Controlllo Motoriduttore Ad Anello Chiuso Tramite Encoder Ed Inverter - riunito anche seconda discussione di pippus

[ppippus]

Ho un motore Nord da 2,2kW e devo acquistare un inverter per controllarlo.

Chi mi vende l'inverter mi consiglia di cambiare il motore che ho in quanto privo di encoder, per passare da un sistema di controlllo vettoriale ad anello aperto ad uno con encoder ad anello chiuso.

Se il motore deve tramite motoriduttore governare un martinetto a vite, cosa perdo se uso un sistema ad anello aperto, in termini di controllo di velocità e spostamenti traslazionali della testa del martinetto?ho un ritardo soltanto o potrei non riuscire a controllare o raggiungere velocità e spostamenti voluti perchè non ho un controllo ad anello chiuso tramite encoder ed inverter che correga direttamente sull'asse motore gli eventuali ritardi dovuti ad inerzie interne al motore???

se necessario posso darvi parametri più precisi su mio motore e sulla loro soluzione

grazie

[pixel40]

Ciao puo' essere sufficiente un controllo ad anello aperto, anzichè chiuso nel tuo caso. Devi vedere inanzitutto alcuni dati dell' asse tra cui il rapporto di riduzione, tra motore e asse.Una cosa non ho capito, il conteggio dei passi come lo fai, non avendo l'encoder?, presumo con un a camma, ed un sensore induttivo.In tal caso si hanno degli inevitabili errori dovuti al fatto che la risoluzione della camma è limitata al fatto che ha un numero finito di denti (senz'altro inferiore alla risoluzione dell' encoder ), e quindi vi è già un errore insito in questo.Comunque dovresti vedere, quanto corrisponde in termini di camma (se usi questa), un giro completo di questa corrisponde ad uno spostamento di x mm sul martinetto .

Per esempio camma a 4 denti: 1 giro di camma per esempio 1mm sull' asse quindi risoluzione minima :(1/4 )=+-0,25mm + eventuali errori di gioco ed attrito meccanico.

[Livio Orsini]

..se necessario posso darvi parametri più precisi su mio motore e sulla loro soluzione..

Devi dare più parametri sull'applicazione. Ti serve posizionare con precisione? Se si quanto preciso?

Se non devi fare posizionamenti puoi benissimo lavorare ad anello aperto.

Se usi un controllo vettoriale ad anello chiuso ottieni un miglior controllo di coppia rispetto all'anello aperto. L'anello chiuso è indispensabile se vuoi controllare la coppia su tuuti e 4 i quadranti.

[ppippus]

grazie tante a tutti cercherò a breve di essere più preciso sul tipo di applicazione a me necessaria

[ppippus]

applicazione

Comandare un martinetto a vite tramite inverter comandato a sua volta da una scheda National instrument a 18bit che legge in tempo reali posizioni obiettivo traslazionali per la vite del martinetto prodotte in funzione di forza applicata dal martinetto ad un elemento in prova in calcestruzzo (un pilastro circolare con forza orizzontale applicata in testa dal martinetto)e spostamento traslazionale in testa all’elemento.

La nord sconsiglia l’uso del mio motore che non ha encoder, sonde termiche e ventilazione aggiuntiva e mi consiglia acquisto nuovo motore con encoder, sonde termiche e ventilazione aggiuntiva per creare retroazione ad anello chiuso.

Io vorrei provare ad usare il mio motore, il mio motoriduttore e la mia vite comprando per ora solo

Inverter SK520 Nord e la ventola aggiuntiva che spero in questo modo di riutilizzare sul nuovo motore consigliato da loro.

Però senza encoder devo usare l’inverter SK520ad anello aperto e non mi è chiaro come riesca a controllare velocità e posizione asse motore.

Infatti come detto sopra io durante la prova voglio controllare spostamenti traslazionali obiettivo in testa al martinetto che il software in tempo reale fornisce all’inverter.

La prova è di tipo pseudodinamico con analisi al passo:

ho uno spostamento obiettivo di prima ipotesi che è funzione di quanto ho letto in termini di forza e spostamento traslazionale del martinetto in test alla pila al passo precedente

mentre il martinetto si porta in posizione obiettivo traslazionale, devo leggere forze e spostamenti correnti nel passo e iterando devo correggere in tempo reale lo spostamento obiettivo di prima ipotesi.

