Servomoottorikäyttö 1

Samankaltaiset tiedostot
Sähkömoottorikäyttöjen laboratoriotyöt Servomoottorikäyttö J. Rekola

DEE Sähkömoottorikäyttöjen laboratoriotyöt. Tasavirtakäyttö

LTY/SÄTE Säätötekniikan laboratorio Sa Säätötekniikan ja signaalinkäsittelyn työkurssi. Servokäyttö (0,9 op)

Tasavirtakäyttö. 1 Esiselostus. TEL-1400 Sähkömoottorikäyttöjen laboratoriotyöt

Pehmeäkäynnistin. Mitä haittoja arvelet staattorijännitteen leikkaamisesta olevan momentin pienenemisen lisäksi (Vihje: mieti, onko virta sinimäistä)?

Tehtävä 1. TEL-1360 Sähkömoottorikäytöt Laskuharjoitus 4/2011

Pienjännitejohtoa voidaan kuvata resistanssin ja induktiivisen reaktanssin sarjakytkennällä.

ELEC-C6001 Sähköenergiatekniikka, laskuharjoitukset oppikirjan lukuun 10 liittyen.

Tämä on PicoLog Windows ohjelman suomenkielinen pikaohje.

CEM DT-3353 Pihtimittari

SÄHKÖENERGIATEKNIIIKKA. Harjoitus - luento 7. Tehtävä 1

TM lineaarimoottori ja Unidrive M700 käyttöönotto-ohje V /TIl

Oikosulkumoottorikäyttö

Vinkkejä Danfoss VLT Taajuusmuuttajan käyttöön

Maha Eurosystem jarrulaskentaohjelman asennusohje versio

KIITOS RICA OPTIMOINTIOHJELMAN VALITSEMISESTA

- Käyttäjä voi valita halutun sisääntulon signaalin asetusvalikosta (esim. 0 5V, 0 10 V tai 4 20 ma)

S Elektroniikan häiriökysymykset. Laboratoriotyö, kevät 2010

OHJELMOINTILAITE 10/50

Sinin muotoinen signaali

Sulautettujen järjestelmien kilpailutehtävä

Oikosulkumoottorikäyttö

Käyttöönotto-opas ACS 600. ACS 600 -taajuusmuuttajat Vakiosovellusohjelmisto 5.x

Pikaohje Aplisens APIS type 1X0 ja 2XO

Taajuusmuuttaja FC101 (pikaopas)

Oikosulkumoottorin vääntömomenttikäyrä. s = 0 n = n s

Moottorin kierrosnopeus Tämän harjoituksen jälkeen:

SAVUKAASUJEN VALVONTAKESKUS 1/6 HYDROSET ER - O2

- Käyttäjä voi valita halutun sisääntulon signaalin asetusvalikosta (esim. 0 5V, 0 10 V tai 4 20 ma)

1. Yleistä. Kuva 1. Graafinen ohjauspaneeli LCD-näytöllä. Taajuusmuuttajan tila. Panel Ready. 3 Motor Current 3.4 A PAINONÄPPÄIMET

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit

Parametrit voimansiirtolinja. Johdanto. SDP3:n päällirakentajien versio

b = KÄYTTÖÖNOTTO RTS-kaukosäätimen ohjelmointi

Muuntajat ja sähköturvallisuus

Samsung Galaxy Tab tietokoneen käyttöohje

33 SOLENOIDIN JA TOROIDIN MAGNEETTIKENTTÄ

VSP webmail palvelun ka yttö öhje

Savolainen. Pienvoimalaitoksen käyttötekniikka

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

JOHNSON CONTROLS. Maalämpösäädin KÄYTTÖOHJE

ONE 118 OHJELMOITAVA PÄÄVAHVISTIN

VLT HVAC Drive FC-102 Pikaohje ulkopuoliselle ohjaukselle

PIKAOHJE SCC VAK-PUMPUN OHJAUS KÄSISÄÄDÖLLE SCA-PUMPUKSI JA TAKAISIN PUTKISTOSSA VAKIOPAINE-ERO VAK:N SÄÄTÄJÄLLÄ

Lataussäädin 12/24V 10A. Käyttöohje

Adafruit Circuit Playground Express

PIKAOHJE SCG-PUMPUN VAK-OHJAUKSEN MUUTTAMINEN KÄSISÄÄDÖLLE SCA-PUMPUKSI JA TAKAISIN

VIM RM1 VAL / SKC VIBRATION MONITOR RMS-MITTAUSJÄRJESTELMÄLLE KÄSIKIRJA. VIM-RM1 FI.docx / BL 1(5)

