearmotors und dem ursprünglichen Drehmotor darin, die mechanische Übertragungsverbindung vom Motor zum Tisch (Schleppplatte) aufzuheben und die Länge der Vorschubübertragungskette zu verkürzen von Werkzeugmaschine auf Null, so wird dieser Übertragungsmodus auch als "Nullübertragung" bezeichnet.Aufgrund dieses "Zero Drive" -Modus werden der Leistungsindex und die Vorteile, die der ursprüngliche Antriebsmodus des rotierenden Motors nicht erreichen kann, gebracht.
1. Schnelle Reaktion
Da einige mechanische Getriebeteile (wie Gewindespindel usw.) mit großer Ansprechzeitkonstante direkt im System eliminiert werden, wird das dynamische Ansprechverhalten des gesamten Regelungssystems erheblich verbessert und das Ansprechverhalten ist äußerst empfindlich und schnell.
2, Präzision,
Das Linearantriebssystem eliminiert das Getriebespiel und den Fehler, die durch den mechanischen Mechanismus wie die Leitspindel verursacht werden, und reduziert den Spurfehler, der durch die Verzögerung des Getriebesystems während der Interpolationsbewegung verursacht wird.Durch die Regelung der linearen Positionserfassung kann die Positioniergenauigkeit der Werkzeugmaschine erheblich verbessert werden.
3, hohe dynamische Steifigkeit durch "Direktantrieb", um das Anfahren zu vermeiden, Geschwindigkeit und Richtung des Zwischengetriebeglieds aufgrund elastischer Verformung, Reibverschleiß und Umkehrspiel aufgrund des Bewegungsverzögerungsphänomens zu ändern, aber auch die Getriebesteifigkeit zu verbessern.
4. Schnelle Geschwindigkeit und kurzer Beschleunigungs- und Verzögerungsvorgang
Da der Linearmotor frühestens für Magnetschwebebahnen (bis 500km / h) eingesetzt wird, ist es natürlich kein Problem, die maximale Vorschubgeschwindigkeit (bis 60 ~ 100M / min oder höher) der Höchstgeschwindigkeit einzuhalten Schneiden im Vorschubantrieb von Werkzeugmaschinen.Auch aufgrund der oben erwähnten "Null-Fahrt" -Hochgeschwindigkeitsantwort wird der Beschleunigungs- und Verzögerungsprozess stark verkürzt.Um den Beginn der augenblicklichen hohen Geschwindigkeit zu erreichen, kann der Betrieb mit hoher Geschwindigkeit augenblicklich quasi gestoppt werden.Es kann eine hohe Beschleunigung erzielt werden, im Allgemeinen bis zu 2 ~ 10g (g = 9.8m / s2), während die maximale Beschleunigung des Kugelgewindetriebs im Allgemeinen nur 0.1 ~ 0.5g beträgt.
5. Die Verfahrlänge ist nicht auf die Führungsschiene beschränkt und kann durch Reihenlinearmotor unbegrenzt verlängert werden.
6. Die Bewegung ist leise und das Geräusch ist gering.Aufgrund des Wegfalls der Übertragungsschraube und anderer Teile der mechanischen Reibung und der als Führungsschiene verwendeten Rollführungsschiene oder Magnetkissenaufhängungsführung (kein mechanischer Kontakt) wird das Geräusch bei der Bewegung stark reduziert.
7. Hohe Effizienz.Da es keine Zwischenübertragungsstrecke gibt, wird der Energieverlust während der mechanischen Reibung beseitigt und die Übertragungseffizienz wird stark verbessert.
Die Struktur des Drehstrom-Asynchronmotors besteht aus Stator, Rotor und anderem Zubehör.
(1) Stator (stationärer Teil)
1. Statorkern
Funktion: Teil des Magnetkreises des Motors, auf dem die Statorwicklung liegt.
Struktur: Der Statorkern besteht im Allgemeinen aus 0.35 ~ 0.5 mm dickem Siliziumstahlblech mit einer Isolierschicht auf der Oberfläche und übereinander. Die Innenstanzung des Kerns hat gleichmäßig verteilte Schlitze zum Einbetten von Statorwicklungen.
Die Nuttypen des Statorkerns sind wie folgt:
Halbgeschlossener Schlitz: Der Wirkungsgrad und der Leistungsfaktor des Motors sind höher, das Einbetten der Wicklung und die Isolierung sind jedoch schwieriger.Im Allgemeinen in kleinen Niederspannungsmotoren verwendet.Nut mit halber Öffnung: Kann in die geformte Wicklung eingebettet werden. Es wird allgemein für große und mittlere Niederspannungsmotoren verwendet.Die sogenannte geformte Wicklung, dh die Wicklung, kann nach der Isolationsbehandlung im Voraus in die Nut gelegt werden.
Öffnungsnut: verwendet für das Einbetten der Formungswicklung, bequeme Isolierungsmethode, hauptsächlich verwendet im Hochspannungsmotor.
2. Statorwicklung
Funktion: Es ist der Schaltungsteil des Motors, der mit Drehstrom gespeist wird und ein rotierendes Magnetfeld erzeugt.
