Китайський виробник сервоприводів і двигунів
Tonghang спеціалізується на продуктах промислової автоматизації, таких як сервоприводи та серводвигуни. Ці продукти охоплюють низьку-, середню- та високу-напругу з широким діапазоном потужності від 100 Вт до 22 кВт. Компанія Tonghang успішно розробила низку сервоприводів-на основі автобусів, зокрема EtherCAT, CANOpen і MECHATROLINK III. Вони також пропонують сервосистеми для різьбових машин і сервосистеми керування для промислових -швидкісних воріт. Крім того, вони можуть розробляти індивідуальні сервоприводи, адаптовані до потреб окремих галузей.
Наша адреса
Building 3, No.398 Hanghai Road, Yuyue Town, Deqing County, Huzhou City, Zhejiang Province, China
Номер телефону
8613385726890
Електронна-пошта
krystalshen@hzth-edrive.com
Дослідження способу усунення перешкод сервоприводу
Tonghang було запропоновано під час удосконалення системи автоматичного позиціонування для гальмівного преса, щоб усунути проблеми з перешкодами сервоприводів. Стабільність і надійність є основними вимогами до системи. Однак використання серводвигунів у великих системах керування гальмовим пресом через необхідність точного позиціонування призвело до значних проблем із перешкодами. Для усунення перешкод проаналізовано основні причини та шляхи зв'язку перешкод. Апаратні технології проти-перешкод, такі як заземлення, фільтрація ізоляційного трансформатора, розмагнічування магнітного кільця та ізолювальні резистори, були використані для усунення шляхів перешкод у системі, забезпечення нормального введення в експлуатацію та роботи.
Під час удосконалення системи керування гальмовим пресом ми зіткнулися з перешкодами, спричиненими використанням серводвигунів. Ми підсумували процес усунення цього перешкоди. Під час монтажу електричної шафи відмова від розділення силових і сигнальних кабелів у поєднанні з роботою приводу серводвигуна створювала значні електромагнітні перешкоди для чутливих компонентів (датчиків) і їхніх схем формування сигналу в системі.
Рішення проти-перешкод для сервосистеми було розроблено за допомогою експериментальних методів для підвищення стабільності та надійності системи. В останні роки, з розвитком різних дисциплін і технологій, сервоприводи в технології сервокерування змінним струмом, як контролери для серводвигунів, стали широко використовуватися. Однак через особливості їх роботи перешкоди стають значною проблемою. Його можна підключити до чутливого обладнання за допомогою провідності та випромінювання. Тому вкрай важливо розглянути та запропонувати серію ефективних заходів проти-перешкод за допомогою експериментальних методів для покращення стабільності та надійності системи та тестового обладнання.
Причини системних перешкод
Метод усунення апаратних перешкод
1. Заземлення та розмагнічування магнітного кільця
Розмагнічування магнітного кільця в першу чергу призначене для усунення перешкод, спричинених тим, що лінія живлення драйвера двигуна та сигнальна лінія зовнішнього ПЛК не були розділені під час точного позиціонування гальмового преса під час цього процесу проектування.
Магнітні кільця-синфазного режиму використовуються для усунення різноманітних джерел перешкод, які виникають у процесі проектування гальмового преса. Син{2}}струм перешкод діє між сигнальною лінією та лінією заземлення, проходячи посередині кожної сигнальної лінії в одному напрямку, при цьому лінія заземлення служить загальним зворотним шляхом. Основою син{4}}магнітних кілець є синфазний-індуктор, який, по суті, є двонаправленим фільтром: з одного боку, він відфільтровує-синфазні електромагнітні перешкоди на сигнальній лінії, а з іншого боку, він пригнічує власні електромагнітні перешкоди, не даючи їм впливати на нормальну роботу іншого електронного обладнання в тому самому електромагнітне середовище.
На зображенні показано внутрішню схему загального-синфазного індуктора. У фактичному проектуванні схеми багато{2}}ступеневі-синфазні схеми також можна використовувати для додаткового фільтрування електромагнітних перешкод.
2. Фільтрація ізоляційного трансформатора
Ізоляційний трансформатор складається із залізного сердечника, мідного дроту, проводів та інших ізоляційних матеріалів. Його вхід і вихід незалежні, без спільної лінії. На відміну від автотрансформаторів, розділові трансформатори широко використовуються в електронній промисловості, промислових і гірничодобувних підприємствах, а також для джерел живлення загальних ланцюгів механічного обладнання, а також для захисного освітлення та світлових індикаторів.
