sterowanie servomotoru zwykłym falownikiem

tom_tom · Post napisał: **tom_tom** » 03 wrz 2011, 21:27

Zbrzydł mi rozmiar silnika napędzającego moją frezarkę. Typowa trójfazowa '80'. Ciężki jak diabli - cała maszyna robi się nieco niestabilna.
Dopadłem silnik servo HDY92E4-44 Parker'a - rozmiary, moc i waga w zasadzie idealne.
Wymyśliłem sobie, że mój falownik (PowerFlex 4) da radę. W końcu servo to silnik z magnesami stałymi w wirniku i jeżeli falownik zakręci
polem w stojanie to wirnik z lekkim poślizgiem podąży. Sprzężenia zwrotnego nie będzie - enkodera nie mam do czego podpiąć,
ale przy solidnym nadmiarze mocy wystarczy mi zadanie częstotliwości na falowniku.
Podpiąłem, a tu D... Silnik kręci w tempie 1obr/sek niezależnie od częstotliwości na wejściu. Kierunek obrotów - a i owszem reaguje,
ale zachowuje się jakby nie miał najmniejszej ochoty załapać synchronizacji.

Wiem że najlepszą metodą byłoby zapięcie oryginalnego servodrive, ale nie mam.
Gdzie leży problem ? Falownik jest dość głupawy - żadnego sprzężenia zwrotnego.
Czyżby nie podobał mu się kształt prądu przy innym silniku ? SEM dla servo może być znaczne.

Czy silnik servo może być fabrycznie spięty w gwiazdę i przez to nie 'łapać' przebiegu z falownika standardowo sterującego trójkąt ?
Ech, mieć oscyloskop, tak ze cztery kanały

Gdzie szukać ? Czy od razu dorobić stopień HV do regulatora modelarskiego inrunnera ?

jacek-1210 · Post napisał: **jacek-1210** » 04 wrz 2011, 22:27

Niewiele pomogę bo nie mam w tym wystarczającej wiedzy i doświadczenia, ale kilka uwag:

- wydaje mi się że gwiazda-trójkąt to raczej nie problem, to może wpływać na oddawaną moc ale raczej nie na obroty

- problem raczej może być z synchronizacją: stały magnes w wirniku trzeba traktować jako silnik synchroniczny, a takie silniki NIE PRACUJĄ W POŚLIZGU ! W poślizgu pracują silniki asynchroniczne, np. klatkowe

czy ten falownik ma jakieś ustawienie rozbiegu, "rozpędzania" silnika ? Bo jeśli od razu daje max częstotliwość, to silnik może nie łapać synchronizacji i w przeciwieństwie do silnika asynchronicznego nie jest w stanie "dogonić" wirującego pola stojana

[ Dodano: 2011-09-05, 12:12 ]
Spróbuj jakoś zewnętrznie: ręcznie albo mechanicznie rozpędzić wirnik do obrotów roboczych i zobacz czy nie załapie synchronizacji. Jeśli tak, to albo trzeba popracować nad falownikiem żeby startował od zera, albo dołożyć jakiś zewnętrzny silniczek który rozpędzałby wrzeciono (bez obciążenia) do prędkości synchronicznej - roboczej

tom_tom · Post napisał: **tom_tom** » 05 wrz 2011, 21:01

Manewr z rozkręceniem wirnika to trochę małpi ruch, ale nie pomogło.
Mam płynną regulację częstotliwości od 0,1 Hz i ustawiłem rozbieg na 10 sekund - efekt ten sam. 1 obr/sek niezależnie od nastaw (a przy tym pełny moment trzymający na silniku).

Coraz bardziej się boję, że falownik skalarny nie potrafi na podstawie przebiegu prądu rozpoznać obrotów takiego silnika i pozostaje w stanie 'rozbiegu' .
Pętla sprzężenia nie istnieje, więc tylko na podstawie prądu może się zorientować co robi silnik.

