Čínský výrobce servopohonů a motorů
Tonghang se specializuje na produkty průmyslové automatizace, jako jsou servopohony a servomotory. Tyto produkty pokrývají nízké-, střední- a vysoké-napěťové řady se širokým rozsahem výkonu od 100W do 22kW. Společnost Tonghang úspěšně vyvinula různé servopohony-na bázi sběrnic, včetně EtherCAT, CANOpen a MECHATROLINK III. Nabízejí také servosystémy pro závitořezné stroje a systémy servořízení pro průmyslová vysokorychlostní vrata-. Kromě toho mohou vyvíjet vlastní servo produkty šité na míru potřebám jednotlivých průmyslových odvětví.
Naše adresa
Budova 3, č. 398 Hanghai Road, Yuyue Town, Deqing County, Huzhou City, Zhejiang Province, Čína
Telefonní číslo
8613385726890
E-e-mail
krystalshen@hzth-edrive.com

Výzkum způsobu eliminace rušení servopohonu
Tonghang byl navržen během vylepšení automatického polohovacího systému pro ohraňovací lisy, aby se eliminovaly problémy s rušením servopohonů. Stabilita a spolehlivost jsou základními požadavky na systém. Avšak použití servomotorů ve velkých řídicích systémech ohraňovacích lisů, kvůli potřebě přesného polohování, vedlo k významným problémům s rušením. Pro odstranění rušení byly analyzovány hlavní příčiny a vazebné cesty rušení. Hardwarové technologie proti rušení, jako je uzemnění, filtrování izolačních transformátorů, demagnetizace magnetického prstence a izolační odpory, byly použity k odstranění rušivých cest v systému a zajistily normální uvedení do provozu a provoz.
Při vylepšování systému ovládání ohraňovacího lisu jsme se setkali s rušením způsobeným použitím servomotorů. Shrnuli jsme proces řešení tohoto rušení. Při instalaci rozvaděče způsobilo neoddělení silových a signálních kabelů ve spojení s provozem servomotoru značné elektromagnetické rušení na citlivých součástech (snímače) a jejich obvodech pro úpravu signálu v systému.
Řešení proti rušení pro servosystém bylo vyvinuto pomocí experimentálních metod ke zlepšení stability a spolehlivosti systému. V posledních letech, s rozvojem různých oborů a technologií, se servopohony v technologii AC servořízení, jako regulátory pro servomotory, široce používají. Vzhledem k vlastnostem jejich provozu se však rušení stává významným problémem. Může být spojen s citlivým zařízením prostřednictvím vedení a záření. Proto je nezbytné řešit a navrhnout řadu účinných opatření proti-rušení prostřednictvím experimentálních metod ke zlepšení stability a spolehlivosti systému a testovacího zařízení.
Příčiny rušení systému
Metoda eliminace hardwarového rušení
1. Uzemnění a demagnetizace magnetického prstence
Demagnetizace magnetického prstence je primárně určena k řešení rušení způsobeného skutečností, že při přesném polohování ohraňovacího lisu během tohoto konstrukčního procesu nebylo odděleno napájecí vedení motorového driveru a externí signální vedení PLC.
Magnetické kroužky v běžném{0}}režimu se používají k řešení různých zdrojů rušení, se kterými se setkáváme během procesu návrhu ohraňovacího lisu. Interferenční proud v běžném{2}}režimu působí mezi signálním vedením a zemním vedením a protéká v polovině každého signálního vedení ve stejném směru, přičemž zemní vedení slouží jako společná zpětná cesta. Principem magnetických kroužků v běžném-režimu je induktor společného{5}}režimu, což je v podstatě obousměrný filtr: na jedné straně filtruje elektromagnetické rušení v běžném-režimu na signálovém vedení a na druhé straně potlačuje vlastní elektromagnetické rušení a brání mu ovlivňovat normální provoz jiných elektronických zařízení ve stejném elektromagnetického prostředí.
Obrázek ukazuje vnitřní schéma zapojení běžné tlumivky v běžném{0}}režimu. Ve skutečném návrhu obvodu lze k dalšímu odfiltrování elektromagnetického rušení použít také vícestupňové obvody společného režimu-.

2. Filtrování izolačního transformátoru
Izolační transformátor je vyroben z železného jádra, měděného drátu, vodičů a dalších izolačních materiálů. Jeho vstup a výstup jsou nezávislé, bez společné linky. Na rozdíl od autotransformátorů jsou izolační transformátory široce používány v elektronickém průmyslu, průmyslových a těžebních podnicích a pro řídicí napájecí zdroje pro obecné obvody v mechanických zařízeních, jakož i pro bezpečnostní osvětlení a indikátory.
Tento článek zkoumá odrušení pro oddělovací transformátory používané v servopohonech s výstupními motory 2000 N, 7,5 kW. Tím se izoluje napájecí zdroj PLC v řídicím napájecím zdroji od ostatních napájecích zdrojů (napájení, spínaný napájecí zdroj a další reléové ovládací napájecí zdroje), čímž se účinně izoluje primární a sekundární strana. Kromě toho vysokofrekvenční ztráta železného jádra potlačuje vysokofrekvenční šum, který se dostává do řídicího obvodu. Použití izolačního transformátoru k zavěšení sekundární strany vůči zemi je vhodné pouze pro aplikace s malým rozsahem napájení a krátkými vedeními. V tomto případě je kapacitní proud systému vůči zemi příliš nízký na to, aby představoval riziko pro personál. Oddělovací transformátor je transformátor 1:1 s jednofázovým 220V primárním a jednofázovým 220V sekundárním. Alternativně se používá třífázový primární-V, sekundární je také třífázový 380V. Jak je znázorněno na obrázku.

