Jak jest zbudowane servo AC i czym się różni od BLDC

Dyskusje dotyczące serwonapędów i napędów serwokrokowych.

Autor tematu
kszumek
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 7
Posty: 388
Rejestracja: 04 kwie 2006, 18:08
Lokalizacja: Białystok

Jak jest zbudowane servo AC i czym się różni od BLDC

#1

Post napisał: kszumek » 16 gru 2009, 16:09

Witam
Wątek ten napisałem gdyż do tej pory mimo przeczytania kilku wątków na forum o servach
(często spotykałem w internecie błędne nazewnictwo i w ogóle sprzeczne informacje o budowie)
nigdy nie widziałem serva AC od środka nawet na foto
nadal nie rozumiem jak jest zbudowane servo AC (do jakiego silnika jest podobne budową )
np :servo DC fizycznie mocno przypomina zwykły silnik DC )
jak się nim steruje, jak jest zbudowany wirnik, jak zasilane są uzwojenia stojana w czasie postoju gdy wirnik stoi ?
na razie doczytałem się że jest to silnik synchroniczny z magnesami stałymi na wirniku
w takim razie czym się różni budową od BLDC ?
no i najbardziej szalone pytanie czy falownik zakręci servo AC
jeśli ktoś ma fotki Serva AC od środka niech się podzieli, łatwiej będzie pojąć dla potomych
jakiś artykuł lub link w języku polskim też będzie mile widziany łatwiej będzie mi usystematyzować posiadane informacje
pozdrawiam i z góry dziękuję



Tagi:


251mz
Moderator
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 8
Posty: 4440
Rejestracja: 27 sie 2004, 21:59
Lokalizacja: Polska

#2

Post napisał: 251mz » 16 gru 2009, 17:03

kszumek pisze:servo DC fizycznie mocno przypomina zwykły silnik DC
bo servo dc t w dużym uproszczeniu silnik DC + enkoder
kszumek pisze:jak zasilane są uzwojenia stojana w czasie postoju gdy wirnik stoi
nie są zasilane , sterownik non stop forsuje odchyłkę
kszumek pisze:silnik synchroniczny z magnesami stałymi
nie do końca , to o czym mówisz to PMSM
f
kszumek pisze:najbardziej szalone pytanie czy falownik zakręci servo AC
faktycznie pytanie w ogóle nie powinno być zadane;)


Leoo
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 5
Posty: 4017
Rejestracja: 15 lis 2006, 22:01
Lokalizacja: Tarnobrzeg

#3

Post napisał: Leoo » 16 gru 2009, 17:32

Silnik AC wymaga sterowania czystym przebiegiem sinusoidalnym (w czasie pracy jako prądnica generuje sinus).
Gołym okiem nie widać różnic między silnikiem BLDC i AC.


Autor tematu
kszumek
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 7
Posty: 388
Rejestracja: 04 kwie 2006, 18:08
Lokalizacja: Białystok

#4

Post napisał: kszumek » 16 gru 2009, 19:04

no dobrze to zacznijmy od początku servo AC to silnik synchroniczny czy asynchroniczny
czy wirnik jest zbudowany z magnesów czy ma klatkę jak indukcyjny czy jeszcze inny wynalazek ?

"najbardziej szalone pytanie czy falownik zakręci servo AC"
to oczywiście pytanie było zadane półżartem ale
gdyby w falowniku ustawić maksymalny prąd i napięcie serva
ruszyć od zera to silnik nie zakręci?
nie chodzi mi już o sterowanie pozycją tylko prędkością w końcu takie serwo to tez silnik :-)
pozdrawiam


251mz
Moderator
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 8
Posty: 4440
Rejestracja: 27 sie 2004, 21:59
Lokalizacja: Polska

#5

Post napisał: 251mz » 16 gru 2009, 19:24

kszumek pisze:zacznijmy od początku servo AC to silnik synchroniczny czy asynchroniczny
zależy od budowy wirnika...
kszumek pisze:gdyby w falowniku ustawić maksymalny prąd i napięcie serva
ruszyć od zera to silnik nie zakręci?
nie chodzi mi już o sterowanie pozycją tylko prędkością w końcu takie serwo to tez silnik :-)
głowy też można używać jako tarana, ale po co?
używajmy rzeczy zgodnie z przeznaczeniem...


