Questo documento introduce uno schema di controllo del servomotore con microcomputer a chip singolo. Lo schema è stato applicato con successo alla stampante per computer a colori, che può realizzare il controllo stabile del processo di stampa e controllare accuratamente la posizione di stampa.
Il servomotore appartiene a una classe di motori di controllo, suddiviso in servomotore cc e servomotore ca. Poiché il servomotore ca presenta i vantaggi di dimensioni ridotte, leggerezza, coppia elevata, bassa inerzia e buone prestazioni di controllo, è ampiamente utilizzato in il sistema di controllo automatico e il sistema di rilevamento automatico come elemento esecutivo per convertire il segnale elettrico di controllo nella rotazione meccanica dell'albero. Grazie all'elevata precisione di posizionamento del servomotore, sempre più moderni sistemi di controllo della posizione hanno adottato il servomotore ac come parte principale del sistema di controllo della posizione, il design di questo documento viene utilizzato anche nel sistema di controllo della posizione della stampante.
Questo sistema di controllo adotta il servomotore ac MSMA082A1C Panasonic e realizza il controllo del servomotore tramite il controller a microcomputer a chip singolo. La modalità di controllo del servomotore include principalmente il controllo di posizione e il controllo della velocità. Al fine di migliorare la scorrevolezza del funzionamento dell'ugello, viene selezionata la modalità di controllo del controllo della velocità per realizzare il controllo del servomotore, in modo da utilizzare il modello di controllo a curva a S del sistema del servomotore per raggiungere l'ideale effetto di controllo.Il diagramma a blocchi della composizione del sistema è mostrato nella figura 1, in cui il controller del microcomputer a chip singolo viene inviato al segnale di controllo del servoazionamento, quindi dai movimenti del servomotore del servo attuatore come richiesto, allo stesso tempo, il controller riceve una codifica fotoelettrica fissa sulla piastra del rotore del servomotore derivata dalla rotazione del segnale di impulso di feedback del motore, in modo da realizzare l'ugello del servomotore per guidare il rilevamento e il controllo della posizione di marcia, formare un sistema di controllo a circuito chiuso. per realizzare il controllo accurato della posizione di stampa, il disco di codifica fotoelettrica con risoluzione di 2000p / r è selezionato come unità di rilevamento della posizione per convertire la posizione dell'angolo di rotazione della s ervomotore in segnale di impulso elettrico, in modo da fornire al controller di microcomputer a chip singolo il controllo di tracciamento della posizione di stampa
Questo sistema sceglie il servoazionamento pan digitale MINAS A della serie MS MSX083A1A (il suo indice di prestazione principale è: la tensione di alimentazione è 200V trifase, la potenza nominale del motore adattivo è 750W, il tipo di encoder è 3000p / r). Il segnale CN I / F (pin 50) del connettore del servoazionamento funge da ingresso / uscita del segnale di controllo esterno e il connettore CN SIG (pin 20) funge da filo di collegamento dell'encoder del servomotore.
Alla fine della vita del cuscinetto, le vibrazioni e il rumore del motore aumenteranno in modo significativo. Quando il gioco radiale del cuscinetto raggiunge il seguente valore, è necessario sostituire il cuscinetto.
Rimuovere il motore, dall'estremità di estensione dell'albero o dall'estremità di non estensione del rotore.Se non è necessario rimuovere la ventola, è più conveniente rimuovere il rotore dall'estensione non assiale. Quando il rotore viene estratto dallo statore, è necessario evitare danni agli avvolgimenti o all'isolamento dello statore.
Sostituire l'avvolgimento deve registrare la forma dell'avvolgimento originale, dimensioni e giri, calibro del filo, quando la perdita di questi dati, dovrebbe essere richiesta dal produttore, modificare il design originale dell'avvolgimento, spesso rendere il motore uno o più deterioramento delle prestazioni o addirittura impossibile da utilizzare.
1. Parallax feedback 360 ° servo arduino ad alta velocità
Feedback di parallasse 360 ° servo arduino ad alta velocità sono ampiamente utilizzati in vari sistemi di controllo. Possono convertire il segnale di tensione in ingresso nell'uscita meccanica dell'albero motore e trascinare i componenti controllati per raggiungere lo scopo di controllo.
