Fabricant de motors i servoaccionaments de la Xina
Tonghang s'especialitza en productes d'automatització industrial, com ara servoaccionaments i servomotors. Aquests productes cobreixen sèries de baixa-, mitjana- i alta-tensió, amb un ampli rang de potència de 100 W a 22 kW. Tonghang ha desenvolupat amb èxit una varietat de servoaccionaments basats-busos, com ara EtherCAT, CANOpen i MECHATROLINK III. També ofereixen servosistemes per a màquines de rosca i sistemes de servocontrol per a portes industrials-d'alta velocitat. A més, poden desenvolupar productes servo personalitzats adaptats a les necessitats de les indústries individuals.
La nostra adreça
Edifici 3, No.398 Hanghai Road, ciutat de Yuyue, comtat de Deqing, ciutat de Huzhou, província de Zhejiang, Xina
Número de telèfon
8613385726890
Correu electrònic{0}
krystalshen@hzth-edrive.com
Investigació sobre el mètode d'eliminació d'interferències de servoaccionament
Tonghang es va proposar durant la millora del sistema de posicionament automàtic de frens de premsa per eliminar problemes d'interferència amb servoaccionaments. L'estabilitat i la fiabilitat són requisits fonamentals per a un sistema. No obstant això, l'ús de servomotors en sistemes de control de frens grans, a causa de la necessitat d'un posicionament precís, ha provocat problemes d'interferències importants. Per eliminar les interferències, es van analitzar les principals causes i vies d'acoblament d'interferències. Les tecnologies anti-interferències de maquinari, com ara la connexió a terra, el filtratge del transformador d'aïllament, la desmagnetització d'anell magnètic i les resistències d'aïllament, es van utilitzar per eliminar els camins d'interferència del sistema, garantint la posada en marxa i el funcionament normals.
Durant la millora del sistema de control del fre de premsa, vam trobar interferències causades per l'ús de servomotors. Hem resumit el procés per resoldre aquesta interferència. Durant la instal·lació de l'armari elèctric, la manca de separació dels cables d'alimentació i senyal, juntament amb el funcionament del servomotor, va generar interferències electromagnètiques importants en components sensibles (sensors) i els seus circuits de condicionament de senyal al sistema.
Es va desenvolupar una solució anti-interferència per al servosistema mitjançant mètodes experimentals per millorar l'estabilitat i la fiabilitat del sistema. En els darrers anys, amb l'avenç de diverses disciplines i tecnologies, els servoaccionaments en tecnologia de servocontrol de CA, com a controladors per a servomotors, s'han utilitzat àmpliament. Tanmateix, a causa de les característiques del seu funcionament, la interferència es converteix en un problema important. Es pot acoblar a equips sensibles mitjançant conducció i radiació. Per tant, és imprescindible abordar i proposar una sèrie de mesures anti-interferències efectives mitjançant mètodes experimentals per millorar l'estabilitat i la fiabilitat del sistema i dels equips de prova.
Causes de la interferència del sistema
Mètode d'eliminació d'interferències de maquinari
1. Posada a terra i desmagnetització d'anell magnètic
La desmagnetització de l'anell magnètic està pensada principalment per abordar la interferència causada pel fet que la línia elèctrica del controlador del motor i la línia de senyal del PLC extern no es van separar durant el posicionament precís de la premsa de frens durant aquest procés de disseny.
Els anells magnètics de mode-comú s'utilitzen per abordar les diferents fonts d'interferència que es troben durant el procés de disseny de la premsa plegadora. El corrent d'interferència en mode comú-actua entre la línia de senyal i la línia de terra, fluint a la meitat de cada línia de senyal en la mateixa direcció, i la línia de terra serveix com a camí de retorn comú. El principi que hi ha darrere dels anells magnètics de mode-comú és l'inductor de mode-comú, que és essencialment un filtre bidireccional: d'una banda, filtra les interferències electromagnètiques de mode-comú a la línia de senyal i, d'altra banda, suprimeix la seva pròpia interferència electromagnètica, evitant que afecti el funcionament normal d'altres equips electrònics en el mateix entorn electromagnètic.