Asiakirjojen ja valokuvien skannaaminen Canon Canoscan -skannerilla

Aurinkopaneelin lataussäädin 12/24V 30A. Käyttöohje

1 Asentaminen. 2 Yleistä ja simuloinnin aloitus 12/

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit

Epooqin perusominaisuudet

Finnish. Osien nimet. Tarkistuslaiteyksikkö. Sähkökaapelin tarkistuslaite. Vaihtokytkimen tarkistuslaite SM-EC79 HAKEMISTO

LABORATORIOTYÖ 3 VAIHELUKITTU VAHVISTIN

XCRANE OMINAISUUDET KUUSI KULJETTAJA-PROFIILIA VENTTIILIEN SÄÄDÖT

HP ProBook 430 G5 kannettavien käyttöönotto

Scratch ohjeita. Perusteet

NXT Infrapuna-sensori

Langattomien kauko-ohjainten WR-1/WR-R10 laiteohjelman päivittäminen

DEE Sähkötekniikan perusteet

sivu 1 Verkkopäätteen muuttaminen Anvian uuteen tekniikkaan Ohje käy seuraaviin verkkopäätteisiin

Superintend VR-16 Vikavirtarele 5-johdinverkkoihin Lyhyt käyttöohje

Kansion asetusten muuttaminen Windows 2000 käyttöjärjestelmässä Resurssienhallinnan kautta

Yleistä ebmpapst-puhaltimista - Kuvaus teknisistä tiedoista AC

ACCELBIT KARTTASELAIN TRACKER. Karttaselaimen Tracker- sovelluksen käyttöohje versio 1.0 AccelBit Oy

PR SARJA ASENNUS JA KYTKENTÄ

VACON NX PIKAOHJE. Aloituskysely. Paina enter. suomi. Vakio. Paina enter Hz

SÄHKÖMOOTTORI JA PROPULSIOKÄYTTÖ

P6SLite ohjaus- ja zoom komennot

VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Jouko Esko n85748 Juho Jaakkola n Dynaaminen Kenttäteoria GENERAATTORI.

Autodata-ohjelmiston käyttö FuturSoft- ohjelmien kanssa

GREDDY PROFEC B SPEC II säätäminen

Älykäs huoneyksikkö. Tekniset tiedot: Mittaustarkkuus Mittauselementti Näyttö Käyttöjännite Virrankulutus Tiiveysluokka Mitat

SYDÄN-HÄMEEN RASTIT 2017 TULOSPALVELUN OHJEET LAITTEISTO 2. LAITTEISTON VALMISTELU 3. VALMISTELUT ENNEN TAPAHTUMAA

I/O ohjatun ACS800 taajuusmuuttajan korvaaminen ACS880 taajuusmuuttajalla

SYDÄN-HÄMEEN RASTIT TULOSPALVELUN OHJEET v.2 1. LAITTEISTO 2. LAITTEISTON VALMISTELU 3. VALMISTELUT ENNEN TAPAHTUMAA

GEOS 1. Ilmastodiagrammi Libre Office Calc ohjelmalla

Värähtelymittaus Tämän harjoituksen jälkeen:

KÄYTTÄJÄN KÄSIKIRJA OE/OSSPEAKER V KÄYTTÄJÄN KÄSIKIRJA OE/OSSPEAKER V.10.3 SISÄLLYSLUETTELO

Metropolia AMK BOSCH REXROTH HYDRAULIPENKIN KONSEPTISUUNNITTELU

Digitaalisen SLR-kameran laiteohjelmiston päivittäminen

Käyttöoppaasi. HP COMPAQ PRESARIO F760EM

Marantz PMD661. Äänittäminen

VLT 6000 HVAC vakiopaineen säädössä ja paine-erosäädössä. (MBS 3000, 0-10V)

Foscam kameran asennus ilman kytkintä/reititintä

3. kierros. 2. Lähipäivä

Digitaalisen SLR-kameran laiteohjelmiston päivittäminen

Käyttöohje, ohjauspaneeli Balboa TP600

ohjeita kirjautumiseen ja käyttöön

WR-R10- langattoman kauko-ohjaimen laiteohjelman päivittäminen

Ohjeistus Auditorion laitteiden käyttämiseksi.