Il servomotore ha CC e CA, il primo servomotore è un motore CC generale, nella precisione di controllo non è elevato, l'uso del servomotore motore CC generale.In termini di struttura, il servomotore cc è un motore cc a bassa potenza. La sua eccitazione è generalmente controllata dall'armatura e dal campo magnetico, ma di solito è controllata dall'armatura.
motore passo-passo
Il motore passo-passo viene utilizzato principalmente nel campo della produzione di macchine utensili nc. Poiché il motore passo-passo non ha bisogno della conversione A / D e può convertire direttamente il segnale di impulso digitale in spostamento angolare, è stato considerato l'elemento di esecuzione più ideale della macchina utensile nc.
Oltre alla sua applicazione nelle macchine utensili a controllo numerico, i motori passo-passo possono essere utilizzati anche in altre macchine, come i motori nelle macchine di alimentazione automatiche, i motori in generale unità floppy disk, stampanti e plotter.
3. servo arduino
il servo arduino ha le caratteristiche di bassa velocità e coppia elevata.Generalmente nell'industria tessile spesso si utilizzava un motore dinamometrico a corrente alternata, il principio di funzionamento e la struttura e lo stesso motore asincrono monofase.
4. Motore a riluttanza commutata
Il motore a riluttanza commutata (SRM) è un nuovo tipo di motore di regolazione della velocità con struttura semplice e robusta, basso costo ed eccellenti prestazioni di regolazione della velocità.
5, motore a corrente continua senza spazzole
Motore a corrente continua senza spazzole delle caratteristiche meccaniche e delle caratteristiche di regolazione della linearità, della gamma di velocità, della lunga durata, del rumore di manutenzione conveniente, non c'è spazzola causata da una serie di problemi, quindi questo motore nel sistema di controllo ha una grande applicazione.
6. Motore a corrente continua
Il motore a corrente continua ha i vantaggi di una buona regolazione della velocità, un facile avviamento, può caricare l'avviamento, quindi l'applicazione del motore a corrente continua è ancora molto ampia, specialmente dopo l'emergere dell'alimentazione a tiristore a corrente continua.
7. Motore asincrono
Il motore asincrono presenta i vantaggi di una struttura semplice, fabbricazione, uso e manutenzione convenienti, funzionamento affidabile, qualità inferiore e costi inferiori.Il motore a induzione è ampiamente utilizzato nella guida di macchine utensili, pompe idrauliche, aeratori, compressori, verricelli di sollevamento, macchinari per miniere, macchinari industriali leggeri, macchine per la lavorazione di prodotti agricoli e laterali e la maggior parte dei macchinari per la produzione industriale e agricola, nonché elettrodomestici e attrezzatura medica.
È ampiamente utilizzato negli elettrodomestici, come ventilatori, frigoriferi, condizionatori d'aria e aspirapolvere.,
8. Motore sincrono
I motori sincroni sono utilizzati principalmente in macchinari di grandi dimensioni, quali soffiatori, pompe per acqua, mulini a sfere, compressori, laminatoi, nonché piccoli e micro strumenti o come elementi di controllo.Tra questi il motore sincrono trifase è il corpo principale.Può anche essere usato come un sintonizzatore per trasmettere alla rete potenza reattiva induttiva o capacitiva.
La tecnologia di conversione di frequenza è in realtà l'uso della teoria del controllo motorio, attraverso il cosiddetto convertitore di frequenza, il controllo motorio.Il motore utilizzato per tale controllo è chiamato motore a frequenza variabile.
Il motore di conversione di frequenza comune include: motore asincrono trifase, motore brushless dc, motore brushless ac e motore a riluttanza commutata.
Principio di controllo del motore a frequenza variabile
In generale, la strategia di controllo del motore di conversione di frequenza è la seguente: controllo di coppia costante alla velocità di base, controllo di potenza costante sopra la velocità di base, controllo magnetico debole a una gamma di velocità ultra elevata.
Velocità di base: perché il motore produrrà una forza contromotrice durante il funzionamento e la dimensione della forza contromotrice è solitamente proporzionale alla velocità.Pertanto, quando il motore funziona a una determinata velocità, poiché la dimensione della forza elettromotrice inversa è la stessa della dimensione della tensione applicata, la velocità in questo momento viene chiamata velocità di base.
Controllo di coppia costante: motore alla velocità di base, controllo di coppia costante.A questo punto, la contro forza elettromotrice del motore E è proporzionale alla velocità del motore.E la potenza di uscita del motore e la coppia del motore e la velocità del prodotto sono proporzionali, quindi la potenza e la velocità del motore sono proporzionali.