La imatge mostra l'esquema del circuit intern d'un inductor comú-mode comú. En el disseny de circuits reals, també es poden utilitzar circuits en mode comú de diverses etapes-per filtrar encara més les interferències electromagnètiques.
2. Filtrat del transformador d'aïllament
Un transformador d'aïllament està construït amb un nucli de ferro, filferro de coure, cables i altres materials aïllants. La seva entrada i sortida són independents, sense línia comuna. A diferència dels autotransformadors, els transformadors d'aïllament s'utilitzen àmpliament a la indústria electrònica, empreses industrials i mineres i per a fonts d'alimentació de control per a circuits generals en equips mecànics, així com per a il·luminació de seguretat i llums indicadores.
Aquest article examina la supressió d'interferències per als transformadors d'aïllament utilitzats en servoaccionaments amb motors de sortida de 2000 N i 7,5 kW. Això aïlla la font d'alimentació del PLC a la font d'alimentació de control d'altres fonts d'alimentació (font d'alimentació, font d'alimentació de commutació i altres fonts d'alimentació de control de relé), aïllant eficaçment els costats primari i secundari. A més, l'alta-pèrdua d'alta freqüència del nucli de ferro suprimeix el soroll d'alta-freqüència perquè entri al circuit de control. L'ús d'un transformador d'aïllament per suspendre el costat secundari en relació a terra només és adequat per a aplicacions amb un rang d'alimentació petit i línies curtes. En aquest cas, el corrent capacitiu del sistema a terra és massa baix per suposar un risc per al personal. Un transformador d'aïllament és un transformador 1:1 amb un primari monofàsic de 220 V-i un secundari de 220 V monofàsic-. Alternativament, s'utilitza un-primari trifàsic. 380V, el secundari també és trifàsic-380V. Com es mostra a la figura.
3. Resistències d'aïllament
Aïllar les interferències amb resistències petites no és un mètode comú i no és adequat per a tots els circuits. Aquest article combina diversos mètodes per proposar un mètode per eliminar les interferències servo al controlador, que al seu torn afecta la sortida de la pantalla. S'afegeix una resistència de 125 ohms entre les línies de comunicació del PLC i les línies de comunicació de la pantalla, tal com es mostra a la figura.
Resum
En aquest article es parla del procés de depuració d'un sistema de posicionament automàtic de la premsa plegadora. A causa de la necessitat de millorar el desplaçament de posicionament i d'incorporar un servoaccionament, per eliminar la interferència causada pel servoaccionament al sistema de depuració, es van utilitzar tecnologies anti-maquinari contra interferències com ara la connexió a terra, el filtratge del transformador d'aïllament, la desmagnetització d'anell magnètic i les resistències d'aïllament per tallar el camí d'interferències en el sistema, garantint així el funcionament normal del sistema.
Recerca sobre la tecnologia de prova de millora de la fiabilitat dels servomotors
Tonghang va dissenyar un esquema de prova d'enduriment de la fiabilitat basat en l'entorn d'aplicació del servomotor. Utilitzant diferents tipus d'estrès per estimular els modes i mecanismes de fallada del servomotor, l'esquema va identificar els límits de tensió del producte. Les proves d'accionament servo van verificar que l'esquema de prova d'enduriment proposat pot exposar completament les debilitats del producte, proporcionant una base per a millores de disseny i una referència per a avaluacions de fiabilitat d'altres productes de la indústria.
Els sistemes servo són components bàsics dels robots industrials. Com a dispositiu de conducció dins del servosistema, la fiabilitat del servoaccionament afecta directament la fiabilitat i les capacitats operatives de tot el robot. L'aplicació de la tecnologia de prova d'enduriment de la fiabilitat al disseny i desenvolupament de servoaccionaments pot abordar eficaçment el conflicte entre l'alta fiabilitat del producte, els baixos costos de desenvolupament i els curts terminis de lliurament. Per tant, aquesta investigació és de gran importància per al desenvolupament de la tecnologia de prova d'enduriment de la fiabilitat dels servomotors. Aquest document, basat en l'entorn d'aplicació del servomotor, va determinar un mètode d'aplicació d'estrès d'enduriment, va identificar els límits d'estrès del producte, les debilitats del producte totalment exposades i va descobrir els modes de fallada del producte i la degradació del rendiment. Mitjançant un enfocament de "prova-millorar-reprovar", els possibles defectes es van solucionar gradualment, millorant finalment la fiabilitat del servoaccionament.