Struktur: Sie ist durch drei identische Wicklungen verbunden, die in einem elektrischen Winkel von 120 ° voneinander beabstandet sind und die nach einer bestimmten Regel in jeden Schlitz des Stators eingebettet sind.
Die Hauptisolationselemente der Statorwicklungen lauten wie folgt: (Gewährleistung der zuverlässigen Isolierung zwischen den leitenden Teilen der Wicklungen und dem Kern und der zuverlässigen Isolierung zwischen den Wicklungen selbst).
1) Erdungsisolation: Die Isolation zwischen den Statorwicklungen als Ganzes und dem Statorkern.
2) -Phasenisolation: Isolation zwischen den Statorwicklungen jeder Phase.
3) Zwischenwindungsisolation: Isolation zwischen Windungen jeder Phasenstatorwicklung.
Verkabelung im Motoranschlusskasten:
Motorklemmenkasten hat eine Verdrahtungsplatine, sechs der dreiphasigen Wicklungsgewinde in zwei Reihen, oben und unten und von links nach rechts sind die drei am häufigsten angeordneten Verdrahtungsstapel von Zahlen für 1 (U1), 2 (V1), 3 ( W1), stapeln Sie die unteren drei Kabel von links nach rechts, um die Nummern für 6 (W2), 4 (U2), 5 (V2), die drei Phasenwicklungen in y-Verbindung oder Dreieck-Verbindung zu ordnen.Alle Herstellungs- und Wartungsarbeiten sollten gemäß dieser Seriennummer durchgeführt werden.
3, steh auf
Funktion: Der Statorkern sowie die vorderen und hinteren Endabdeckungen sind zur Unterstützung des Rotors befestigt und übernehmen die Rolle des Schutzes und der Wärmeableitung.
Konstruktion: Der Rahmen ist in der Regel aus Gusseisen, der große Asynchronmotorrahmen ist in der Regel in Stahlblech eingeschweißt, der Rahmen des Miniaturmotors ist aus Aluminiumguss.Es gibt Wärmeableitungsrippen außerhalb des Rahmens des geschlossenen Motors, um die Wärmeableitungsfläche zu vergrößern, und es gibt Belüftungslöcher an beiden Enden des Rahmens des Schutzmotors, so dass die Luft innerhalb und außerhalb des Motors direkt zur Konvektion gebracht werden kann Wärmeableitung.
(2) Rotor (rotierender Teil)
1. Rotorkern eines Drehstrom-Asynchronmotors:
Funktion: als Teil des Magnetkreises des Motors und die Rotorwicklung in den Kernschlitz legen.
Struktur: Das verwendete Material ist das gleiche wie beim Stator, der aus 0.5 mm dickem Siliziumstahlblech hergestellt ist, das gestanzt und beschichtet wird. Das Siliziumstahlblech hat gleichmäßig verteilte Löcher in der äußeren Rundstanzung, in die die Rotorwicklungen eingelegt werden.Der Statorkern wird normalerweise zum Stanzen des inneren Kreises aus rückwärtigem Siliziumstahl verwendet, um den Rotorkern herzustellen.Im Allgemeinen ist der Rotorkern eines kleinen Asynchronmotors direkt auf der rotierenden Welle montiert, während der Rotorkern eines großen oder mittelgroßen Asynchronmotors (der Durchmesser des Rotors ist größer als 300 ~ 400mm) auf die rotierende Welle gedrückt wird mit Hilfe der Rotorstütze.
2. Rotorwicklung eines Drehstrom-Asynchronmotors
Funktion: Das Schneiden des rotierenden Magnetfelds des Stators erzeugt eine elektromotorische Induktionskraft und einen elektromotorischen Induktionsstrom und erzeugt ein elektromagnetisches Drehmoment, um den Motor in Drehung zu versetzen.
Konstruktion: unterteilt in Käfigläufer und Wickelrotor.
1) Käfigläufer: Die Läuferwicklung besteht aus mehreren in den Läufernut eingesetzten Führungsstangen und zwei kreisrunden Endringen.Wird der Rotorkern entfernt, sieht die gesamte Wicklung wie ein Käfig aus, so genannte Käfigwicklung.Käfigläufermotoren bestehen aus Aluminiumguss-Rotorwicklungen und Kupferbänder und Kupferendringe werden für Motoren über 100KW geschweißt.
2) Wickelrotor: Die Wicklung des Wickelrotors ähnelt der Statorwicklung. Es ist auch eine symmetrische Dreiphasenwicklung, die im Allgemeinen zu einem Stern verbunden ist. Die drei abgehenden Drähte werden mit den drei Sammelringen der rotierenden Welle verbunden und dann über die elektrische Bürste mit dem externen Stromkreis verbunden.
Eigenschaften: Die Struktur ist komplexer, so dass der Wickelmotor nicht so weit verbreitet ist wie der Käfigläufermotor.Durch den Auffangring und die Bürste in der Rotorwickelschleife werden jedoch zusätzliche Widerstände und andere Bauteile zur Verbesserung der Anlauf-, Brems- und Drehzahlregelleistung des Asynchronmotors, also in einem bestimmten Anforderungsbereich für leichtgängige Drehzahlregeleinrichtungen, beispielsweise Krane, benötigt , Aufzug, Luftkompressor usw.