Käyttöohje NEYCR PET-910

S Elektroniikan häiriökysymykset. Laboratoriotyö 1

ACS 400 Tekniset tiedot Sivu 1/5. Pienitehoisten ACS 400 -vaihtovirtakäyttöjen tekniset tiedot ==================================================

D700 TAAJUUSMUUTTAJA TAAJUUSMUUTTAJA LYHYT KÄYTTÖOHJE PUHALLINKÄYTÖILLE PUMPPUKÄYTÖILLE PID-SÄÄTÖSOVELLUTUKSILLE

ESMART202 Teholähde ja akkulaturi

Käyttöohjeet Pinta-alamittari Flex Counter

DATAFLEX. Vääntömomentin mittausakselit DATAFLEX. Jatkuvan päivityksen alaiset tiedot löytyvät online-tuoteluettelostamme, web-sivustosta

ASENNUS- JA KÄYTTÖOHJE. Imuriohjain

Johdanto. 1 Johdanto Elite-3x. Aloitus. Painikkeet ja säätimet

Transkriptio:

Servomoottorikäyttö 1 DEE-33040 Sähkömoottorikäyttöjen laboratoriotyöt TTY/DEE 11.3.2015 Servomoottorikäyttö A. Aapro 1 Johdanto Tässä työssä tutustutaan servomoottorikäytön ominaisuuksiin sekä sovellusmahdollisuuksiin. Servomoottoreita käytetään liikkeenohjaimissa mm. NC- työstökoneissa, auton ohjaustehostimissa ja vakionopeudensäätimissä sekä radio-ohjattavissa laitteissa. Työssä käytetään kahta Windows-pohjaista ohjelmaa, joiden avulla moottorikäyttöä ohjataan ja tarkkaillaan. 2 Esiselostus 1. Selvitä kohdassa 4.2 olevan pienimuotoisen ohjelmakoodin toiminta. Mitä moottorin ominaisuuksia koodin avulla voidaan ohjata? 2. Tutustu servovahvistinta kuvaaviin lohkokaavioihin (katso liitteet). Ohjelmassa, jolla moottoria säädetään, säädettävät parametrit on esitetty vastaavasti kuin ko. lohkokaavioissa. a. Missä menussa voit säätää moottorin pyörimisnopeuden halutuksi? b. Missä menussa voit muuttaa PI-säätimen vahvistusta ja integrointia? c. Mistä menusta näet moottorin virran suuruuden? d. Mistä menusta näet moottorin ottaman tehon? 3. Tutustu resolverin toimintaperiaatteeseen tämän työohjeen sekä kurssin kotisivulta löytyvän materiaalin avulla. Mihin resolveria käytetään ja mihin sen toiminta perustuu? 4. Miksi kestomagneettimoottoria käytetään servokäytöissä? Selvitä lyhyesti. 5. Mitä etua on aktiivisesta verkkosillasta verrattuna diodisiltaan (vrt. oikosulkumoottori)?

Servomoottorikäyttö 2 3 Laitteisto Laitteisto koostuu kahdesta vaihtosuuntaajasta, RFI-suotimesta, servomoottorista, verkkokuristimista, tehon mittausyksiköistä, oskilloskoopeista sekä PC:stä. Järjestelmä kytketään verkkoon kontaktorin avulla. Latausvastus rajoittaa latausvirran suuruutta kun DC-kondensaattoria ladataan. Kuormana käytetään pyörrevirtajarrua, jota syötetään tasasuunnatulla vaihtojännitteellä. Servokäytön lohkokaavio on esitetty kuvassa 1. 3.1 Servovahvistin Kuva 1. Servokäytön lohkokaavio. Servovahvistin on jännitevälipiirillinen 4.0 kw:n vaihtosuuntaaja. Sen päävirtapiirin kytkinkomponentteina ovat IGB-transistorit, joiden kytkentätaajuutena on 3 khz. Vahvistinta voidaan ohjata joko etupaneelissa olevilla painikkeilla tai PC:llä. Työssä käytetään vain PCohjausta. Avattu vahvistin on esitetty kuvassa 2. Kuva 2. Avattu servovahvistin Vahvistimen käyttöjännite on 400 VAC ja maksimi ulostulovirta on 9.5 A. Verkkosuuntaajana käytetty vahvistin on identtinen kuormasuuntaajan kanssa. Verkkoon jarruttava kytkentä on

