Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Elektroda.pl
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Sterowanie silnikiem jednofazowym

24 Lip 2017 08:00 1626 31
  • Poziom 4  
    Witam,
    Prosiłbym o pomoc w dobraniu elementów składowych mojego projektu.
    Chciałbym połączyć silnik elektryczny jednofazowy 0,55 kW z motoreduktorem, i następnie móc sterować :
    - szybkością obrotów (płynna regulacja)
    - obrotem o zadany kąt. Będzie to 45 stopni.
    I teraz mam mam dużo wątpliwości. Jako, że jestem amatorem, to ruszyłem na poszukiwania w internecie.
    Sposobów jest mnóstwo, przynajmniej w teorii (od falowników, sterowników PLC, mikrokontrolerów, eknkodeórw). Tylko ciężko mi się na coś zdecydować, aby nie przepłacić. Chciałbym też aby elementy były wystarczające, a mój obecny stan wiedzy nie pozwala na tego zagwarantowanie.
    Moja propozycja to wykorzystanie falownika i mikrokontrolera.
    Jeśli któryś z forumowiczów chciałby pomóc amatorowi to byłbym bardzo wdzięcznmy za poświęcony czas.
    Pozdrawiam
  • Poziom 40  
    RosekMichal napisał:
    silnik elektryczny jednofazowy 0,55 kW


    Co to za silnik?
  • Poziom 11  
    Jaka ma być prędkość obrotowa na wejściu a jaka na wyjściu?
    Co to urządzenie ma robić?
    Obrót o 45st wymaga jakiegoś enkodera. Chyba ze liczyć obroty i tak pi razy oko obracać silnik - ale to słabe rozwiązanie:(. Może lepiej zastosować servo? Nie idź w rozwiązanie jednofazowe - silnik wymaga kondensatora trudno zmieniać obroty i sterować. Dużo lepiej zastosować 3f i tak dajesz falownik. Albo wymontuj silnik z jakiegoś elektronarzędzia - są stosowane silniki uniwersalne łatwo można sterować je prądowo. Często na złomie można znaleźć servofalowniki i silniki z demontażu. Za małe pieniądze można zdobyć całkiem fajne rzeczy. OLX jest dobrym źródłem tanich części.
  • Poziom 18  
    Dużo łatwiej będzie Ci pomóc, jeśli napiszesz, do czego ma ten układ służyć i jaki będzie miała charakter jego praca.
    Najlepiej użyć małego silnika trójfazowego z falownikiem zasilanym z 1 fazy, do tego uC .
    Jeśli chcesz mieć kontrolę kata obrotu to musi być zainstalowany do reduktora jakiś element mierzący ten kąt. Albo enkoder (lepiej) albo potencjometr (łatwiej, taniej - trwałym, "plastikowy", 360st).
    Od charakteru pracy zależy też, czy silnik będzie wymagał obcego chłodzenia, czy też nie.
    Pozdrawiam
    Eurogenio
  • Poziom 4  
    Obroty na wyjściu to ok 15 obr/min. Zgadzam się że silnik trojfazowy to będzie lepsze rozwiązanie.Jako że to mój pierwszy projekt to założyłem większy silnilk niż potrzeba. Dodatkowo być może wykorzystam silnik do napędzana innego mechanizmu.Muszę doczytac o serwo, bo to obcy temat.myslalem nad enkoderem. Ale obrót musi być bardzo dokładny. Maszyna ma być częścią linii produkcyjnej i pozycjonować jeden półprodukt względem drugiego. Dzięki za uwagi
  • Poziom 11  
    No to jeśli wymagana jest dokładność to tylko servo. Za dość niewielkie pieniądze można kupić zestaw servo + servofalownik LiteOn. Około 3k zł cały zestaw.
  • Poziom 36  
    Łatwiejsze rozwiązanie to slnik dc z przekładnią i enkoderem.
  • Poziom 11  
    Albo krokowiec duży moment łatwe sterowanie hybrydowy krokowiec ma enkoder na pokładzie. Rozwiązań jest sporo.
  • Poziom 4  
    Musze poczytać o propozycjach, które napisaliście.
    A która z nich jest najtańsza?
  • Poziom 1  
  • Poziom 4  
    Nigdzie nie pisałem, że będzie używana na linii..docelowo może kiedyś, ale na już napewno nie....ma być tylko prototypem, który będę obsługiwał tylko ja.
  • Poziom 1  
  • Poziom 4  
    To w domyśle miałobyc, że w przyszłości może stać się częścią linii..skrót myślowy..dzięki za wskazówki..potrzebuję chwilę czasu żeby się odnieść do tego co napisales:-)
  • Poziom 11  
    Pamiętaj o ocenie ryzyka i konieczności nadania CE jeśli ma to pracować na linii.
  • Poziom 4  
    A czy możliwe jest użycie sterownika PLC i do tego falownika ze sterowaniem U/f (bez stosowania enkoder) aby osiągnąć płynne sterowanie i zatrzymywanie układem po zadanym kącie?
  • Poziom 21  
    Jeśli potrzebujesz ustawiać dość precyzyjnie kąt to musi być enkoder. Oczywiście da się to zrobić na zasadzie wyliczenia czasu potrzebnego do danego ruchu ale pozbawimy się powtarzalności i dokładności. A jeśli ma to być w przyszłości fragment linii to właśnie o dokładność i powtarzalność chodzi czyż nie?