У цій статті розглядається придушення перешкод для ізоляційних трансформаторів, які використовуються в сервоприводах з двигунами 2000 Н і вихідною потужністю 7,5 кВт. Це ізолює джерело живлення ПЛК у джерелі живлення керування від інших джерел живлення (джерела живлення, імпульсного джерела живлення та інших джерел живлення релейного керування), ефективно ізолюючи первинну та вторинну сторони. Крім того, висока-втрата високої частоти залізного сердечника пригнічує-високочастотний шум від потрапляння в схему керування. Використання ізоляційного трансформатора для підвішування вторинної сторони відносно землі підходить лише для застосувань із малим діапазоном джерела живлення та короткими лініями. У цьому випадку ємнісний струм системи на землю занадто низький, щоб становити загрозу для персоналу. Ізоляційний трансформатор — це трансформатор 1:1 з одно-первинною обмоткою 220 В і однією- вторинною обмоткою 220 В. В якості альтернативи використовується три{16}}первинка. 380V, вторинна — також три{18}}фаза 380В. Як показано на малюнку.
3. Ізоляційні резистори
Усунення перешкод за допомогою малих резисторів не є поширеним методом і підходить не для всіх схем. Ця стаття об’єднує кілька методів, щоб запропонувати метод усунення сервоперешкод на контролері, який, у свою чергу, впливає на вихід на екран. Між лініями зв’язку ПЛК і лініями зв’язку екрану додається резистор на 125 Ом, як показано на малюнку.
Резюме
У цій статті розглядається процес налагодження системи автоматичного позиціонування гальмового преса. У зв’язку з потребою покращити зміщення позиціонування та включити сервопривод, щоб усунути перешкоди, спричинені сервоприводом системі налагодження, було застосовано апаратні технології проти-перешкод, такі як заземлення, фільтрація ізолювальних трансформаторів, розмагнічування магнітного кільця та ізолювальні резистори, щоб відрізати шлях перешкод у системі, таким чином забезпечуючи нормальне налагодження та роботу системи.
Дослідження технології тестування надійності сервоприводів
Tonghang розробив схему перевірки надійності на основі середовища застосування сервоприводу. Використовуючи різні типи напруги для стимулювання режимів і механізмів відмови сервоприводу, схема визначила межі напруги продукту. Тестування сервоприводу підтвердило, що запропонована схема тестування на зміцнення може повністю виявити слабкі сторони продукту, забезпечуючи основу для вдосконалення конструкції та еталон для оцінки надійності інших продуктів у галузі.
Сервосистеми є основними компонентами промислових роботів. Як рушійний пристрій у системі сервоприводу, надійність сервоприводу безпосередньо впливає на надійність і робочі можливості всього робота. Застосування технології перевірки надійності до проектування та розробки сервоприводів може ефективно вирішити конфлікт між високою надійністю продукту, низькою вартістю розробки та коротким терміном виконання. Таким чином, це дослідження має велике значення для розробки технології перевірки надійності сервоприводу. У цьому документі, заснованому на прикладному середовищі сервоприводу, визначено метод застосування напруги зміцнення, визначено межі напруги виробу, повністю виявлено слабкі сторони виробу та виявлено режими поломки виробу та погіршення продуктивності. За допомогою підходу «тест-поліпшити-перетестувати» потенційні дефекти поступово усувалися, що зрештою покращило надійність сервоприводу.
Структура сервосистеми
Сервосистема в основному складається з двох частин: сервопривода та серводвигуна. Серводвигун має приводи, компоненти зворотного зв’язку та компоненти гальма.
Вступ до тестового обладнання
Обладнання для перевірки надійності використовується для перевірки надійності сервоприводів. Він складається з трьох основних компонентів: швидкотемпературної камери з рідким азотом, пневматичного 3-осьового 6-ступеню свободи (6DOF) шейкера та тестової системи, розміщеної всередині камери, а також електричної шафи та системи керування. Це обладнання систематично застосовує ступеневу напругу до продукту, щоб швидко стимулювати недоліки конструкції, виявити слабкі місця та визначити робочі межі та межі відмови продукту. Можливості тестування тестової платформи зміцнення надійності такі:
Діапазон температур: від -100 до 200 градусів,
Швидкість зміни температури: 60 градусів / хв,
Спосіб охолодження: рідкий азот,
Метод вібрації: Пневматичний 3-осьовий 6DOF,
Діапазон частот: від 5 Гц до 10 кГц.
Дизайн плану тестування
На основі середовища застосування сервоприводу та фактичних умов експлуатації було розроблено три типи напруги: температурна напруга, вібраційна напруга та напруга, що змінюється. Ці типи напруги використовуються для стимулювання режимів і механізмів відмови сервоприводу. Нижче наведено короткий опис механізмів і режимів відмови, спричинених цими трьома типами стресу:
Температурний стрес
Температурний вплив може впливати на сервопривод через низькі температури, високі температури та зміну температури, впливаючи на його механічні, фізичні, хімічні та електричні властивості. Режими збоїв, викликані температурою та циклічними змінами, включають: розтягування або ослаблення дроту, поганий контакт, дрейф параметрів і низьку стабільність ланцюга, розмикання та коротке замикання друкованої плати, а також ослаблені компоненти. На малюнку показано поперечний-розріз низько{3}}температурного стрес-випробування.