Controllo costante della potenza: quando il motore supera la velocità di base, la forza elettromotrice inversa del motore viene mantenuta sostanzialmente costante regolando la corrente di eccitazione, in modo da migliorare la velocità del motore.A questo punto, la potenza di uscita del motore è sostanzialmente costante, ma la coppia e la velocità del motore diminuiscono in proporzione inversa.
Controllo magnetico debole: quando la velocità del motore supera un certo valore, la corrente di eccitazione è piuttosto piccola e sostanzialmente non può essere regolata. In questo momento, entra nella fase di controllo magnetico debole.
La regolazione e il controllo della velocità dei motori è una delle tecnologie di base di vari macchinari industriali e agricoli, apparecchiature elettriche per ufficio e minsheng.Con lo straordinario sviluppo della tecnologia elettronica di potenza e della tecnologia microelettronica, l'adozione della modalità di regolazione della velocità in ca "motore a induzione con conversione di frequenza speciale + convertitore di frequenza" sta cambiando per sostituire la tradizionale modalità di regolazione della velocità nel campo della regolazione della velocità con le sue eccellenti prestazioni e economia.Il Vangelo che porta a tutti i ceti sociali risiede: far aumentare notevolmente il grado di automazione della macchina e l'efficienza della produzione, risparmiare energia, aumentare il tasso di passaggio e la qualità del prodotto, la capacità del sistema di alimentazione aumenta di conseguenza, la miniaturizzazione delle apparecchiature, aumentare le condizioni di comfort, sostituire la macchina tradizionale regolazione della velocità e programma di regolazione della velocità in corrente continua con velocità molto elevata.
A causa della particolarità dell'alimentazione a frequenza variabile e della richiesta del sistema di funzionamento ad alta o bassa velocità e della risposta dinamica della velocità di rotazione, il motore come corpo principale di potenza è stato presentato con requisiti rigorosi, il che ha comportato nuovi problemi al motore in elettromagnetico, struttura e isolamento.
Applicazione del motore a frequenza variabile
La regolazione della velocità a frequenza variabile è diventata il mainstream dello schema di regolazione della velocità, può essere ampiamente utilizzata in tutte le trasmissioni stepless della vita.
Soprattutto con l'inverter nel campo del controllo industriale un'applicazione sempre più diffusa, l'uso del motore di conversione di frequenza è sempre più diffuso, si può dire che a causa del motore di conversione di frequenza nel controllo di conversione di frequenza rispetto ai vantaggi del motore ordinario, dove la conversione di frequenza viene utilizzato non è difficile vedere la figura del motore di conversione di frequenza.
La tradizionale modalità di avanzamento del "motore rotante + vite a ricircolo di sfere" sulla macchina utensile, a causa della limitazione della propria struttura, è difficile fare una svolta nella velocità di avanzamento, nell'accelerazione, nella precisione di posizionamento rapido e in altri aspetti, non è stata in grado per soddisfare il taglio ad altissima velocità, la lavorazione ultraprecisa sulle prestazioni servo del sistema di alimentazione della macchina utensile impone requisiti più elevati.Il motore lineare converte l'energia elettrica direttamente in energia meccanica a movimento lineare, senza alcun dispositivo di trasmissione con meccanismo di conversione intermedio.Presenta i vantaggi di una grande spinta iniziale, elevata rigidità della trasmissione, risposta dinamica rapida, elevata precisione di posizionamento e lunghezza della corsa illimitata.Nel sistema di alimentazione della macchina utensile, la più grande differenza tra l'azionamento diretto del motore lineare e l'azionamento originale del motore rotante è annullare il collegamento di trasmissione meccanica dal motore alla tavola (piastra di trascinamento) e accorciare la lunghezza della catena di trasmissione dell'alimentazione della macchina utensile a zero, quindi questa modalità di trasmissione è anche chiamata "trasmissione zero".È a causa di questa modalità "zero drive" che non vengono raggiunti l'indice di prestazione e i vantaggi che la modalità di azionamento originale del motore rotante non può raggiungere.
1. Risposta ad alta velocità
Poiché alcune parti meccaniche della trasmissione (come una vite di comando, ecc.) Con una costante di tempo di risposta elevata vengono eliminate direttamente nel sistema, le prestazioni di risposta dinamica dell'intero sistema di controllo ad anello chiuso sono notevolmente migliorate e la risposta è estremamente sensibile e veloce.
