技術頻道

      三墾VM05變頻器在定位控制中的應用

      在控制領域,有以負載的位置或角度等為控制對象,如:

      控制方式用途
      運轉時的位置控制機床、機器人、雷達天線等
      停止時的位置控制電梯、起重機械、調節風門、行車等

      以前這些場合大都由伺服電機和伺服電機控制器來完成位置控制。隨著通用變頻器技術的發展,在位置控制中交流變頻傳動得到了越來越廣泛的應用。三墾在這方面做了有益的嘗試。

      位置控制的共同特點:
      • 從簡單到高級,根據目的有各種控制方式。(開環位置控制、手動決定位置、閉環位置控制);
      • 控制對象的位置以轉速積分的形式變化;
      • 即使不在負載上直接裝設位置傳感器,多數場合僅由電機的旋轉角也可高精度地推定位置;
      • 需要可逆運轉
      閉環位置控制的方法:

      下圖是具有速度反饋環的位置控制。對變頻器不給出直接的位置指令,而是輸入脈沖列。此脈沖數的累積值作為位置指令,增大此位置指令時在正轉輸入加脈沖列,減小時在反轉輸入加脈沖列。控制此輸入脈沖列的累積值和PG的反饋脈沖列的累積值,使他們一致。

      以正轉為例。將指令輸入的脈沖(在計數器內用作加法)和PG的反饋脈沖(在計數器內作減法)在同一計數器內時時刻刻地作計算,以計數器的累加值作為速度指令。因此,一達到目標位置,計數器的累積值就剛好為零,電機就停止在該位置上。另外,計數器的累積值變得很小時,從決定位置判斷回路發出決定位置完了信號,通知位置控制結束。

      在這種用途中,PG產生兩個具有90°相位差的脈沖序列,監視這兩個脈沖信號上升的順序可以判別正反轉。還有電機每轉一圈,在特定的轉子位置上產生顯示器脈沖,可以用作位置原點的確定。

      PG的反饋脈沖在進入計數器前要通過遞減回路。在遞減回路把PG的脈沖列分頻為整數分之一,目的是改變對于1個輸入脈沖的位置變化量(增益)。所以,如果分頻為1/n,對于一個輸入脈沖PG要n個脈沖電機才旋轉。


      應用實例:
      現使用Samco-VM05的定位控制(Point to Point控制)功能,在江蘇某銅管生產企業生產線上代替伺服系統,達到了在滿足工藝條件的基礎上降低成本的目的。
      1、系統構成:
      2、編碼器(PG)為開路集電極輸出,與SB-PG基板接線如下:
      3、參數設定如下:
      代碼說明代碼說明
      Cd001=2外部外部端子Cd053與電機參數匹配
      Cd071=4位置控制Cd088=0.5P增益
      Cd089=0.1I增益Cd604=1PG脈沖倍增數
      Cd605=2開路集電極輸出Cd606=2位置控制增益
      Cd609=1位置控制高速化Cd610=0Cd611脈沖數設定
      Cd611=10000指令值Cd618=500PG脈沖數
      Cd630=56FR+CCLCd631=57RR+CCL
      Cd131=10最短運行時間10s

      僅為變更代碼.
      4、時序圖:
      總結:
      1. 位置控制很大程度上依賴于反饋脈沖的正確性,必須首先解決脈沖的問題。否則會發生運行中電流大,反饋轉速顯示波動大,電機運轉不平穩等現象。
      2. 通常先進行閉環速度控制的調節,Cd088、Cd089調整至合適值,再進行位置控制Cd606的調節。
      3. 電機和變頻器都應良好接地,防止干擾。
      4. 根據工藝要求,也可以由PLC給出指令脈沖序列,進行連續路徑控制(Continue Path Control)。

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