Вібраційний стрес
Вібраційне навантаження безпосередньо використовує зовнішні сили, щоб викликати резонанс у внутрішніх компонентах сервоприводу та їх взаємопов’язаних частинах, потенційно спричиняючи погіршення продуктивності або відмову, ослаблення, знос або втрату структурних проводів, а також посилюючи незначні дефекти та пошкодження. Відмови, викликані вібрацією, включають розриви та короткі замикання на друкованій платі, ослаблені компоненти, холодні паяні з’єднання, відкриті паяні з’єднання, погане з’єднання та механічні дефекти. На малюнку показано поперечний-розріз випробування на вібрацію.
Напруга циклічної напруги
Зміни напруги можуть викликати збої в компонентах сервоприводу, чутливих до коливань напруги, включаючи регулятори напруги, діоди, транзистори та реле. Режими відмови, викликані зміною напруги, включають періодичні відмови, погіршення продуктивності, несправність ланцюга, короткі замикання та старіння ізоляції. Додавання напруги виконується покроково-за-кроками, при цьому межа напруги кроку перевищує проектне значення та забезпечує достатній запас. Довжину тестового кроку можна гнучко регулювати залежно від застосування продукту. Крім того, під час випробувань на вібрацію на навантаження на навколишнє середовище час витримки на рівні напруги кожного кроку зазвичай встановлюється на 5–10 хвилин, щоб визначити пошкодження виробу та робочі межі. Під час стрес-тестування температури навколишнього середовища час-витримки температури вимкнення живлення слід визначати на основі температурної рівноваги сервоприводу. Якщо використовується екстремальна напруга, щоб спричинити збій під час випробувань температурних циклів, час витримки при температурі кінцевої точки не слід подовжувати, доки сервопривод повністю не досягне температурної рівноваги (максимум 90%).
Виявлення несправностей
Тестування функцій і продуктивності сервоприводу визначається відповідно до конструкції сервоприводу та принципів тестування. Тестування функцій і продуктивності слід проводити до, під час і після тестування. Якщо сервопривод демонструє будь-яку з наведених нижче умов під час перевірки підвищення надійності, він вважатиметься несправним або несправним:
1) Сервопривод втрачає будь-яку важливу функцію.
2) Параметри продуктивності сервоприводу виходять за допустимі межі.
3) Механічні деталі, структурні компоненти або компоненти мають тріщини, поломки або пошкодження, які можуть вплинути на функціонування, продуктивність або структурну цілісність системи керування сервоприводом.
4) Сервопривод має попередження про несправності та функції захисту, які подають звуковий сигнал, коли виникає аномалія, що спричиняє припинення роботи серводвигуна. У стані тривоги несправності та захисту світлодіод на передній панелі відображає код тривоги AL.XXX, і серводвигун не вмикається.
Результати тестової перевірки
У лабораторії ми проводили випробування з використанням сервоприводу 400 Вт певного бренду відповідно до розробленого плану випробувань на зміцнення сервоприводу. Під час тестування сталося дві невдачі, що підтвердило робочі межі продукту та швидко виявило недоліки конструкції. План тестування був ефективним. Конкретні типи несправностей такі:
Відмова від температурного стресу
Симптом несправності 1: під час низьких-температурних стрес-тестів сервоприводу температура впала до -20 градусів. Сервопривод показав код помилки AL161, що вказує на збій схеми теплового захисту. Після повернення зразка до кімнатної температури код несправності було усунено, і зразок відновив нормальну роботу.
Аналіз несправності: сервопривод спрацював-захист від низької температури.
Помилка Рішення: Ця несправність спричинена особливостями конструкції сервоприводу. Заміна датчика температури в схемі низькотемпературного захисту-сервоприводу на резистор 10 кОм усунула несправність.
Симптом несправності 2: під час низьких-температурних стрес-тестів сервоприводу температура була знижена до -55 градусів протягом 5 хвилин. Напруга джерела живлення IPM перевищила верхню межу 16,5 В і досягла 20,5 В. Напруга джерела живлення контролера -12 ВА перевищила верхню межу 10,8 В і досягла 16,7 В, що спричинило відключення приводу та вимикання.
Аналіз несправностей: вийшла з ладу нижня частина фази W IPM сервоприводу (інтелектуальний модуль живлення).
Помилка Рішення: IPM сервоприводу Вхідні компоненти були несправними. Після заміни компонентів зразок повернувся до нормальної роботи.
Відмова від вібрації
Симптом несправності 1: Під час випробування сервоприводу на вібрацію рівень вібрації досяг 40 g. Сервопривод відображав код помилки AL 220. Після припинення вібрації та перезапуску зразка цифрова трубка панелі індикації сервоприводу не світилася. Напруга шини контролювалася при 305 В, напруга живлення IPM становила 0 В, а джерело живлення контролера (+12VA) становило 0 В.
Аналіз несправності: контакт термістора NTC у ланцюзі сервоприводу був зламаний.
Рішення: замініть термістор NTC. Уникайте зіткнення та згинання компонентів під час пайки, виробництва та транспортування.