2, precisione,
Il sistema di azionamento lineare elimina il gioco e l'errore di trasmissione causati dal meccanismo meccanico come la vite di comando e riduce l'errore di tracciamento causato dal ritardo del sistema di trasmissione durante il movimento di interpolazione.Tramite il controllo di feedback del rilevamento della posizione lineare, l'accuratezza del posizionamento della macchina utensile può essere notevolmente migliorata.
3, elevata rigidità dinamica dovuta alla "trasmissione diretta", per evitare l'avvio, modificare la velocità e la direzione del collegamento di trasmissione intermedio a causa di deformazione elastica, usura per attrito e gioco inverso causati dal fenomeno del ritardo del movimento, ma anche migliorare la rigidità della trasmissione.
4. Alta velocità e breve processo di accelerazione e decelerazione
Poiché il motore lineare viene utilizzato principalmente per il treno a levitazione magnetica (fino a 500km / h) al più presto, ovviamente non è un problema soddisfare la massima velocità di avanzamento (fino a 60 ~ 100M / min o superiore) di altissima velocità taglio nella trasmissione di alimentazione delle macchine utensili.Anche a causa della summenzionata risposta ad alta velocità "zero drive", il processo di accelerazione e decelerazione è notevolmente ridotto.Per ottenere l'inizio dell'alta velocità istantanea, il funzionamento ad alta velocità può essere quasi-stop istantaneo.È possibile ottenere un'accelerazione elevata, generalmente fino a 2 ~ 10g (g = 9.8m / s2), mentre l'accelerazione massima della vite a ricircolo di sfere è generalmente solo 0.1 ~ 0.5g.
5. La lunghezza della corsa non è limitata sul binario di guida e può essere estesa indefinitamente dal motore lineare di serie.
6. Il movimento è silenzioso e il rumore è basso.A causa dell'eliminazione della vite di trasmissione e di altre parti dell'attrito meccanico, è possibile utilizzare la guida di scorrimento della guida di scorrimento o della guida di sospensione del cuscinetto magnetico (nessun contatto meccanico), il rumore sarà notevolmente ridotto durante il movimento.
7. Alta efficienza.Poiché non esiste un collegamento di trasmissione intermedio, la perdita di energia durante l'attrito meccanico viene eliminata e l'efficienza della trasmissione è notevolmente migliorata.
La struttura del motore asincrono trifase è composta da statore, rotore e altri accessori.
Statore (1) (parte fissa)
1. Nucleo dello statore
Funzione: parte del circuito magnetico del motore su cui è posizionato l'avvolgimento dello statore.
Struttura: il nucleo dello statore è generalmente realizzato in lamiera di acciaio al silicio di spessore 0.35 ~ 0.5 mm con uno strato isolante sulla superficie e sovrapposto. La punzonatura interna del nucleo ha slot uniformemente distribuiti per incorporare gli avvolgimenti dello statore.
I tipi di slot del nucleo dello statore sono i seguenti:
Slot semichiuso: l'efficienza e il fattore di potenza del motore sono più elevati, ma l'incorporamento e l'isolamento dell'avvolgimento sono più difficili.Utilizzato generalmente in piccoli motori a bassa tensione.Scanalatura a mezza apertura: può essere inserita nell'avvolgimento formato. Viene generalmente utilizzato per motori a bassa e media tensione.Il cosiddetto avvolgimento formato che è, l'avvolgimento può essere inserito nella scanalatura dopo il trattamento di isolamento in anticipo.
Scanalatura di apertura: utilizzata per l'incorporamento di avvolgimenti di formatura, metodo di isolamento conveniente, utilizzato principalmente nel motore ad alta tensione.
2. Avvolgimento statore
Funzione: è la parte circuitale del motore, che viene alimentato con corrente alternata trifase e genera campo magnetico rotante.
Struttura: è collegata da tre avvolgimenti identici distanziati con un angolo elettrico di 120 °, ciascuno dei quali è incorporato in ogni slot dello statore secondo una certa regola.
I principali elementi isolanti degli avvolgimenti dello statore sono i seguenti: (garantire l'isolamento affidabile tra le parti conduttive degli avvolgimenti e il nucleo e l'isolamento affidabile tra gli avvolgimenti stessi).