Quindi devo per ogni passo della analisi muovere in continuo il martinetto modificando durante il movimento lo spostamento obiettivo di fine corsa per quel passo adeguando anche le velocità con cui mi sposto verso lo spostamento obiettivo.

Quindi in questa applicazione l’anello chiuso garantisce solo maggior controllllo del modo asse motore per evitare di avere tempi risposta lenti o velocità non predette per raggiungere spostamenti obiettivo voluti.

L’anello aperto impiega un certo tempo e porta un certo errore che sommandosi mi falsa la prova ad ogni passo se non ho capito male.

Grazie tante ho veramente bisogno di un vostro aiuto

dati motore

Motore e motoriduttore che ho già

GETRIEBEBAU NORD

GmbH&coKG

D-22934 borgteheide

No.7/1002306565 00

type: SK 43F-100 L/4

i= 48.56 B5

n1/n2=29 1/MIN

Type SK 100L/4

3-Mot n------------------------

Th.CI.F IP S1 (NON RIESCO A CAPIRE Th E CI COSA VOGLIONO INDICARE)

50Hz 230/400 VΔ/Y 60Hz 265/460 VΔ/Y

9,0/5,22 A 2,2kW 9,0/5,22 A 2,55kW

COSφ 0,74 1440 1/min COSφ 0,74 1725 1/min

220-240/380-420 VΔ/Y 440-480 V Y

9,0-9,7/5,2-5,6 A 5,2-5,35 A

motore e inverter consigliato

Proposta motore

Tipo 100L/4 TF F IG

Potenza motore 2,2 kW

Velocità d'uscita 1440 min-1

Coppia d'uscita 14,6 Nm

Servizio S1

Classe d'isolamento F

Pos. di montaggio Per l'assemblaggio diretto al Riduttore-NORD

Albero d'uscita in accordo con le norme NORD

Protezione: IP 55

Posizione morsettiera 1

Entrata cavi I

Tensione 230/400V, 50Hz

Corrente nominale: (400V) 5,22 A

Mano finale grigio RAL 7031

Opzioni motore F: Ventilazione forzata 1x230V oppure 3x230/400V

IG: Encoder incrementale, 2048 Impulsi/giro, 4..6 V, RS422

TF: 3 Sonde termiche (TF) a termistori

Proposta inverter

1 Pezzo NORDAC-Inverter

Tipo SK 520E-401-340-A

Potenza motore nominale: 4 kW

Tensione di rete: 3AC 380..480V, -20%/+10%, 47…63Hz

Intensità corrente d'entrata: 13,3 A

Tensione d'uscita: 3 AC 0 - Tensione di rete

Intensità corrente d'uscita: 9,5 A

Frequenza d'uscita: 0 Hz ... 400 Hz

Protezione: IP 20

Temperatura ambiente: 0°C ... +40°C

numero di matricola: 275520400

Dimensioni (L1*B*T in [mm]) 241*98*178 mm

Peso approssimativo 2,7 kg

Dati tecnici: - Quattro famiglia di parametri separati commutabili online

- Controllo vettoriale di coppia sensorless

- Identificazione automatica dei parametri motore

- 5 ingressi digitali, 2 ingressi analogici

- 4 uscite digitali, 1 uscita analogica

- Chopper di frenatura integrato

- Trasmissione seriale RS232 e RS485

- Porta Can Open RJ45

[Livio Orsini]

Da quanto scrivi ti è necessario controllare la posizione della testa del martinetto. E' indispensabile o un'encoder o un trasduttore di posizione della testa del martinetto. Se monti l'encoder sul motore ti ritrovi tutti i giochi della trasmissione ed della vite-madrevite (martinetto).

Poi c'è il problema della coppia. Da quanto scrivi arguisco che il motore dovrà generare coppia anche a velocità prossime allo zero, se non adirrittura a velocità zero.

Sicuramente avrai fatto i conti e conescerai il valore di coppia che ti necessita; così a sensazione ho il dubbio che un asicrono, anche con controllo vettoriale ad anello chiuso, non sia il motore più adatto; vedri meglio un motore in cc o, al limite, un brushless.