Estructura del sistema servo
Un servosistema consta principalment de dues parts: un servocontrolador i un servomotor. El servomotor té actuadors, components de retroalimentació i components de fre.
Introducció a l'equip de prova
L'equip de prova d'enduriment de la fiabilitat s'utilitza per provar la fiabilitat dels servoaccionaments. Consta de tres components principals: una cambra de temperatura ràpida de nitrogen líquid, un agitador pneumàtic de 3-eix 6-graus de llibertat (6DOF) i un sistema de prova allotjat a la cambra, i un armari elèctric i sistema de control. Aquest equip aplica sistemàticament una tensió gradual al producte per estimular ràpidament els defectes de disseny, exposar les debilitats i determinar els límits de funcionament i fallada del producte. Les capacitats de prova de la plataforma de prova d'enduriment de la fiabilitat són les següents:
Interval de temperatura: -100 a 200 graus,
Velocitat de rampa de temperatura: 60 graus / min,
Mètode de refrigeració: nitrogen líquid,
Mètode de vibració: pneumàtic de 3 eixos 6DOF,
Interval de freqüència: 5 Hz a 10 kHz.
Disseny del pla de proves
A partir de l'entorn d'aplicació del servomotor i les condicions de funcionament reals, es van dissenyar tres tipus d'estrès: estrès de temperatura, estrès de vibració i estrès de cicle de voltatge. Aquests tipus d'estrès s'utilitzen per estimular els modes i mecanismes de fallada del servomotor. A continuació es descriuen breument els mecanismes i modes de fallada induïts per aquests tres tipus d'estrès:
Estrès de temperatura
L'estrès de temperatura pot actuar sobre un servoaccionament a través de baixes temperatures, altes temperatures i cicles de temperatura, afectant les seves propietats mecàniques, físiques, químiques i elèctriques. Els modes de fallada provocats per la temperatura i el cicle inclouen: estirament o afluixament del cable, mal contacte, deriva de paràmetres i poca estabilitat del circuit, obertura i curtcircuits de la placa de circuits i components solts. A la figura es mostra una-secció transversal d'una prova d'esforç de pas-de baixa temperatura.
Estrès de vibració
L'estrès de vibració utilitza directament forces externes per induir ressonància en els components interns del servomotor i les seves parts interconnectades, provocant potencialment deteriorament o fallada del rendiment, afluixament, desgast o pèrdua de cables estructurals i amplificant defectes i danys menors. Els modes de fallada induïts per la vibració inclouen obertura i curtcircuits de la placa de circuits, components solts, juntes de soldadura en fred, juntes de soldadura obertes, unió deficient i defectes mecànics. A la figura es mostra una-secció transversal d'una prova d'esforç de pas de vibració.
Tensió Cycling Stress
El cicle de voltatge pot provocar fallades en els components del servomotor sensibles a les fluctuacions de tensió, inclosos els reguladors de tensió, els díodes, els transistors i els relés. Els modes de fallada provocats pel cicle de voltatge inclouen fallades intermitents, degradació del rendiment, mal funcionament del circuit, curtcircuits i envelliment de l'aïllament. L'aplicació de la tensió es realitza de manera-a-pas a pas, amb el límit de tensió del pas que supera el valor de disseny i permet un marge suficient. La longitud del pas de prova es pot ajustar de manera flexible en funció de l'aplicació del producte. A més, a les proves d'estrès ambiental de vibració, el temps d'estància a cada nivell d'estrès de pas s'estableix generalment entre 5 i 10 minuts per determinar els danys del producte i els límits de funcionament. A les proves d'estrès ambiental de temperatura, el temps de permanència de la temperatura d'apagada-s'ha de determinar en funció de l'equilibri de temperatura del servo. Si s'utilitza una tensió extrema per induir una fallada durant les proves de cicle de temperatura, el temps de permanència a la temperatura del punt final no s'ha d'allargar fins que el servoaccionament hagi assolit completament l'equilibri de temperatura (màxim 90%).