    Inne rozwiązanie to stosowanie "ograniczników" na czujnikach indukcyjnych lub pojemnościowych a nawet na krańcówkach. Po osiągnięciu danego punktu nastąpiło by zatrzymanie pracy silnika.
    Wszystko zależy co dokładnie jest wymagane.
  • Poziom 4  
    ok. Enkoder, ale jaki? i jak montowany?
  • Poziom 21  
    Jaki i jak montowany to już zależy od aplikacji. Można zamontować na wale silnika a można zamontować na wale napędzającym mechanizm. Rozdzielczość enkodera zależy od dokładności i precyzji jaką chcesz osiągnąć.
  • Poziom 4  
    Do 0.1 stopnia.
    No własnie nie moge znaleźć sposobu montazu na wale silnika. I trudno mi to zrozumiec.
  • Poziom 21  
    Na przykład:
    https://www.ebmia.pl/pliki/dodatkowe/AMT10X.pdf

    Jeśli dokładność 0,1 stopnia to przy zastosowaniu przekładni redukującej obroty 10 razy silnik musi wykonać 10 obrotów na 1 obrót głównym wałem napędowym.
    Czyli 1 stopień obrotu silnika da nam wypadkową 0.1 obrotu wykonanego na napędzie przy idealnych mechanizmach.
    Zazwyczaj warto zastosować 2 razy większą rozdzielczość odczytu więc daje nam to minimum 720 kroków na obrót.

    Nie mniej musisz przeanalizować cały napęd. Zazwyczaj przekładnie planetarne mają też swoje luzy co nakazywałoby zastosować przekładnie specjalistyczną bez luzową lub zamontować enkoder na osi napędu.
  • Poziom 42  
    W takim rozwiązaniu i z taką dokładnością to raczej tylko silnik krokowy. W zwykłym motoreduktorze narobi się problemów z zahamowaniem silnika, przy zmiennym obciążeniu jeszcze większych. Ale jak już napisano, najpierw trzeba określić masy ruchome, policzyć momenty bezwladnosci, dobrać moce i czasy. Jest też inna opcja, sprzęgło cierne w napędzie i mechaniczne ograniczenie skoku.
  • Poziom 21  
    Nawet mając silnik krokowy dalej zostanie problem luzów na przekładni. 0,1 stopnia to dość duża dokładność jak dla standardowej przekładni.

