Анализ методов регулирования угловой скорости применяемых в прецизионном электроприводе
Точность работы и производительность технологического оборудования определяется координатной системой движения. Координатная система движения должна обладать высокой точностью и быстродействием, иметь возможность длительной непрерывной работы с минимальным количеством отказов для поддержания высокой производительности.
Традиционные электропривода на базе вращающихся электрических машин и кинематических преобразователей (например, шарико-винтовые передачи) имеют значительные недостатки и не удовлетворяют современным требованиям высокой скорости, надежности и точности. Прямой электропривод, в котором требуемое пространственное перемещение осуществляется с помощью прямого преобразования электрической энергии, имеет существенные преимущества перед приводом с кинематическими преобразователями. Наиболее важные – создание большой силы без потери скорости и точности, отсутствие дополнительных нелинейностей и упругостей, ухудшающих качество воспроизведения движения и частотный диапазон привода, а также увеличение срока службы вследствие отсутствия износа силовых механических компонентов.
ВВЕДЕНИЕ
1 ПРЕЦИЗИОННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД
1.1 Структура прецизионного электропривода
1.2 Управление прецизионным электроприводом
1.3 Измерение положения и скорости в прецизионным электроприводе
1.4 Управление положением и скоростью
1.5 Программное управление
2 СПОСОБЫ УЛУЧШЕНИЯ ДИНАМИКИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
2.1 Улучшение динамики электропривода
2.2 Алгоритм работы логического устройства сравнения
2.3 Релейные режимы работы логического устройства сравнения
3 РАЗРАБОТКА СПОСОБА КОРРЕКЦИИ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ
3.1 Построение логического устройства сравнения
3.2 Датчик положения ротора для бесконтактного двигателя постоянного тока
3.3 Первичный и цифровой преобразователь угла
3.4 Датчик угловой скорости
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Балковой, В.К. Цаценкин. Прецизионный электропривод с вентильными двигателями. – МЭИ, 2010. – 328 С.
2 Четверик, А.Н. Синхронно-синфазный электропривод сканирующей системы с квазиоптимальным по быстродействию регулированием: дис. к.т.н.: 05.09.03 – М., 2018. – 140 с.
3 Тимошкин, В.В. Разработка и исследование наблюдателя угловой скорости для асинхронных электроприводов по схеме ТРН-АД: дис. к.т.н.: 05.09.03 – М., 2014. – 132 с.
4 Балковой А.П., Сливинская Г.А., Цаценкин В.К. Комплектный прецизионный электропривод // Труды МЭИ. 2002. – №678. С.4-20.
5 Жарский, В.В. Прецизионные координатные системы на основе электропривода прямого действия // Мн.: ГНПКТМ "Планар", 2001, – 199 С.
6 N.Taniguchi. Current Status in, and Future Trends of, Ultraprecision Machining and Ultrafine Materials Processing // Annals of the CIRP, v. 32, n. 2. – 1983. – P. 573-582.
7 Kruk van der R., Scanell J. Motion controller employs DSP technology. Digital Control Applications with the TMS320 Family, Texas Instruments, 1991, pp. 297–302.
8 Colombi S., Raimondi T. Improvement of brushless DC motor actuators, Symposium ISIR92: 23rd International Symposium on Industrial Robots, Barcelona, Spain.
9 Балковой А.П., Толстых О. А. Особенности шагового и вентильного режимов управления синхронной машиной // Труды МЭИ, Электропривод и системы управления. – М. Издательский дом МЭИ, 2006. – №682 – С. 4-18.
10 Моцохейн, Б. И. Электропривод, электрооборудование и электроснабжение буровых установок/ Б. И. Моцохейн, Б. М. Парфенов, В. М. Шпилевой. – Тюмень: ТюмГНГУ, 1999. – 263 с.
11. Вольдек А.И. Электрические машины. Учебник для вузов. 2-е изд. перераб. и доп. Л.: Энергия, 1974.
Блок DDU5 может работать с вращающимися и линейными двигателями. Для оптимизации параметров цифрового контроллера в ПО Easy Move блока DDU5 существует специальные средства. Настройка привода происходит в несколько этапов.
В специальном меню вначале задаются параметры двигателя: тип двигателя, постоянная момента (усилия), момент инерции (масса подвижной части), число пар полюсов (полюсное деление), сопротивление фаз, индуктивность, напряжение питания и т.д. Далее эти параметры преобразуются в нормализованный вид для представления описания привода в относительных единицах независимо от вида движения.
Затем включается процедура расчета параметров цифрового контроллера тока, определяющая его коэффициенты в соответствии со стандартными настройками, которые могут быть базой дальнейшей автонастройки. Дополнительная настройка контуров скорости и положения требует точной информации о механических параметрах привода. К этим параметрам относятся: момент инерции, момент сухого трения и момент активной нагрузки. Один из вариантов определения этих параметров описан в [13]. В замкнутом по положению приводе вводится положительная обратная связь по скорости с коэффициентом, создающим практически незатухающие автоколебания. В этом случае по смещению «центра» автоколебаний от заданного положения рассчитывается активный момент нагрузки. Момент инерции электропривода определяется по частоте автоколебаний, а из параметров автоколебаний определяются момент сухого трения и коэффициент вязкого трения привода. Эти параметры используются при компенсации пульсаций момента и программировании прямой связи.