cnc3d
Specjalista poziom 3 (min. 600)
Specjalista poziom 3 (min. 600)
Posty w temacie: 6
Posty: 635
Rejestracja: 29 mar 2008, 16:48
Lokalizacja: laski

#6

Post napisał: cnc3d » 16 gru 2009, 21:26

Silnik BLDC (Bezszczotkowy silnik prądu stałego) to silnik prądu stałego w którym w wielkim uproszczeniu komutator mechaniczny został zastąpiony przez komutator elektroniczny (np. przełączniki tranzystorowe).

Silnik PMSM (Synchroniczny silnik z magnesami trwałymi) to silnik zasilany prądem zmiennym sinusoidalnym.

Silnik BLDC zazwyczaj zasilany jest przełączanym napięciem stałym. Taki silnik wymaga prostego przełączania uzwojeń i nie jest to nic skomplikowanego. Oczywiście możemy dołożyć PWM aby sterować dodatkowo prędkością. Skąd sterownik (ten elektroniczny komutator) wie kiedy przełączyć uzwojenia? Ma do tego albo czujniki położenia wału np. hale, albo wykrywa przejścia przez zero niezasilanej fazy. W drugiej wersji ma najczęściej problemy z ruszeniem. Aby silnik nie szarpał na czas włączenia danej fazy Back EMF powinien być w miarę stały i dlatego silniki BLDC projektuje się tak aby miały trapezowy kształt napięcia, a moment narastania i opadania napięcia jest w momencie gdy akurat ta faza nie jest zasilana.

Tym właśnie różni się silnik BLDC od PMSM, który generuje napięcie sinusoidalne i takiego też potrzebuje do zasilania. Niestety w przeciwieństwie do silników BLDC silniki synchroniczne wymagają analizy fazowych zależności napięcia i prądu w zależności od warunków pracy co jest znacznie bardziej skomplikowane. Wymagane jest tzw. sterowanie wektorowe, które na podstawie zmierzonych zmiennych napędu wylicza wartości zadane dla PWM lub SVM.

Na oko mechanicznie te silniki się nie różnią, można je zidentyfikować wiertarką i oscyloskopem. :)


Silnik PMSM da się bez problemu napędzać falownikiem!!! Tak jak silniki indukcyjne.
Jedyny problem jest taki, że jak go przeciążymy i wyskoczy z synchronizmu to stanie i sam nie ruszy nawet po pozbyciu się obciążenia, po prostu trzeba go falownikiem rozpędzać od zera. Oczywiście mam na myśli sterowanie otwarte bez enkodera.


Leoo
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 5
Posty: 4017
Rejestracja: 15 lis 2006, 22:01
Lokalizacja: Tarnobrzeg

#7

Post napisał: Leoo » 16 gru 2009, 23:54

cnc3d pisze:Silnik PMSM da się bez problemu napędzać falownikiem!!! Tak jak silniki indukcyjne.
Jedyny problem jest taki, że jak go przeciążymy i wyskoczy z synchronizmu to stanie i sam nie ruszy nawet po pozbyciu się obciążenia, po prostu trzeba go falownikiem rozpędzać od zera. Oczywiście mam na myśli sterowanie otwarte bez enkodera.
Obawiam się, że testów praktycznych Kolega nie robił. Za pomocą falownika można zakręcić takim silnikiem, pod warunkiem forsowania go prądem znamionowym, co oczywiście wywoła przegrzanie na niskich obrotach. Jeśli zmniejszymy prąd dla ustalonej prędkości obrotowej do wartości, którą ustawia sterownik ze sprzężeniem, wówczas do zatrzymania silnika wystarczy dotknięcie palcem osi wirnika.
Konwencjonalny falownik do napędu silnka synchronicznego nie nadaje się.