    Mechaniczne ograniczenie skoku jest ok ale żywotność rozwiązania może być niska przy wielu cyklach na dobę.
  • Poziom 36  
    Jeźeli najazd będzie zawsze z tej samej strony to luzy będą pomijalne.
  • Poziom 21  
    Jeśli ustaniemy na zadanej pozycji i nie będzie naprężeń to luz między zębny będzie odczuwalny. Przerabiałem coś tego typu. Warto wtedy w takim wypadku zadbać o mechaniczną kompensację. Niestety nie zawsze jest to możliwe.
  • Poziom 43  
    Robiłem coś jakby serwo z użyciem silnika indukcyjnego 3 fazowego i falownika. Plus oczywiście enkoder i płytka z uC sterująca falownikiem.
    Silnik oczywiście był z motoreduktorem (przekładnia ślimakowa).
    Ale ja miałem inne zastosowanie. Wymagana była duża prędkość posuwu i moc (1.5kW). Ale wymagana rozdzielczość pozycjonowania była rzędu kilku stopni, i tylko tyle się udało uzyskać. Może dla przekładni o dużym przełożeniu dało by się uzyskać dokładność pozycjonowania kosztem prędkości.
    Dodam że było dużo zabawy w strojenie regulatora PID który tym sterował.
    Tak więc dać się da, ale koszt był rzędu 2000zł i było z tym dużo zabawy.
    Na silniku jednofazowym nie ma w ogóle sensu tego robić. Do takich silników nie ma łatwodostępnych falowników, a same silniki są droższe od trójfazowych o tej samej mocy.
    No i jeszcze mają mniejszą sprawność. Więc zupełnie bez sensu. Jak już to tylko silnik trójfazowy, a i to z wieloma problemami przy uruchomieniu.

    Musisz podać wszystkie wymagane do uzyskania parametry napędu, i dopiero wtedy będzie można dobrać odpowiednie rozwiązanie.
    Są nimi:
    Minimalna prędkość posuwu (ważne przy silniku trójfazowym).
    Maksymalna prędkość posuwu.
    Wymagane do uzyskania przyspieszenia (rozpędzanie i hamowanie).
    Masa która ma być rozpędzana i hamowana.
    Siła statyczna (wynikająca być może z masy, jeżeli posuw ma być pionowo) działająca na napęd.
    Informacja czy napęd ma być samohamowny (np. żeby nie opadać samoczynnie po odłączeniu zasilania, ale może to być wymagane też w innym powodów).
    Dopuszczalny błąd pozycjonowania.
    Dopuszczalny błąd pozycji podczas jazdy.

    Przy układzie zadajnika kąta zamiast zadajnika położenia liniowego, siły i prędkości trzeba pozamieniać na momenty obrotowe i momenty przyspieszenia obrotowego. I je po prostu tak samo podać.
    Wtedy pogadamy (zrobiłem sobie arkusz w EXCELu do obliczania tego wszystkiego).
  • Poziom 4  
    Cytat:
    - Czas na realizację operacji; każda czynność musi być uwzględniona, np. dojazd do produktu, zatrzymanie, zamknięcie szczęk, pozycjonowanie, czynność procesowa, zwolnienie produktu, powrót do pozycji bezpiecznej, wymiana produktów...


    Maszyna ma pracować ciągle w cyklu: obrót, następnie chwilowe zatrzymanie i dalej obrót i tak cały czas. Czas zatrzymania to jakieś 1 do 1,5 sekundy.

    Cytat:
    Wielkość i rodzaj obciążenia: masy w powiązaniu z przyspieszeniami i prędkościami dadzą siły i momenty w różnych położeniach oraz energię układu. Musisz znaleźć najgorszy przypadek. Być może konieczne będzie użycie silnika z hamulcem.


    Maksymalna masa obracanych elementów to 12 kg. Łącznie z kołami, które mają transportować półprodukty.

    Dodano po 1 [godziny] 2 [minuty]:

    Cytat:
    Minimalna prędkość posuwu (ważne przy silniku trójfazowym).
    Maksymalna prędkość posuwu.