Servomoottorikäyttö 3 muodostettu kytkemällä suuntaajien välipiirit yhteen (kuva 3). Kuorman jarrutusenergia voidaan "hävittää" myös jarrukatkojan avulla, jolloin jarrutusenergia muuttuu lämmöksi ulkoisessa jarruvastuksessa. Katkoja tai verkkoon jarruttava toiminto käynnistyy kun välipiirin jännite jarrutustilanteessa pyrkii nousemaan yli sallitun rajan. Kuva 3. Suuntaajien kytkentä. Suuntaajalla voidaan ohjata vakio-oikosulkumoottoria tai AC-servomoottoria. Moottorityyppi valitaan yhdellä parametrilla joko etupaneelista tai PC:ltä. Suuntaajan 4 eri toimintamoodia ovat: perinteinen U/f ohjaus nimellismomentti 4Hz lähtötaajuudella vektorisäätö ilman takaisinkytkentää nimellismomentti 1Hz lähtötaajuudella takaisinkytketty vektorisäätö nimellismomentti lähtötaajuudella 0.0Hz SERVO momenttisäädön kaistanleveys 1 khz Vahvistimessa on kaksi ohjelmoitavaa analogialähtöä, joihin voidaan ohjelmoida esimerkiksi pyörimisnopeus ja kuormavirta. Kuormasuuntaajassa on optioina lisäprosessori, jota tarvitaan paikoitusohjelman kanssa, sekä resolverisovitin joka muuttaa servomoottorin asentokulman mittauksesta tulevan sinimuotoisen signaalin pulsseiksi. Vahvistimen sisäisistä toiminnoista saat enemmän tietoa lohkokaavioista ja kansiossa olevasta materiaalista. 3.2 Servomoottori Servomoottorina on kestomagnetoitu tahtikone, jonka maksimi pyörimisnopeus on 3000 rpm, jatkuva paikallapitomomentti 7.4 Nm, nimellisvirta 4.7 A ja nimellisteho 2.1 kw. Moottorin kehittämä vastajännite on 98 V rms /1000 rpm ja huippumomentti on 22.2 Nm. Roottorissa on 6 napaa, joista jokaisessa on 3 4 kpl mitoiltaan 30 4 3 mm olevaa samarium-koboltti kestomagneettipalaa. Roottorin runko on koottu dynamolevyistä. Levyissä on napojen kohdalla pala

Servomoottorikäyttö 4 pois keskeltä, jolla saadaan roottorin massaa pienemmäksi. Rakenteeltaan roottori on pitkähkö mutta pieni säteinen (verrattuna saman tehoiseen oikosulkumoottoriin). Tällaisella rakenneratkaisulla saavutetaan riittävä vääntömomentti mutta pieni hitausmomentti (0.71 10-3 kgm 2 ), mikä on tarpeen nopeissa pyörimisnopeuden muutoksissa ja paikoituksessa. Koneen staattorissa on normaali kolmivaiheinen käämitys. Kestomagnetoidun tahtikoneen etu tavalliseen magnetoinnin vaativaan koneeseen nähden on hiiliharjojen puuttuminen. Näin ollen koneessa on vähemmän kuluvia osia ja huollon tarve pienenee huomattavasti. Työssä käytettävää kestomagneettikonetta voidaan hetkellisesti kuormittaa jopa kuusinkertaisella virralla ilman että kestomagneeteissa tapahtuu demagnetoitumista. Laboratorion servokäyttö ei hyödynnä kentänheikennys-ohjausta, joten servomoottorin pyörimisnopeus ei voi nousta paljon yli 3000 rpm:n. Servomoottorin asentokulman mittauksessa käytetään analogista anturia, resolveria. Resolveri on tarkka ja edullinen anturi, joka kestää hyvin häiriöitä. Resolveri muistuttaa rakenteeltaan sähkömoottoria. Resolverilla on omat käämityksensä akselilla ja toiset vastaavasti itse resolverin kehällä. Resolverin toimintaperiaatetta havainnollistavat kuvat 4 ja 5. Kuva 4. Kuva 5.