cnc3d
Specjalista poziom 3 (min. 600)
Specjalista poziom 3 (min. 600)
Posty w temacie: 6
Posty: 635
Rejestracja: 29 mar 2008, 16:48
Lokalizacja: laski

#8

Post napisał: cnc3d » 17 gru 2009, 01:43

Kolego Leoo, cieszę się niezmiernie, że kolega się tylko obawia a nie jest pewien.
Robiłem próby i się da.
Czym się różni silnik PMSM od standardowego silnika synchronicznego?
A no tym, że zamiast uzwojeń na wirniku zasilanych przez pierścienie komutacyjne są magnest trwałe.
Silniki synchroniczne stosowane są od ponad 100 lat i na pewno się kręciły kiedy jeszcze nie znano słowa tranzystor.
Działa to tak:
Silnik synchroniczny podłączony do sieci trójfazowej tak po prostu nie ruszy (są wyjątki ale nie chce mi się teraz rozwodzić), więc do startu zwiera się uzwojenia wirnika i na czas rozruchu powstaje maszyna indukcyjna króra rusza z poślizgiem. Potem rozwiera się uzwojenia wirnika i podaje napięcie do prowadzi do złapania synchronizmu.
Takie silniki stosuje się w aplikacjach w których obroty nie mogą się zmieniać w funkcji obciążenia jak w indukcyjnych.
Różnica pomiędzy takim sterowaniem a naszym falownikiem sprowadza się do tego, że rozpędzamy ten silnik synchronicznie od zera do wartości zadanej i nie musimy kombinować z rozruchem.
Oczywiście w sterowaniu zamkniętym jesteśmy lepiej w stanie kontrolować punkt pracy silnika orientując wektor pola stojana dokładnie na 90 stopni w stosunku do wirnika, ale i tak maszyna synchroniczna nawet bez sprzężenia będzie sprawniejsza od maszyny indukcyjnej.

Jeszcze jedno, my falownikiem nie zadajemy prądu tylko napięcie, prąd wynika z wielu czynników, lecz jeśli założymy że u/f jest dobrane poprawnie i silnik pracuje na stabilnej części charakterystyki to prąd zależy przede wszystkim od obciążenia.


Leoo
Lider FORUM (min. 2000)
Lider FORUM (min. 2000)
Posty w temacie: 5
Posty: 4017
Rejestracja: 15 lis 2006, 22:01
Lokalizacja: Tarnobrzeg

#9

Post napisał: Leoo » 17 gru 2009, 10:19

cnc3d pisze:Kolego Leoo, cieszę się niezmiernie, że kolega się tylko obawia a nie jest pewien.
Robiłem próby i się da.
Najwyraźniej obaj robiliśmy identyczne próby ze zgoła innym rezultatem.
Zobaczymy jakie wyniki otrzyma Autor wątku?

To może inaczej (bez naukowych wywodów i dowodów) - w jakim celu budowane są drogie sterowniki ze sprzężeniem, skoro silnik synchroniczny, zamiast indukcyjnego, można zwyczajnie podłączyć do falownika?


Autor tematu
kszumek
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Specjalista poziom 2 (min. 300)
Posty w temacie: 7
Posty: 388
Rejestracja: 04 kwie 2006, 18:08
Lokalizacja: Białystok

#10

Post napisał: kszumek » 17 gru 2009, 18:58

Witam
na razie nie mam jeszcze serva AC do testów żeby podłączać je do falownika
gdybym miał już bym działał,
bo ja puki sam się nie przekonam to nie uwierzę :-)
pytanie było czysto teoretyczne ponieważ nie wiem za wiele o servach AC i ich sterowaniu
o BLDC wspomniałem tylko dlatego że jest podobne budową
a kolega napisał piękny wywód O BLDC ale te jak i DC już kumam
ale i tak dziękuje za chęć pomocy
a więc wracając do tematu wiem już że są takie co maja magnesy na wirniku ale
czy są serva AC zbudowane podobnie jak silniki indukcyjne z klatką w wirniku ?
pozdrawiam

ODPOWIEDZ Poprzedni tematNastępny temat

Wróć do „Serwomotory / Serwonapędy / Napędy Serwokrokowe”