    Prędkość obrotowa minimalna -5 obr/min, maksymalna 15 obr/min. Średnica wałka 25mm. Posuw liczony jako iloczyn predkosci obrotowej srednicy i pi?
  • Poziom 43  
    Do tego wystarczy o wiele mniejszy silnik niż 0.55kW. Wykonałem kiedyś koledze obrotnicę fotograficzną z silnika NEMA17 o momencie z 0.1Nm (taki klasyczny silnik 42mm z drukarki, moc takiego silnika to maks z 5W) i obracało to obciążeniami do 200kg. Tyle że dużo wolniej. Maks to z 1 obr/min.
    Zatrzymanie i ruszanie było co kilka sekund (zatrzymywanie w celu zrobienia zdjęcia).
    W Twoim przypadku trzeba by znać obrotowy moment bezwładności obiektów. Czyli poza masą trzeba znać ich średnicę. Innym obciążeniem obrotowym jest 12kg skupione wokoło osi obrotu, a innym 12kg umieszczone 1m od osi obrotu.
    Sama masa 12kg póki co dostarcza tylko informacji o wymaganej wytrzymałości wzdłużnej łożysk. 12kg to raczej mało, ale zależy dla jakiego łożyska. Warto wiedzieć że najpopularniejsze motoreduktory w postaci przekładni ślimakowych nie są przystosowane do przenoszenia obciążeń wzdłużnych na wale. Są tam zwykłe łożyska kulkowe (jak w silnikach) i one są przystosowane co najwyżej do przenoszenia sił ciężkości samego wału przekładni (czy wirnika w silniku). Dodatkowe obciążanie wzdłużne takich łożysk jest niedopuszczalne.
    Tak więc prawdopodobnie będziesz musiał użyć dodatkowego łożyskowania. Wystarczy łożysko stożkowe albo łożysko kulkowe skośne.
  • Pomocny post
    Poziom 1  
  • Poziom 4  
    Cytat:

    Jakie jest położenie początkowe? A0 = ?
    Jakie jest położenie końcowe? A1 = ?
    Najlepiej zrób rysunek, może się okazać, że grawitacja pomaga albo dodatkowo utrudnia działanie. Jest różnica kiedy obracasz obiekt wokół osi pionowej, a kiedy obracasz go wokół osi poziomej.

    W załączniku.

    Cytat:
    le czasu może trwać obrót? t1 = ?


    0,25-0,75 sekundy

    Cytat:
    Jakie jest maksymalne przyspieszenie w układzie, aby obiekt był stabilny? a1 = ? Na przykład, czy można go wystrzelić z przyspieszeniem 90m/s2?

    Masa półproduktu to maksymalnie 400g więc nie można go wystrzelić ;d
    Jak długo może trwać ustalanie pozycji z zadaną dokładnością (0.1°)? tx = ?
    Najlepiej jak najszybciej, zakładam ze mnie jak 0,5 sekundy.

    Cytat:
    Czy utrzymanie na pozycji obciąża silnik czy układ ma dodatkową blokadę? Czy w trakcie procesu pojawiają się dodatkowe siły (oprócz grawitacji) działające na układ?

    nie, nie obciąża. tylko te siły wynikające z ruchu ( odśrodkowa).

    Cytat:
    Czy układ wykonuje ruch "do tyłu" czy ma obracać się "w przód", aby osiągnąć zadaną pozycję?

    tylko i wyłacznie w przód

    Cytat:
    Ile czasu może trwać obrót 2? t3 = ?

    Każdy obrót w takim samym czasie.

    Cytat:
    Czy zmienia się masa lub położenie obiektu podczas procesu?

    Nie.
    Cytat:
    Czy układ może być wyposażony w przeciwwagę/balanser?

    Może.
    Cytat:
    Z czego wynika minimalna i maksymalna prędkość obrotowa? 15 obr/min, to 4s na obrót, z czego postój to 1,5s?

    1,5 s to czas na wykonanie innej operacji.