直线电机速度问题 点击:11344 | 回复:89



lindang2010

    
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发表于:2010-09-14 19:47:09
楼主
各位大哥,小弟最近调试直线电机速度环,发现速度提不上去,100m/min可以很好跟踪,120左右速度能够跟踪一段时间,但速度马上垮下去(给定的速度曲线是梯形,加速度不大,但是能满足运行量程),120m/min以上就完全跟踪不上了,平面式直线电机最大是180m/min, 动子在30公斤左右, 驱动器的驱动电流是能保证的,反馈速度的采样时钟也能保证,反馈是模拟量,采用国外细分板。这个问题已经困扰一个多星期了,示波器观察光栅尺模拟信号和脉冲也是一一对应,希望哪位大侠能指点指点。



波恩

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发表于:2010-09-15 13:18:20
21楼
“速度能够跟踪上一段时间,接着又下降”———带其它电机也是这样的话,要查查接口电路的信号质量了。

lindang2010

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发表于:2010-09-15 13:24:07
22楼
其他电机(旋转或直线)都能正常运行。唯有这台有此现象。

ACScontrol

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发表于:2010-09-15 13:27:18
23楼

楼主来头不小,呵呵。。。。。。。不知道定位精度和重复定位精度也都是um级,具体是多少个u.耳闻国外一相当知名运动控制卡厂商在国内也做驱动器,搭配自己的控制卡,似乎也不如人意

老鼠杰利

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发表于:2010-09-15 13:49:11
24楼

如果是给定行程的测试,感觉是你的电机选的有问题。请利用Parker Motion Sizer软件来核实该电机和驱动器匹配时是否满足你的要求;如果满足的话,可以查到速度推力曲线。如果不满足,那可以利用自动选型来得到合适的型号。

ACScontrol

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发表于:2010-09-15 14:41:23
25楼

不知道你的“速度能够跟踪上一段时间,接着又下降”到底是个什么概念,采集的曲线有吗?如果是在给定的行程内,加速度和加加速度设置不对,行程又不大,速度如何上去?

lindang2010

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发表于:2010-09-15 19:10:39
26楼
我给的行程是可以上去的,120m/min偶尔又可以,有时不行,不行的时候发现母线电压下降很厉害,刚开始以为是软启动没打开,后来检测软启动已经打开。各位大侠有何高见。

lindang2010

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发表于:2010-09-15 19:11:27
27楼
110m/min是可以跟踪的,母线电压是一条直线。

lindang2010

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发表于:2010-09-15 19:16:55
28楼
120m/min偶尔又可以,是指完全跟踪上梯形指令速度。不行,是指速度在120m/min可以跟踪一段时间,接着速度下降。

ACScontrol

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发表于:2010-09-15 21:42:06
29楼
母线电压下降必然导致速度下降,很奇怪!请问你给驱动器供的是交流电还是直流电?多少伏?电机的反电动势常数又是多少?

lindang2010

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发表于:2010-09-15 21:58:51
30楼
交流电220,反电动势常数是100V/(m/s)

ACScontrol

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发表于:2010-09-15 22:27:55
31楼

220V的交流电,驱动器测得的母线电压最大电压应该在290V左右,号称可以跑180m/min=3m/s,这时候的光反电动势达到多少了呢?100V/m/sX3m/s=300V,母线电压都几乎没这么高!当120m/min时如何呢?

ACScontrol

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发表于:2010-09-15 22:36:44
32楼
直线电机最“害人”的一点就是没有额定电压这个参数!这句话没错!

波恩

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发表于:2010-09-16 08:30:40
33楼

『直线电机最“害人”的一点就是没有额定电压这个参数!这句话没错!』———未必尽然,欧美系伺服电机本来就习惯于标反电势和最高供电压,反电势决定了电机在不同供电电压下电机的运行速度上限,最高供电电压取决于绕组绝缘能力,不少欧美系伺服产品会给出不同供电电压下的额定速度,这种标法才是真正合理的。

不过,对于使用日系“傻瓜”伺服惯了的国人而言,门儿清的就不那么多了。

直线电机的标称最高速度是在允许的最高供电电压下的可运行速度,实际供电电压不同,则运行速度必然被拖累。

楼主所述问题,现在看来,倒真不像是编码器和细分板的问题了,问题的症结应该就是供电电压和反电势的矛盾问题,驱动器使用SVPWM控制时,功率逆变环节的无失真电压利用率理论上是100%,但考虑死区保护等因素,实际电压利用率则可能只有90%,对应198V,甚至80%,对应176V,对于100V/(m/s)的反电势系数而言,能否运行到120m/min,也就容易判断了。

ACScontrol

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发表于:2010-09-16 09:58:19
34楼

目前就国内直线电机,包括新加坡什么的,都不提额定电压和最大供电电压这两个参数吧,反正我是没见。驱动器能输出的最大电压220sqrt(2)=311V,我检测过实际只有290V左右!