1) isolamento del suolo: l'isolamento tra gli avvolgimenti dello statore nel suo complesso e il nucleo dello statore.
2) isolamento di fase: isolamento tra gli avvolgimenti dello statore di ciascuna fase.
3) isolamento inter-giro: isolamento tra i giri di ciascun avvolgimento dello statore di fase.
Cablaggio nella scatola di giunzione del motore:
La morsettiera del motore ha una scheda di cablaggio, sei della filettatura dell'avvolgimento trifase in due file, su e giù e da sinistra a destra sono le tre più pile di cablaggio dei numeri per 1 (U1), 2 (V1), 3 ( W1), impilare tre cavi in basso da sinistra a destra per disporre i numeri per 6 (W2), 4 (U2), 5 (V2), gli avvolgimenti trifase in connessione y o connessione delta.Tutta la produzione e la manutenzione devono essere organizzate secondo questo numero di serie.
3, stand
Funzione: il nucleo dello statore e i coperchi delle estremità anteriore e posteriore sono fissi per supportare il rotore e svolgono il ruolo di protezione e dissipazione del calore.
Costruzione: il telaio è generalmente in ghisa, il grande telaio del motore asincrono è generalmente saldato in lamiera d'acciaio, il telaio del motore in miniatura è in fusione di alluminio.Ci sono nervature di dissipazione del calore all'esterno del telaio del motore chiuso per aumentare l'area di dissipazione del calore e ci sono fori di ventilazione su entrambe le estremità del telaio del motore protettivo, in modo che l'aria all'interno e all'esterno del motore possa essere direttamente convessa per facilitare dissipazione di calore.
Rotore (2) (parte rotante)
1. Nucleo del rotore del motore asincrono trifase:
Funzione: come parte del circuito magnetico del motore e posizionare l'avvolgimento del rotore nella fessura del nucleo.
Struttura: il materiale utilizzato è lo stesso dello statore, realizzato in lamiera di acciaio al silicio spessa 0.5 da punzonare e sovrapporre. La lamiera di acciaio al silicio ha distribuito uniformemente fori nella punzonatura rotonda esterna, che viene utilizzata per posizionare gli avvolgimenti del rotore.Il nucleo dello statore viene solitamente utilizzato per perforare il cerchio interno in acciaio al silicio all'indietro per creare il nucleo del rotore.Generalmente, il nucleo del rotore di un piccolo motore asincrono viene montato direttamente sull'albero rotante, mentre il nucleo del rotore di un motore asincrono di medie o grandi dimensioni (il diametro del rotore è superiore a 300 ~ 400mm) viene premuto sull'albero rotante con l'aiuto del supporto del rotore.
2. Avvolgimento del rotore del motore asincrono trifase
Funzione: il taglio del campo magnetico rotante dello statore produce forza e corrente elettromotrice di induzione e forma una coppia elettromagnetica per far ruotare il motore.
Costruzione: divisa in rotore a gabbia di scoiattolo e rotore di avvolgimento.
1) rotore a gabbia di scoiattolo: l'avvolgimento del rotore è composto da diverse barre di guida inserite nella fessura del rotore e due anelli terminali circolari.Se si rimuove il nucleo del rotore, l'aspetto di tutto l'avvolgimento come una gabbia di scoiattolo, il cosiddetto avvolgimento della gabbia.I piccoli motori a gabbia sono realizzati con avvolgimenti del rotore in alluminio pressofuso e le strisce di rame e gli anelli terminali in rame sono saldati per motori oltre 100KW.
2) rotore di avvolgimento: l'avvolgimento del rotore di avvolgimento è simile all'avvolgimento dello statore. È anche un avvolgimento trifase simmetrico, generalmente collegato a una stella. I tre fili in uscita sono collegati ai tre anelli del collettore dell'albero rotante e quindi collegati al circuito esterno attraverso la spazzola elettrica.
Caratteristiche: la struttura è più complessa, quindi il motore di avvolgimento non è ampiamente utilizzato come il motore a gabbia di scoiattolo.Ma attraverso l'anello del collettore e la spazzola nella stringa del circuito di avvolgimento del rotore resistenza aggiuntiva e altri componenti per migliorare le prestazioni di avviamento, frenata e regolazione della velocità del motore asincrono, quindi in una certa gamma di requisiti per un'attrezzatura regolare di regolazione della velocità, come la gru , ascensore, compressore d'aria, ecc.