3. Izolační rezistory
Izolace rušení pomocí malých rezistorů není běžnou metodou a není vhodná pro všechny obvody. Tento článek kombinuje několik metod k navržení metody k odstranění rušení serva na řadiči, které zase ovlivňuje výstup obrazovky. Mezi komunikační linky PLC a komunikační linky obrazovky je přidán 125ohmový odpor, jak je znázorněno na obrázku.

Shrnutí
Tento článek pojednává o procesu ladění automatického polohovacího systému ohraňovacího lisu. Kvůli potřebě zlepšit polohovací posun a začlenit servopohon, aby se eliminovalo rušení způsobené servopohonem na ladicím systému, byly použity hardwarové technologie proti-rušení, jako je uzemnění, filtrování izolačního transformátoru, demagnetizace magnetického prstence a izolační odpory, aby se přerušila cesta rušení v systému, čímž bylo zajištěno normální ladění a provoz systému.
Výzkum technologie testování spolehlivosti servopohonu
Společnost Tonghang navrhla testovací schéma spolehlivosti založené na aplikačním prostředí servopohonu. Pomocí různých typů namáhání ke stimulaci poruchových režimů a mechanismů servopohonu schéma identifikovalo limity namáhání produktu. Testování servopohonu ověřilo, že navržené schéma testu kalení může plně odhalit slabé stránky produktu a poskytnout základ pro vylepšení designu a odkaz pro hodnocení spolehlivosti jiných produktů v tomto odvětví.
Servosystémy jsou základními součástmi průmyslových robotů. Spolehlivost servopohonu jakožto hnacího zařízení v rámci servosystému přímo ovlivňuje spolehlivost a provozní schopnosti celého robota. Použití technologie testování spolehlivosti při návrhu a vývoji servopohonů může účinně řešit konflikt mezi vysokou spolehlivostí produktu, nízkými náklady na vývoj a krátkými dodacími lhůtami. Proto má tento výzkum velký význam pro vývoj technologie testování spolehlivosti servopohonů. Tento dokument, založený na aplikačním prostředí servopohonu, určil metodu aplikace namáhání při kalení, identifikoval limity namáhání produktu, plně odhalil slabé stránky produktu a objevil způsoby selhání produktu a snížení výkonu. Prostřednictvím přístupu „test-zlepšení-znovutestování“ byly potenciální závady postupně odstraněny, což v konečném důsledku zlepšilo spolehlivost servopohonu.
Struktura servosystému
Servosystém se skládá hlavně ze dvou částí: servopohon a servomotor. Servomotor má akční členy, komponenty zpětné vazby a komponenty brzdy.
Úvod do zkušebního zařízení
Zařízení na testování spolehlivosti se používá k testování spolehlivosti servopohonů. Skládá se ze tří hlavních součástí: rychloteplotní komory s kapalným dusíkem, pneumatické třepačky s 3-osou 6-stupňů volnosti (6DOF) a testovacího systému umístěného v komoře a elektrické skříně a řídicího systému. Toto zařízení systematicky aplikuje krokové napětí na produkt, aby rychle stimulovalo konstrukční nedostatky, odhalilo slabé stránky a určilo provozní a poruchové limity produktu. Testovací možnosti platformy pro testování spolehlivosti jsou následující:
Teplotní rozsah: -100 až 200 stupňů,
Rychlost teplotní rampy: 60 stupňů / min,
Způsob chlazení: kapalný dusík,
Způsob vibrací: Pneumatický 3osý 6DOF,
Frekvenční rozsah: 5 Hz až 10 kHz.
Návrh zkušebního plánu
Na základě aplikačního prostředí servopohonu a skutečných provozních podmínek byly navrženy tři typy namáhání: teplotní namáhání, vibrační namáhání a napěťové cyklické namáhání. Tyto typy napětí se používají ke stimulaci poruchových režimů a mechanismů servopohonu. Následující text stručně popisuje mechanismy a způsoby porušení vyvolané těmito třemi typy napětí:
Teplotní stres
Teplotní namáhání může působit na servopohon prostřednictvím nízkých teplot, vysokých teplot a teplotních cyklů, což ovlivňuje jeho mechanické, fyzikální, chemické a elektrické vlastnosti. Poruchové režimy vyvolané teplotou a cyklováním zahrnují: natažení nebo uvolnění vodiče, špatný kontakt, posun parametrů a špatná stabilita obvodu, přerušení a zkraty obvodové desky a uvolněné součásti. Průřez-zátěžovým testem při nízké teplotě-je znázorněn na obrázku.

