Pilotare un motore Brushless - con treno di impulsi oppure con un ingresso +/-10V ?

[Bender83]

Salve,

mi spiegate quale convenienza c'è a pilotare un motore brushless con treno di impulsi oppure con un ingresso +/-10V ?

Grazie

[Livio Orsini]

Le differenze stanno a monte del pilotaggio. DIpende tutto dal controllo impiegato.

In linea di principio pilotare a treno d'impulsi permette di semplificare il controllo, avendo un azionamento un poco più sofisticato.

Cerco di chiarire con un esempio banale.

Ammettiamo di dover realizzare un posizionatore a singolo asse.

Caso 1 - controllo con segnale analogico

Devo portare al controllore il segnale encoder. Il controllore deve essere in grado di effettuare l'algoritmo di posizionamento generando un segnale proporzionale al profilo di velocità richiesto.

Caso 2 - controllo a treno d'impulsi

Non porto nessun segnale d'encoder al controllore. Mi limito a generare un numero d'impulsi corrispondente alla quota da raggiungere con fequenza equivalente alla velocità massima prevista. L'azionamento farà tutto il resto.

Con gli odierni driver per brushless c'è potenza di calcolo in eccesso rispetto alle esigenze del solo convertitore. E' obbligatorio avere reazione d'encoder o da resolver perchè il convertitore deve conoscere la posizione del rotore. Inserire la funzione di posizionamento è praticamente a costo zero.

Come è anche a costo zero inserire la funzione di sincronizzazione in frequenza (albero elettrico).

Come vedi il vantaggio sta nell'avere un sistema di controllo più semplice e più facile da gestire.

[Bender83]

Ok la differenza ora è chiara, ma la velocità massima prevista è quella di rotazione del motore o quella necessaria per raggiungere la posizione?

Grazie

[paoloixp]

corrispondente alla quota da raggiungere con fequenza equivalente alla velocità massima prevista

[Livio Orsini]

Ovviamente quella di posizionamento, velocità che dovrebbe essere inferiore alla massima ammessa dal motore

[GuidoM340]

Ciao a tutti, ma scusatemi, non è più semplice un comando in can o MFB?

Gli si può far fare ciò che si vuole, ovviamente a patto di avere un plc, ma penso sia sott'inteso.

Ciao

[Bender83]

Si esatto il PLC ci sta, infatti non riesco concepire bene che ruolo svolga quest'ultimo?

Insomma: il profilo di velocità glielo do al driver, il controllo lo fa lui, il PLC dovrebbe dirgli esclusivamente quando attivare il motore tutto qui?

Sarei parecchio interessato a quello che dici tu ti potresti spiegare meglio?

Intendi un protocollo CAN-Bus?

Cos'è l MBF?

Grazie

[Livio Orsini]

MFB <==> MasterFieldBus è un bus di campo dell'ABB, mentre CAN è un bus di campo abbastanza diffuso sul mercato tedesco in contrapposizione a Profibus, che però ha prestazioni migliori. Simile al CAN è la versione USA denominata DeviceNet, usata specialmente sui dispositivi A&B.

Usare un bus di campo per comandare un motore ha poco senso se il motore è singolo.

Un bus di campo offre indubbi vantaggi se devi controllare parecchi dispositivi sparsi sul campo con un unico controllore.

Devi avere il controllore (PLC) dotato di interfaccia per il bus prescelto ed anche l'azionamento deve essere provvisto di identica interfaccia, interfaccia che non è mai gratuita.

In genere gli azionamenti dotati di interfaccia di bus di campo vengono impiegati in apparati multimotori.

Poi si deve sempre fare riferimento al tipo di azionaemto in uso. Non tutti sono in grado di elaborarsi le traietorie ed i profili di velocità, pertanto sarà il controllore a doversi sobbarcare tutto il alvoro.

Se invece scegli un servo azionamento intelligente hai poco da far fare al controllore. COme ti ho spiegato prima è sufficiente che tu dia un numero d'impulsi corrispondente alla quota da raggiungere con frequenza corrispondente alla massima velocità di lavoro al resto pensa l'azionamento che, ovviamente, deve essere stato opportunamente parametrizzato.

Ti faccio un esempio. Ammetti di avere il trasduttore di posizione in cui 1000 impulsi corrispondano ad 1mm. Se ipotizzi una traslazione pari a 100 mm alla velocità di 10 mm/1" è sufficiente che il controlloro invii un treno di 100.000 impulsi alla frequenza di 10kHz. L'azionamento provvedrà ad effettuare la rampa di accelerazione ed a calcolare la quota di rallentamento e la rampa di discesa.

Ancora più semplice nel caso in cui volessi asservire 2 motori in albero elettrico, Immagian di avere 2 motori come i precedenti ma con rapporto 1:1,25. E' sufficiente inviare in continuo 2 treni d'impulsi di cui uno alla frequenza di 10kHz e l'altro 12,5 kHz. Volendo variare "al volo" il rapporto è sufficiente cambiare la frequenza di uno die due treni d'impulsi.

[Bender83]

Ok!

Livio ma da cosa dipende la frequenza? Devo tenere conto pure dei dati caratteristico del motore?

Grazie

[Livio Orsini]

La frequenza è l'inverso del periodo degli impulsi dell'encoder. Ti faccio un esempio. Se hai un encodere da 1000 impulsi al giro che ruota a 3000 rpm la sua frequenza è 50khz, o 200kHz se gli impulsi sono moltiplicati per 4, come in alcune interfaccie encoders.

La velocità massima del motore deve essere maggiore della velocità necessaria a raggiungere la massima velocità lianeare prevista.