Oj przydałby się jakiś teoretyk sterowania z długoletnią

praktyką w zawodzie.
Ale takich szpeców tego typu pytania raczej nie skłaniają do prób wyjaśniania

W sumie moje pytanie na chwilę obecną sprowadza się do :
Czy da się parametrycznie ogłupić falownik, żeby zakręcił serwomotorem ?

jacek-1210 · Post napisał: **jacek-1210** » 05 wrz 2011, 22:34

1obr/s to by chyba wychodziło coś ok. 1Hz, jeśli jest duży moment na wirniku to faktycznie wygląda jakby falownik nie "rozkręcał się"

. Mógłbyś spróbować zapiąć choćby 1-kanałowy oscyloskop na jakąś fazę i sprawdzić jaka częstotliwość faktycznie wychodzi z falownika. Jeśli w układzie falownik-silnik masz tylko 3 przewody i brak wyjścia zerowego do podłączenia oscyloskopu, to możesz spróbować zrobić sztuczne zero z 3 rezystorów połaczonych w gwiazdę. Czy ten poprzedni silnik też był podpięty do tego falownika ? I czy był asynchroniczny czy synchroniczny ? nie pamiętam już zbyt dobrze charakterystyk tych silników, ale w asynchronie jest tak, że im większe obciążenie tym większy poślizg i większy prąd, w synchronicznym poślizgu nie ma i charakterystyka jest chyba trochę inna - nie pamiętam, musiałbym sprawdzić.
W ostateczności, gdyby Twój falownik był do asynchronów, to przy jakimś zapleczu technicznym zawsze możesz przerobić wirnik synchroniczny na asynchroniczny - "we wtę stronę" jest łatwiej niż na odwrót

. Tak czy siak, jeśli poprzedni silnik był zasilany z tego falownika, to wart by się temu silnikowi przyjrzeć

skoczek · Post napisał: **skoczek** » 05 wrz 2011, 23:00

Witam serdecznie.
W tym temacie: https://www.cnc.info.pl/topics65/czy-za ... t13090.htm opisywałem moje przygody z podobnym pomysłem do Twojego.
Generalnie pomysł porzuciłem bo obroty były zbyt małe jak na moje potrzeby. Niewiele też pamiętam już z moich prób z ustawieniami falownika, ale kojarzę że badałem różne kombinacje ustawień falownika obserwując co dzieje się z silnikiem i sygnalizowanymi błędami po zmianie danego parametru. W końcu udało mi się dojść do takich ustawień że silnik w miarę szybko się kręcił, ale musiałem go dość długo rozpędzać (nie pamiętam już dobrze, ale być może było to około 10 sekund).
Silnik to był Parker tylko o rozmiar większy od Twojego a falownik to Invertek.
Powodzenia z realizacją Twojego pomysłu.
Pozdrawiam, skoczek

tom_tom · Post napisał: **tom_tom** » 05 wrz 2011, 23:24

Oj, tą wyszukiwarke z forum to trzeba by nieco przepisać. Użyłem wszystkich słów z postu skoczka i .... w efekcie.

Dziękuje - to było to - trzeba było zwiekszyc częstotliwość zgodnie z sugestią cnc3d i pofnieść f max . Ruszył.
Widzę wpływ PWM frequency i Jog freq na zachowanie silnika. Na dzisiaj muszę kończyć próby bo popiskiwanie silnika przy starcie "nieco" denerwuje moją połowicę.

Nie mogę znaleźć zrozumiałej definicji parametru 'Jog frequency' - bieg jałowy ? bez sensu

Kręci - to najważniejsze. Powalczę do skutku i opiszę efekty.
Ale dalej nie czuję teorii tego połączenia. Ze sprzężeniem zwrotnym od wirnika to każdy potrafi. Ale co tu się dzieje przy otwartej pętli ?

skoczek · Post napisał: **skoczek** » 05 wrz 2011, 23:40

Witam serdecznie.

tom_tom pisze:Ale dalej nie czuję teorii tego połączenia. Ze sprzężeniem zwrotnym od wirnika to każdy potrafi. Ale co tu się dzieje przy otwartej pętli ?