Servomoottorikäyttö 5 Resolverin kehällä olevaan herätekäämiin syötetään 10 khz:n, 6 V rms sinimuotoista jännitettä (V ref ), joka on muotoa Asin(ωt). Tämä heräte siirtyy magneettipiirin välityksellä akselilla olevaan ensiökäämiin. Kun akseli pyörii, pyörii myös ensiön aikaansaama vuo. Resolverin kehällä on herätekäämin lisäksi myös kaksi muuta käämitystä, jotka ovat toisiinsa nähden 90 :een kulmassa. Nämä käämit toimivat tämän pyörivän muuntajan toisiona. Koska toisiot ovat kohtisuorassa toisiaan vastaan, on niihin indusoituneilla jännitteilläkin oltava 90 :een vaihesiirto. Toisiokäämeihin muodostuvat jännitteet ovat muotoa V sin = K x sinθsin(ωt+α x ) ja V cos = K y- cosθsin(ωt+α y ), missä K x ja K y ovat resolverista riippuvia vakioita, ω on herätejännitteen kulmanopeus, α x ja α y ovat signaalien vaihesiirtoja ja θ on roottorin kulma. Indusoituneet jännitteet ovat kuvan 5 osoittamalla tavalla verhokäyriä, joiden kantoaaltona toimii 10 khz:n heräte. Ideaalisessa tapauksessa vaihesiirtoa ei ole tai se kompensoidaan A/D-muuntimessa. K x ja K y ovat lähes yhtä suuret. Näin ollen roottorin absoluuttiseksi kulmaksi saadaan Vsin sin Vsin arctan V cos V cos cos Koska sekä ensiö että toisio ovat kaksinapaisia, etenevät toisioon indusoituneet sin- ja cosverhokäyrät yhden jakson verran akselin pyörähtäessä täyden kierroksen. Vertailemalla sin-, cos- ja kantoaallon vaihekulmaa, voidaan roottorin kulma kullakin ajanhetkellä määrittää. Vahvistimeen liitetty lisämoduuli muuttaa resolverilta tulevat sinimuotoiset signaalit pulsseiksi, joiden avulla vahvistin tietää roottorin asentokulman. Samaisista pulsseista johdetaan myös roottorin pyörimisnopeuden oloarvo (ω = dθ /dt). Pulssien lukumäärä riippuu käytetystä nopeusalueesta siten, että suurilla nopeuksilla pulssien määrä/kierros pienenee. Työssä käytettävä nopeusalue 0-3000 rpm antaa 4096 pulssia/kierros. Asentokulman määritys tapahtuu pulssin reunojen avulla, joita on 4 4096=16384 kappaletta. Kuva 6 esittää työssä käytettävän moottorin kaltaista servomoottoria. Ainoina eroina ovat kuvan koneen paikallapitojarru jota ei työn koneessa ole, sekä hieman pienempi teho (M n = 6.0 Nm, I n = 3.80 A). Kuva 6. Servomoottori.

Servomoottorikäyttö 6 3.3 RFI-suodin RFI-suodin (Radio Frequency Interference) on kolmannen kertaluvun LC-alipäästösuodin. Sen tehtävänä on pienentää kuormasuuntaajasta verkkoon lähteviä suuritaajuisia häiriökomponentteja. Suodin on kytketty kuormasuuntaajan ja verkon väliin, kun taas verkkosuureita mittaava oskilloskooppi on verkon ja suotimen välissä, eli oskilloskoopilta luettavat käyrämuodot ovat suodatettuja eivätkä suuntaajan ottamia todellisia virran ja jännitteen käyrämuotoja. Suotimen päävirtapiirin kytkentä on esitetty kuvassa 7. Verkko Verkkosuuntaaja L1 L2 L3 Kuva 7. RFI-suodin 4 Tehtävät laboratoriossa Laboratoriossa tapahtuva työn suoritus koostuu kahdesta osiosta: a) yleinen käytön ominaisuuksiin tutustuminen b) moottorin akselin paikoittaminen haluttuun asentokulmaan Ennen kuin osa 1 voi alkaa, on assistentin tarkistettava laitteiston kytkentä! 4.1 Käytön ominaisuuksiin tutustuminen Assistentin todettua kytkennän olevan oikein, voit kytkeä virrat päälle. Sinisessä syöttöyksikössä oleva kytkin kytkee virran vahvistimeen (kytkimen vieressä oleva kontaktori oltava yläasennossa). Jännitteet tulevat siniseen syöttöyksikköön kaapista kun alhaalla oleva kytkin on asennossa ulkoinen, kaikki vikavirtasuojat ovat ylhäällä ja tasavirtamoottori-pöydästä on käännetty start-kytkintä. Kytke oskilloskooppi ja tehonmittausyksikkö päälle (kytkimet laitteiden takana). Oskilloskoopin kanavaan 1 on kytketty moottorin pyörimisnopeus ja kanavaan 2 moottorin virta (riviliittimet 9 ja 10). Signaaleja ei tarvitse suodattaa, vaikka kelluvasta maatasosta johtuen niissä näkyykin kohinaa. Vahvistin skaalaa automaattisesti kunkin signaalin valitulle tasolle (nyt ±10V), joten oskilloskoopin ruudulle ei saada todellisia hetkellisarvoja. Käyrämuodot sen sijaan ovat todellisia.