[Bender83]

Se io ho un motore che mando a 1500 rpm per raggiungere una velocità media di 850 mm/s ed un encoder con 2600 impulsi/giro, tenendo conto che devo percorrere 170mm la mia frequenza dovrebbe essere 65KHz. Giusto?

Ora se il mio PLC arriva a pilotare un treno di impulsi al max a 10KHz, come posso fare? Agisco sul guadagno andando a perdere senz'altro in risoluzione

Grazie

Modificato: 9 giugno 2008 da Bender83

[Fratelmaestro]

Devi andare a rompere le scatole al driver del motore toccando,come dicevi tu,il guadagno.Non sono certo della perdita di risoluzione.L'encoder,oltre che sul PLC,è cablato (dovrebbe) anche sul driver del motore.

[Bender83]

Mi pare di averlo cablato! Gli schemi parlano abbastanza chiaro

[Fratelmaestro]

Domanda!

Io ho un brushless che monta un encoder incrementale da 2500 impulsi a giro. Vorrei calettare sull'albero del BL una puleggia di diametro pari a 35 mm e trasmettere un moto lineare attraverso una cinghia.Se non sto dicendo una cavolata,immagino che con un giro di puleggia trasmetto un moto lineare pari a 110 mm (raggio puleggia per 2 pi_greco).Volendo far compiere una corsa di 170 mm dovrò dunque far fare alla puleggia 1,55 giri.Supponendo di mandare il motore a 820 rpm.Quanti impulsi dovrò comandare?

[Livio Orsini]

Fratelmaestro la tua è una domanda retorica, vero?

Comunque, se non lo fosse, dovrai inviare un treno di 3875 impulsi (2500*1,55) alla frequenza di 34.166Hz (2500*820/60).

[Fratelmaestro]

Esatto...era retorica....è quello che faccio....!

Ma il motore non lo fà!!!

Sto impazzendo!Per quello ho chiesto...pensavo che mi portavo appresso qualche concetto sbagliato che ritenevo giusto.

L'unica spiegazione che mi dò è che dato che il mio plc non è in grado di spedirlo a quelle frequenze (arriva massimo a 10 KHz),l

'operazione che faccio è ottenere questa velocità attraverso il moltiplicatore del driver.Ottenuta la velocità desiderata sopperendo alle mancanze del plc i miei 3875 impulsi non li fà più in 1,55 giri (cosa che fà se non uso questo moltiplicatore ma a 60 rpm) ma in 3!

E' questo moltiplicatore che và a disturbare il numero di impulsi?

Io per portare il motore alla velocità richiesta,lascio il plc operare a 10 KHz e metto questo fattore moltiplicativo pari a (820/60)=13,6

[Livio Orsini]

Prova ad operare nel modo seguente.

Metti un fattore di moltiplicazione pari a 4, poi genera 968(969) impulsi alla frequenza di 8542Hz.

Dovrebbe funzionare.

Che PLC stai usando? 10kHz come massima frequnza del treno d'impulsi non è tanto. Smbra più un'opzione per pilotaggio di inverter che per controllo assi.

[Fratelmaestro]

Grazie del consiglio!Martedì provo la soluzione da te proposta e ti faccio sapere subito come è andata.

Effettivamente il plc che sto usando è un pò "rimediato".Stavo usando un GE Fanuc che ce l'avrebbe fatta tranquillamente ma purtroppo dove sto svolgendo il tirocinio si sono persi il software di interfaccia e quindi ho dovuto ripiegare su un panasonic FP0 che gli avanzava da delle macchine che stanno costruendo.

Grazie ancora Livio!

[Livio Orsini]

Mercoledì p.v., parto per una lunga trasferta al sud ( ). Comincerò a collegarmi, tramite GPRS/EDGE, solo da giovedì sera o vederdì, quindi non aspettarti risposte veloci.

[Fratelmaestro]

Grazie ancora per la disponibilità! Ovviamente mica pretendo rapide risposte!Io già trovo meraviglioso così tanta disponibilità in questo forum soprattutto da voi "ideatori" che abusarne sarebbe davvero inopportuno!

Buona trasferta!

Saluti!

[Fratelmaestro]

:ph34r:

Mi ero dimenticato che l'encoder incrementale di questo motore monta anche il suo di moltiplicatore (il classico x4)....Ecco perchè non mi tornavano i conti!

Ora invio 566 impulsi ad una frequenza di 5 KHz mettendo al driver un moltiplicatore pari a 27,3 e tutto funziona a meraviglia!

:ph34r:

Grazie infinite della collaborazione

[alfiozac]

Grazie Ing Orsini per le sue sempre dettagliate spiegazioni,

i suoi commenti sono sempre un argomento interessante da seguire.

A tutti auguro una buona giornata.

Saluti Alfio.

( Alfiozac )

[roberto8303]

Mercoledì p.v., parto per una lunga trasferta al sud ( ).

Livio sono passati due anni ormai,ma non sara stata un esperinza come quella di Bisio in Benvenuti al sud??

[Livio Orsini]

Potenza del cinema, fa riaprire una vecchia discussione con argomento OT.

Tutti gli anni, almeno da quando so un (molto) libero professionista, effettuo una lunga trasferta al SUD.

Per fortuna non ho le sorprese di Bisio. La lunga frequentazione mi ha permesso di conoscere pregi e difetti dei luoghi e delle persone.

Ho amici sudisti, come ho amici nordisti; ho anche amci stranieri. Non ho mai pensato che certe "storture" saino un fatto genetico. Però questa mia frequentazione delle regioni del sud mi conferma, purtroppo, che la cattiva ammistrazione li attecchisce in modo particolarmente fruttifero.

Non è che le pubbliche amministrazioni italiche, salvo rare e lodevoli eccezioni, brillino per capacità, efficienza ed onestà, però sempbra che il peggio del peggio si concentri a Sud della linea gotica.