W moim przypadku wymyśliłem sobie teorię (ile w niej prawdy to nie wiem

) że falownik bada BEMF. Ponieważ silnik synchroniczny ma magnesy na wirniku więc one powodują zaburzenie pola, które to byłoby inne gdyby wirnik był typu klatkowego. Jest tam na wirniku chyba(!) 6 magnesów i to je "widzi" falownik, a ich liczba jakby dzieli nam nastawioną na falowniku częstotliwość wirowania dając w efekcie możliwą do uzyskania prędkość wirowania wirnika. Możliwe że to był w moim przypadku powód uzyskiwania tak niskich obrotów ale czy faktycznie tak było - tego nie wiem. Możliwe też że mój falownik się do tego nie nadawał. Jest też szansa że gdyby posiedział nad problemem dłużej to bym uzyskał lepsze wyniki ale kiedy się zajmowałem tym problemem to miałem na niego niestety niewiele czasu. Może jeszcze kiedyś do tego wrócę bo Parkery mi leżą a chętnie bym je wsadził do jednej małej tokarki (gorzej jakby mi silnik po przeciążeniu nagle utknął, co nożowi mogłoby się nie spodobać).
Pozdrawiam, skoczek

tom_tom · Post napisał: **tom_tom** » 07 wrz 2011, 22:34

Skoczek pomógł

Przytargałem porządny scopometer, pozapinałem oba kanały - raz sondą prądową dwa z napięciem i efekty:

Falownik widzi wirnik obracający się n-razy szybciej niż faktycznie, gdzie n liczba biegunów magnesu w wirniku.
U mnie 4
Czyli na falowniku ustawić częstotliwość znamionową silnika razy n - dałem mu 240Hz i OK
adekwatnie należy podnieść maksymalną częstotliwość przetwornicy.

I silnik kręci , reaguje na zmiane zadanej szybkości i kierunku , ale moment obrotowy tak około zera.

Szukamy dalej - po wyzerowaniu kompensacji poślizgu wewnętrznego ( dokumentacja podaje 2Hz, po resecie było 20Hz ! ) odzyskujemy większość momentu i żwawszą reakcję na zmiany szybkości ( silnik zaprzestaje prób wypadania z synchro).

Jeszcze tylko zabawa z dobraniem częstotliwości PWM ( za niska - rośnie prąd, za wysoka - zrywa synchro) i mamy działający z bardzo prostego falownika silnik synchroniczny
bez sprzężenia zwrotnego od wału, ale co tam - zapas mocy tak ze 200%

To krótkie streszczenie dość długiej walki z parametrami falownika i synchronizacją oscyloskopu.
Ta mała szarawa skrzynka nazywana przez producenta przetwornicą częstotliwości ma na wyjściu CZYSTY PROSTOKĄT ! Żadnych prób emulowania wypełnieniem ! Równo szatkowany prostokąt !

Przy moich próbach na nieekranowanych kablach silnika chyba nikt na osiedlu nie był w stanie słuchać radia.

skoczek · Post napisał: **skoczek** » 09 wrz 2011, 14:15

Witam serdecznie.
Cieszę się że mogłem pomóc a Tobie dziękuję za potwierdzenie mojej teorii. Daj znać jak pojawią się jakieś postępy. Może mnie to zmotywuje do powrotu do starych prób z tymi silnikami.
Pozdrawiam, skoczek

Andrzej 40 · Post napisał: **Andrzej 40** » 29 sty 2012, 23:16

tom_tom pisze: Ta mała szarawa skrzynka nazywana przez producenta przetwornicą częstotliwości ma na wyjściu CZYSTY PROSTOKĄT ! Żadnych prób emulowania wypełnieniem ! Równo szatkowany prostokąt !

Ta czarna skrzynka ma za zadanie symulować na wyjściu sinusoidę o nastawianej częstotliwości wypełnioną impulsami prostokątnymi o stałym wypełnieniu 50/50% i zmiennej sinusoidalnie amplitudzie. Nie jest to regulacja PWM.

sterowanie servomotoru zwykłym falownikiem