Servomoottorikäyttö 7 Käynnistä PC ja Windows. Tämän jälkeen käynnistä CTsoft-ohjelma. Valitse suuntaajaksi Unidrive. Klikkaa ohjelman alareunassa olevaa punaista ruutua (offline), jotta saat yhteyden suuntaajaan (ruutu muuttuu vihreäksi ja teksti online). Yhteyden luomiseksi valitse ilmestyvästä ruudusta seuraavat Communication settings: ANSI 4800bit/s Suuntaaja: Unidrive 1405 Ohjausmuot: closed-loop servo (oletusasetuksena open-loop) Palikka: UD53 resolver ja UD71 RS232 (HUOM! suuntaajan sisässä palikka UD71 serial communication interface module) Ruutuun tulee virhe-ilmoituksia, koska vanhan suuntaajan versiota ei ole uuden ohjelman oletusasetuksissa. Hyväksy pyydetyt muutokset niin yhteys suuntaajaan syntyy. Ruudulla näkyy moottorin maksimipyörimisnopeus 3000 rpm ja napojen lukumäärä 6. Klikkaa vasemmasta reunasta Block diagrams, jonka alapuolelta löytyvät menut (samat kuin liitteenä). HUOM! Parametrien muuttamisella on vaikutusta vain kun ohjelman alareunassa on vihreä ruutu ja teksti online. Jos tekstiä ei näy, klikkaa hiirellä tekstin OFFLINE päällä. Ruutuun muuttuu vihreälle pohjalle teksti ONLINE. Jos yhteys ei toimi, niin tarkista, että vahvistimessa on oikea moduuli paikallaan ja se on painettu pohjaan saakka. Jos ja kun työn aikana tapahtuu jokin vikatilanne (esim. moottori ylikuormittuu), pysäyttää vahvistin moottorin akselin ja kytkee moottorin virrattomaksi. Samalla vahvistimen näyttöön tulee virheilmoitus TRIP. Tällöin muuta ohjelmassa parametrit Par 01.21 arvoon 0 ja Par 01.15 arvoon 1. Tämän jälkeen painetaan vahvistimen etupaneelissa olevaa punaista STOP/RESET -painiketta. Vahvistimessa lukee hetken aikaa teksti INH, jonka aikana vahvistin tarkistaa kuormasillan tilan. Kun näytölle ilmestyy teksti RUN 0, voi työ jatkua. 4.1.1 Pyörimisnopeuden ohjaus manuaalisesti Aseta moottorin pyörimisnopeuden ylärajaksi (Par01.06) 1000 rpm (menu1b). Muokkaa nyt nopeusohje-lohkokaaviota (menu1a) siten, että vahvistimelle menevä ohje asetetaan parametriin 01.21 (Preset 1). Aseta nopeusohjeeksi 100 rpm. Seuraa oskilloskoopilta nopeuden ja kuormavirran käyrämuotoja. Miltä virta ja pyörimisnopeus näyttävät? ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Moottorin pyörimisnopeus saavuttaa eri tavalla asetusarvonsa riippuen säätimen parametreista. Muokkaa PI-säätimen parametreja (3.10 ja 3.11) menu 3:ssa (Speed loop, sensing, ). Säätimen parametrien vaikutusta nopeuden muutokseen on kuvattu UNIDRIVE User Guide:ssa sivulla 3-15 (Fig. 3-6). Miten parametrien muuttaminen vaikuttaa virran ja pyörimisnopeuden käyrämuotoihin?

Servomoottorikäyttö 8 Kokeile tilanteita a) Pelkkä vahvistus, ei integrointia ---------------------------------------------------------------------------------------------- b) Pieni vahvistus, suuri integrointi c) Pieni vahvistus, pieni integrointi ---------------------------------------------------------------------------------------------- d) Suuri vahvistus, suuri integrointi ---------------------------------------------------------------------------------------------- e) Suuri vahvistus, pieni integrointi ---------------------------------------------------------------------------------------------- Mitkä parametrit lopulta valitset? ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------ Kun säädöt ovat kohdallaan, voit kokeilla myös muita nopeuksia. Anna moottorille negatiivinen pyörimisnopeusohje. Mitä tapahtuu? ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Menusta 4 ja 5 voit seurata moottorin ja vahvistimen suureiden vaihtelua. Kuinka suuri on moottorin pätövirta ja magnetointivirta? Miten virrat muuttuvat moottorin pyörimissuunnan muuttuessa? ------------------------------------------------------------------------------------------------------- ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Kuinka suuri on dc-välipiirin jännite? Muuttuuko jännite pyörimisnopeuden muuttuessa? ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Kuinka suuren tehon (pätö- ja näennäisteho) moottori kuluttaa tyhjäkäynnissä menun 5 ja tehonmittausyksikön mukaan? Kuinka suuri on tehokerroin cosφ?