Detecció de fallades
Les proves de funció i rendiment del servoaccionament es determinen segons els principis de disseny i proves del servoaccionament. Les proves de funcionament i rendiment s'han de realitzar abans, durant i després de la prova. Si el servoaccionament presenta alguna de les condicions següents durant la prova de millora de la fiabilitat, es considerarà que no funciona correctament o que falla:
1) El servoaccionament perd qualsevol funció essencial.
2) Els paràmetres de rendiment del servomotor estan fora de tolerància.
3) Les peces mecàniques, components estructurals o components presenten esquerdes, trencaments o danys que podrien afectar la funció, el rendiment o la integritat estructural del sistema de control del servoaccionament.
4) El servomotor té funcions d'avís i protecció d'errors que sonaran una alarma quan es produeixi una anomalia, fent que el servomotor deixi de funcionar. En els estats d'alarma d'error i protecció, el LED del panell frontal mostra el codi d'alarma AL.XXX i el servomotor no s'encendrà.
Resultats de la verificació de la prova
Al laboratori, vam realitzar proves amb un servoaccionament de 400 W d'una marca determinada segons el pla de proves d'enduriment de servo drive dissenyat. Durant la prova es van produir dues fallades, confirmant els límits de funcionament del producte i identificant ràpidament les debilitats del disseny. El pla de proves va ser efectiu. Els tipus de fallada específics són els següents:
Falla d'estrès de temperatura
Símptoma d'error 1: durant una prova d'esforç de pas de -temperatura baixa del servoaccionament, la temperatura va baixar a -20 graus. El servoaccionament mostrava el codi d'error AL161, que indicava una fallada del circuit de protecció tèrmica. Després de tornar la mostra a temperatura ambient, el codi d'error es va resoldre i la mostra va reprendre el funcionament normal.
Anàlisi d'errors: el servomotor ha activat el circuit de protecció de baixa-temperatura.
Solució de fallada: aquesta fallada és causada per una característica de disseny del servomotor. La substitució del sensor de temperatura del circuit de protecció de baixa-temperatura del servomotor per una resistència de 10 kΩ ha resolt l'error.
Símptoma d'error 2: durant una prova d'esforç de pas de-temperatura baixa del servoaccionament, la temperatura es va reduir a -55 graus durant 5 minuts. La tensió de la font d'alimentació IPM va superar el límit superior de 16,5 V, arribant als 20,5 V. La tensió de la font d'alimentació del controlador de -12VA va superar el límit superior de 10,8 V, arribant als 16,7 V, provocant que el variador s'apaga i s'apaga.
Anàlisi de fallades: el braç inferior de la fase W de l'IPM (mòdul de potència intel·ligent) del servomotor ha fallat.
Solució d'error: IPM del servomotor Els components entrants eren defectuosos. Després de substituir els components, la mostra va tornar al funcionament normal.
Falla d'estrès de vibració
Símptoma de fallada 1: durant una prova d'esforç de pas de vibració al servoaccionament, el nivell de vibració va arribar als 40 g. El servoaccionament mostrava el codi d'error AL 220. Després d'aturar la vibració i reiniciar la mostra, el tub digital del panell de visualització del servomotor no es va il·luminar. La tensió del bus es va controlar a 305 V, la tensió d'alimentació IPM era de 0 V i la font d'alimentació del controlador (+12VA) era de 0 V.
Anàlisi d'errors: el pin del termistor NTC al circuit del servomotor es va trencar.
Solució: substituïu el termistor NTC. Eviteu la col·lisió i la flexió dels components durant la soldadura, la producció i el transport.