Vibrační stres
Vibrační namáhání přímo využívá vnější síly k vyvolání rezonance ve vnitřních součástech servopohonu a jejich propojených částech, což může potenciálně způsobit zhoršení výkonu nebo selhání, uvolnění, opotřebení nebo ztrátu konstrukčních vodičů a zesílení drobných defektů a poškození. Mezi poruchové režimy způsobené vibracemi patří otevření a zkraty obvodové desky, uvolněné součásti, studené pájené spoje, otevřené pájené spoje, špatné spojení a mechanické závady. Na obrázku je znázorněn řez-krokovým zátěžovým testem vibrací.

Napěťový cyklický stres
Cyklování napětí může vyvolat selhání součástí servopohonu citlivých na kolísání napětí, včetně regulátorů napětí, diod, tranzistorů a relé. Poruchové režimy spouštěné cyklováním napětí zahrnují občasné selhání, snížení výkonu, poruchu obvodu, zkraty a stárnutí izolace. Aplikace napětí se provádí postupně-za-krokem, přičemž limit krokového napětí překračuje návrhovou hodnotu a umožňuje dostatečnou rezervu. Délku zkušebního kroku lze flexibilně upravit podle aplikace produktu. Kromě toho je při zátěžovém testování vibracemi obecně doba prodlevy při každé úrovni namáhání nastavena na 5 až 10 minut, aby se určilo poškození produktu a provozní limity. Při teplotním zátěžovém testování prostředí by měla být doba prodlevy při teplotě vypnutí-určena na základě teplotní rovnováhy serva. Je-li k vyvolání selhání během testování teplotních cyklů použito extrémního namáhání, neměla by se doba prodlevy na koncové teplotě prodlužovat, dokud servopohon plně nedosáhne teplotní rovnováhy (maximálně 90 %).
Detekce poruch
Testování funkce a výkonu servopohonu je stanoveno podle návrhu a zásad testování servopohonu. Testování funkce a výkonu by mělo být provedeno před, během a po testu. Pokud servopohon během testu zvýšení spolehlivosti vykazuje některou z následujících podmínek, bude považován za nefunkční nebo selhávající:
1) Servopohon ztrácí jakoukoli podstatnou funkci.
2) Výkonnostní parametry servopohonu jsou mimo toleranci.
3) Mechanické součásti, konstrukční součásti nebo součásti vykazují praskliny, zlomy nebo poškození, které by mohly ovlivnit funkci, výkon nebo strukturální integritu řídicího systému servopohonu.
4) Servopohon má varovné a ochranné funkce, které spustí alarm, když dojde k anomálii, která způsobí zastavení servomotoru. Ve stavech alarmu poruchy a ochrany LED na předním panelu zobrazí kód alarmu AL.XXX a servomotor se nezapne.
Výsledky ověření testu
V laboratoři jsme provedli testy na 400W servopohonu od určité značky podle navrženého plánu kalení servopohonu. Během testu došlo ke dvěma selháním, které potvrdily provozní limity produktu a rychle identifikovaly slabiny návrhu. Testovací plán byl účinný. Konkrétní typy poruch jsou následující:
Porucha teplotního stresu
Příznak poruchy 1: Během nízkoteplotního zátěžového testu servopohonu klesla teplota na -20 stupňů . Servopohon zobrazil chybový kód AL161 indikující poruchu obvodu tepelné ochrany. Po navrácení vzorku na pokojovou teplotu byl chybový kód vyřešen a vzorek pokračoval v normálním provozu.
Analýza selhání: Servopohon spustil obvod ochrany proti nízké teplotě-.
Řešení selhání: Tato chyba je způsobena konstrukční funkcí servopohonu. Výměna snímače teploty v obvodu ochrany proti nízké teplotě servopohonu za odpor 10 kΩ vyřešila chybu.
Příznak poruchy 2: Během zátěžového testu servopohonu při nízké teplotě- byla teplota na 5 minut snížena na -55 stupňů. Napájecí napětí IPM překročilo horní hranici 16,5 V a dosáhlo 20,5 V. Napájecí napětí -12VA regulátoru překročilo horní hranici 10,8 V a dosáhlo 16,7 V, což způsobilo vypnutí a vypnutí měniče.
Analýza poruch: Selhalo spodní rameno W fáze IPM (inteligentního napájecího modulu) servopohonu.
Řešení selhání: IPM servopohonu Vstupní komponenty byly vadné. Po výměně součástí se vzorek vrátil do normálního provozu.
Selhání vibračního stresu
Příznak poruchy 1: Během zátěžového testu vibrací na servopohonu dosáhla úroveň vibrací 40 g. Servopohon zobrazil chybový kód AL 220. Po zastavení vibrací a restartu vzorku se digitální trubice zobrazovacího panelu servopohonu nerozsvítila. Napětí sběrnice bylo monitorováno při 305 V, napájecí napětí IPM bylo 0 V a napájení regulátoru (+12VA) bylo 0 V.
Analýza poruch: Kolík termistoru NTC v obvodu servopohonu byl přerušen.
Řešení: Vyměňte termistor NTC. Zabraňte kolizi a ohýbání součástí během pájení, výroby a přepravy.