Servomoottorikäyttö 9 ------------------------------------------------------------------------------------------------------- Kuinka suuri on moottorin verkosta ottama virta ja jännite tehonmittausyksikön mukaan? ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 4.1.2 Pyörimisnopeuden ohjaus toimintasyklillä Muokkaa lohkokaaviota menu1 part1 siten, että voit laatia moottorille ajan mukaan vaihtelevan toimintasyklin. Muodosta porrasmaisesti vaihteleva nopeusohje, jossa nopeusohjeeksi tulevat esim. seuraavat arvot: 0, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700. Ohjearvot asetetaan parametreihin Preset1-8. Yhden nopeusaskeleen keston voit määrittää parametrillä 01.16. Parametrilla 01.15 valitset ajastimen mukaan vaihtuvan nopeusohjeen (vaihda arvo 1 arvoon 9). Miltä nyt näyttävät virran ja nopeuden käyrämuodot? Miksi virran käyrämuoto on sellainen kuin on? Milloin moottori ottaa eniten virtaa? Tarkastele nyt äsken valitsemiesi PI- säätimen parametrien toimivuutta. Korjaa säädöt tarvittaessa. Mitkä uudet parametriarvot ovat? Nyt voit tehdä haluamasi kaltaisen toimintasyklin ja testata säädön toimivuutta. 4.1.3 Kuorman vaikutus pyörimisnopeuteen Lisää pyörrevirtajarrun vastamomenttia jännitelähteen jännitettä kasvattamalla. Voit käyttää joko AC-jännitelähdettä ja diodisiltaa tai suoraan DC-jännitelähdettä (DC-jännitelähde toimivampi koska hienovaraisempi säätö mahdollista). Toista kohdat 4.1.1 (parametri 01.15 arvossa 1) sekä 4.1.2 (parametri 01.15 arvossa 9). Tarkkaile oskilloskoopilla näkyvää pyörimisnopeutta sekä virtaa. Mitä havaitset?

Servomoottorikäyttö 10 Tarkkaile valikoita 4 ja 5 sekä tehonmittausyksikköä. Miten virrat, tehot ja cosφ muuttuvat verrattuna tyhjäkäyntiin? Lopuksi 1. Sulje pyörrevirtajarrua syöttävä jännitelähde 2. Muuta pyörimisnopeus nollaksi 3. Paina vihreää ruutua (online) ohjelmassa jotta se muuttuu punaiseksi (offline) 4. Sulje CTsoft tallentamatta tehtyjä muutoksia 5. Kykke virrat pois sinisestä syöttöyksiköstä 4.2 Moottorin akselin paikoitus haluttuun kulmaan Irrota suuntaajasta RS232-piuha ja poista UD71 serial communication interface module (pohjassa kaksi liitintä). Vaihda tilalle toinen moduuli (Application, option module), jonka pohjassa on neljä liitintä. Kytke RS232-piuha liittimeen C. Kun lisäprosessori on paikoillaan, voidaan vahvistin kytkeä päälle. Käynnistä PC:ltä SYPT pro-ohjelma. Katso, että kommunikointimuoto MD29Mon ja sarjaportti CH1. Oikea kommunikointimuoto ja ohjelma avautuu valmiiksi, paina vain OK ilman muutoksia. Näytöllä näkyy tietokone ja sen vieressä suuntaaja. 1. Klikkaa suuntaajaa niin alla oleva koodi avautuu. 2. Klikkaa näytöllä, jossa tietokone sekä suuntaaja, vasemmassa ylänurkassa olevaa salamaa 3. Palaa koodi-ikkunaan, nyt sen vasempaan yläreunaan on myös ilmestynyt salama 4. Koodin kääntäminen, lataaminen lisäprosessorille ja suorittaminen tapahtuu salamaa painamalla Koodi on seuraavanlainen: $TITLE ptesti $AUTHOR Assari $COMPANY TTKK/TEL $VERSION 1.0.0 $DRIVE Unidrive ;määrittelyjä:

Servomoottorikäyttö 11 $define TRUE 1 $define FALSE 0 $define ENC_COUNT 16384 ; määrittää pulssireunojen lukumäärän/kierros INITIAL{ #18.11=0 ;haluttu asentokulma (mekaanisina asteina) #18.12=1 ;kiihdytysaika nollasta maksimiin (yksikkönä 1/10 sekuntti) ;Maksimi pyörimisnopeuden asettelu: #18.14=200 ;maksimi pyörimisnopeus (yksikkönä kierrosta/min.) _Q14% = #18.14 * ENC_COUNT / 60 ;PI-silmukan ulostulon maksimiarvo: _Q16% = _Q14% + 100 ;Paikoitusyksikön aktivointi: _Q20% = 66 _Q32% = 0 #91.01 = 3 #91.05 = _Q16% * 60 / ENC_COUNT } ;PID vahvistukset: #18.15 = 500; ;P #18.16 = 0; ;I #18.17 = 0; ;D BACKGROUND{ top: ;Kiihtyvyys- ja hidastuvuusramppien määritys: _Q12% = _Q14% * 10 / #18.12 ;kiihtyvyys _Q13%=_Q14% * 10 / #18.12 ;hidastuvuus ;PID vahvistukset: _Q5% = #18.15 ;P _Q6% = #18.16 ;I _Q7% = #18.17 ;D ;asentokulman määränpää: _Q2% = #18.11 * ENC_COUNT / 360 ; kierros on jaettu 360:een osaan goto top: } Varmista, että parametrin #18.11 arvona on 0. Alkuarvolla 0 määritetään asentokulman vertailupiste, johon uusia kulma-arvoja verrataan. Jos uusi asentokulma on sen hetkistä kulmaa suurempi, pyörii moottori uuteen asentoon myötäpäivään. Jos taas uusi kulma on pienempi kuin sen hetkinen kulma, pyörii moottori uuteen asentoon vastapäivään. Moottoripenkissä on 360 :een asteikko ja akselilla nuoli, joiden avulla voit tarkkailla paikoituksen tarkkuutta.

Servomoottorikäyttö 12 4.2.1: Katso, missä kohdassa moottorin akselissa oleva nuoli on. Anna kulma-arvoksi (muuttuja #18.11) luku, jolla akseli pyörii siten, että nuoli on kohdassa 0. Lisää tämä kulma-arvo kaikkiin tuleviin kohtiin, jotta akselin kulma 0 on sama kuin asteikon 0. 4.2.2: Aseta maksiminopeudeksi 100 rpm. Anna uudeksi kulma-arvoksi luku, jolla akseli pyörii tasan 10 kierrosta. Syötä koodi ja katso tapahtuiko kaikki niin kuin piti. Pyörikö moottori myötä- vai vastapäivään? 4.2.3: Aseta maksiminopeudeksi esim. 200 rpm ja anna kulma-arvoksi 360. Kuinka kävi ja miksi? Pyörikö moottori myötä- vai vastapäivään? 4.2.4: Alkuarvona säätimellä on pelkkä P-säätö. Miten paikoitus muuttuu kun lisäät säätimeen integrointivahvistusta tai derivointia (P/PI/PD/PID)? 4.2.5: Muuta paikoitustarkkuus 10 :een ja aseta halutuksi asentokulmaksi 2 (jos moottorin nykyinen sijainti on 360 ). Paljonko kulma muuttui? Voit kokeilla myös muita paikoitustarkkuuksia. 4.2.6: Palauta paikoitustarkkuus alkuperäiseksi. Muuta kiihdytys- ja hidastusaikoja suuremmiksi (kiihtyvyys/hidastuvuusrampin pituus). Muuttuuko paikoitustarkkuus? Seuraa vahvistimen näytöltä moottorin pyörimisnopeutta. Miten maksimi-pyörimisnopeus muuttuu?

Servomoottorikäyttö 13 4.2.5: Testaa paikoitusta kun moottorin kuormaa lisätään (pyörrevirtajarru). Tapahtuiko mitään eroavaisuuksia edellisiin kohtiin nähden? Tarkkaile moottorin pyörimisnopeutta ja moottorin virtaa oskilloskoopilta. Lopuksi 1. Sulje pyörrevirtajarrua syöttävä jännitelähde 2. Palauta koodiasetukset alkuperäiseksi ja aja ne moottorille. 3. Sulje Sypt pro-ohjelma tallentamatta tehtyjä muutoksia 4. Kytke virrat pois sinisestä syöttöyksiköstä 5. Sammuta oskilloskooppi ja tehonmittausyksikkö 6. Irrota RS232-piuha ja vaihda suuntaajan alkuperäinen lisäprosessori 7. Sulje PC (jos assari näin toivoo)

Servomoottorikäyttö 14 LIITTEET Menu 1: Taajuus/nopeusohjearvon valinta, rajat ja kriittiset nopeudet/taajuudet

Servomoottorikäyttö 15 Menu 2: Kiihdytys ja hidastusrampit, rampin valinta ja poistaminen, hidastustavan valinta

Servomoottorikäyttö 16 Menu 3: Nopeussäätimen PID -parametrit, nopeudesta riippuvat raja-arvot, pulssiantureiden käyttö

Servomoottorikäyttö 17 Menu 4: Virran valvonta, virran rajoitus nopeussäädössä, virtasäätöpiirin parametrit, vääntömomentin säätö, moottorin suojaus

Servomoottorikäyttö 18 Menu 5: Moottorin valvonta ja moottorin nimellisarvot, jännitteen lisäys, PWM kytkentätaajuus ja jättämän kompensointi