我觉得楼主的120m/min像是一个转折点,一旦过了这个点反电动势增加的很快,导致母线电压下降,楼主不是检测过母线电压吗,数值多少?

 

波恩

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发表于:2010-09-16 11:07:51
35楼

个人看法:直线电机,无需给出额定电压,只要给出最高供电电压,以及几种典型供电电压下的额定速度即可,当然了,此额定值与散热状况还有关。

 

讨论电压利用率是在线电压的有效值(RMS值)上讨论的,而非直流母线电压,或线电压峰值。

同样,电机标称的反电势系数,一般也是线反电势的有效值,而非峰值。

ACScontrol

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36楼

“个人看法:直线电机,无需给出额定电压,只要给出最高供电电压,以及几种典型供电电压下的额定速度即可,当然了,此额定值与散热状况还有关。”

这样当然好了。但是我查看了大概5--6家欧美直线电机厂家的说明书,只有大概2家有标电压这个参数,一家用的是Continuous Working Voltage,一家是Max Terminal Voltage,其它几家都没有标这个参数(不过有的推荐了配套的驱动器,也就相当于推荐了供电电压)。前面说了貌似国内(包括台湾)和新加坡的直线电机都没见这个参数!

“讨论电压利用率是在线电压的有效值(RMS值)上讨论的,而非直流母线电压,或线电压峰值。

同样,电机标称的反电势系数,一般也是线反电势的有效值,而非峰值。 ”

一时有效值,峰值,直流电,交流电搞的有点晕,电没学好,呵呵。。。。。。但是我想说一点,不管是copley,elmo还是ACS的驱动器(我估计其它欧美直线电机配套的驱动器也是这样的)供220V的交流电,输出的直流电都是220sqrt(2)=311V,除去压降等乱七八糟的大概在290V(驱动器监视的BUS 电压就这个值)左右。

波恩

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37楼

不要说直线电机的参数标注不尽相同,就算是旋转伺服电机的参数也没有个标准,认了吧!

 

交流电的峰值与整流后的空载直流值一样,都是sqrt(2)*Vac,对于220Vac而言,就都是311V。考虑整流压降和波动,直流母线往往是300V左右,这意味着驱动器的交流输出峰峰值是300V,再考虑90%的SVPWM电压利用率,有效值就有回到270*0.707的水平了,所以驱动一个反电势系数为100V/(m/s)的直线电机时,也就勉强能跑到1.9m/s,即115m/min,电网电压再波动一下,所以有时能上120,有时就上不了。上不了,驱动器自然试图加大驱动电流,直流母线负载难免加重,整流滤波波动加剧,直流母线名义电压跟着降低,如果是三相整流,影响稍小,如果是单相整流,影响就可能不小。

lindang2010

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发表于:2010-09-16 14:29:17
38楼
“如果是三相整流,影响稍小,如果是单相整流,影响就可能不小。” 如何理解,谢谢,我用的是单相的

伺服新手上路

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39楼

波恩前辈,由于对驱动器和电都没有一个透彻的了解,所以没看懂你上面是怎么算的,对驱动器而言,输入是交流,输出不是直流吗?怎么又出来个270*0.707?和PWM有关?还有“考虑整流压降和波动,直流母线往往是300V左右,这意味着驱动器的交流输出峰峰值是300V”前半句理解了,不理解后半句。

再就是上面他也说了驱动器监视的BUS电压是290V,这和你算的驱动器最终输出的电压值不一样,难道驱动器监视的不是最终的输出电压?请予以解答,非常感谢!

 

lindang2010

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发表于:2010-09-16 14:54:13
40楼
对驱动器而言,输入是交流,输出也就是交流,所以需要270*0.707,输出峰值是270也就能理解了

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