Da quando si fanno vettoriali a basso costo non si considerano più i motori in cc anche nel caso di applicazioni tipiche della cc.

Modificato: 17 novembre 2006 da Livio Orsini

[ppippus]

prevedo di usare sicuramente un LVDT in testa alla struttura da provare in corrispondenza del martinetto per avere misura esatta deglispsostamenti traslazionali ma rimane anche in questo caso il problema secondo quanto riferito dalla Nord degli scorrimenti nel motore dovuti alle alte coppie a basse velocità che comportano errore che inverter fà in termine di tempo necessario per portare il rotore alla voluta velocità che tra l'altro ad anello aperto non è garantita qualora anche altri parametri elettrici non rendano possibile tale correzione matematica nel motore simulato nell'inverter vettoriale ad anello aperto.

Non riesco però ad avere la misura di quanto possa incidere questo scorrimento in termini di velocità e spostamenti traslazionali della vite.

Ho somme di errori che mi sballano durante le iterazioni nel passo della prova la convergenza del mio algoritmo pseudodinamico????

Ho velocità traslazionali falsate per cui anche se raggiungo posizioni obiettivo impiego tempi maggiori dei calcolati?

non riesco a controllare bene piccole variazioni di velocità e piccoli spostamenti traslazionali all'interno delle iterazioni nel passo di prova?????

grazie tante

attendo un vostro consiglio

[Livio Orsini]

Se hai esigenze così strette abbandona l'idea di un motore asincrono e pensa ad servo brushless o c.c.

Forse tu avrai ben chiaro in testa cosa vuoi fare, ma non è che lo spieghi mollto bene. Se devi solo posizionare un martinetto la reazione di un LVDT potrebbe essere sufficiente, senza complicarsi la vita con controlli di traiettoria. Forse però la tua applicazione è un poco diversa.

[walter.r]

La nord ..... mi consiglia acquisto nuovo motore con encoder, sonde termiche e ventilazione aggiuntiva per creare retroazione ad anello chiuso.

A me questa sembra una complicazione inutile: la tua applicazione è ideale per un brushless o un cc, come ti ha già detto Livio. Ti serve coppia fin da velocità prossime allo zero, l'accoppiata inverter + motore asincrono è la peggiore da questo punto di vista...

[Hellis]

Non vorrei fare il guastafeste, ma andrebbe anche tenuto conto che un normale martinetto a vite senza fine non è il massimo dal punto di vista rendimento; se ad esempio diamo un'occhiata al sito Unimec, si parla di rendimenti medi intorno al 30% link

Pertanto circa il 70% della coppia se ne va per vincere gli attriti, quindi il valore di spinta che determini dalla coppia potrebbe essere altamente inquinato.

[ppippus]

Mi scuso per essere stato poco chiaro nel precedente intervento.

Senza complicare troppo la cosa mi basterebbe riuscire a capire se sia realmente possibile fare una prima prova di laboratorio utilizzando il mio motore AGGIUNGENDO UNA VENTOLA E COMPRANDO POSSIBILMENTE UN INVERTER BUONO ANCHE PER UN MOTORE DI TAGLIA MAGGIORE SENZA CHE QUESTO MI ARRECHI PROBLEMI NELL’USO DEL MIO MOTORE O DI UN NUOVO MOTORE DI PARI POTENZA2,2kW.

A tal fine ho scritto al produttore Nord la mail che segue su cui lui fa delle considerazioni.

“ Vorrei utilizzare per una prima prova:

1.il motore in mio possesso applicando facilmente su di esso la

ventola F: ventilazione forzata 1x230V oppure 3x230/40V

2.indiferrentemente o l'inverter SK 520E 401 340 A o l'inverter SK 520E

551 340 A che mi garantiscono le stesse prestazioni anche per il

motore già in mio possesso (******NB con l'inverter di taglia più grande avrà a disposizione un'intensità di corrente superiore per

cui non potrà sfruttarla in regime perchè rischierei di bruciare il motore ma in fase di partenza mi troverà

la possibilità di avere il motore più brillante).************

Se il mio motore guidato ad anello aperto( poichè senza encoder) non

soddisfa le mie aspettative allora posso comprare in seguito:

1.il motore da 2,2kW su cui

applico la ventola F: ventilazione forzata 1x230V oppure 3x230/40V che

avrei già acquistato (motore che piloto indifferentemente o con ***********(vedi sopra)************

PER IL RESTO ok

l'inverter SK 520E 401 340 A o con l'inverter SK 520E 551 340 A che

avrei già acquistato e che mi garantiscono le stesse prestazioni anche

con questo nuovo motore che mi consente la guida ad anello chiuso che

garantisce maggior controllo nel sistema)

2.il motore da 3kW su cui

applico la ventola F: ventilazione forzata 1x230V oppure 3x230/40V che

avrei già acquistato (motore che piloto solo con l'inverter SK 520E 551 *************(ok)****************

340 A che dovrei aver già acquistato, che mi consente la miglioria della

guida ad anello chiuso che garantisce maggior controllo nel sistema)”

Riassumendo posso allora secondo voi senza controindicazioni comprare:

1.una ventola che va sempre bene per ciascun motore citato 3kW e da 2kW

2.Un inverter SK 520E 551 340 A che va sempre bene per ciascun motore citato 3kW e da 2kW

Quindi se poi cambio motore con uno da 2,2kW o con uno da 3kW i pezzi sopra comprati sono sempre buoni

grazie tante

per ogni ulteriore dato sono qui!!!

[ppippus]

Ho il seguente problema

Parti da comprare

A.Ventola

F: Ventilazione forzata 1x230V oppure 3x230/400V

B.Motore per applicare forze fino a 500kN nominale

Motore asincrono

Tipo 100L/40 TF F IG

Potenza motore 3 kW

Velocità d'uscita 1415 min-1

Coppia d'uscita 20,2 Nm

Servizio S1

Classe d'isolamento F

Pos. di montaggio Per l'assemblaggio diretto al Riduttore-NORD

Albero d'uscita in accordo con le norme NORD

Protezione: IP 55

Posizione morsettiera 1

Entrata cavi I

Tensione 230-400V, 50Hz

Corrente nominale: (400V) 6,54 A

Mano finale grigio RAL 7031

Opzioni motore F: Ventilazione forzata 1x230V oppure 3x230/400V

IG: Encoder incrementale, 2048 Impulsi/giro, 4..6 V, RS422

TF: 3 Sonde termiche (TF) a termistori

C.Inverter per motore che consente di applicare forze fino a 500kN nominale

NORDAC-Inverter

Tipo SK 520E-551-340-A

Potenza motore nominale: 5,5 kW

Tensione di rete: 3AC 380..480V, -20%/+10%, 47…63Hz

Intensità corrente d'entrata: 17,5 A

Tensione d'uscita: 3 AC 0 - Tensione di rete

Intensità corrente d'uscita: 12,5 A

Frequenza d'uscita: 0 Hz ... 400 Hz

Protezione: IP 20

Temperatura ambiente: 0°C ... +40°C

numero di matricola: 275520550

Dimensioni (L1*B*T in [mm]) 286*98*178 mm

Peso approssimativo 3,1 kg

Dati tecnici: - Quattro famiglia di parametri separati commutabili online

- Controllo vettoriale di coppia sensorless

- Identificazione automatica dei parametri motore

- 5 ingressi digitali, 2 ingressi analogici

- 4 uscite digitali, 1 uscita analogica

- Chopper di frenatura integrato

- Trasmissione seriale RS232 e RS485

- Porta Can Open RJ45

D.Motore per applicare forze fino a 350kN nominale

Motore asincrono

Tipo 100L/4 TF F IG

Potenza motore 2,2 kW

Velocità d'uscita 1440 min-1

Coppia d'uscita 14,6 Nm

Servizio S1

Classe d'isolamento F

Pos. di montaggio Per l'assemblaggio diretto al Riduttore-NORD

Albero d'uscita in accordo con le norme NORD

Protezione: IP 55

Posizione morsettiera 1

Entrata cavi I

Tensione 230/400V, 50Hz

Corrente nominale: (400V) 5,22 A

Mano finale grigio RAL 7031

Opzioni motore F: Ventilazione forzata 1x230V oppure 3x230/400V

IG: Encoder incrementale, 2048 Impulsi/giro, 4..6 V, RS422

TF: 3 Sonde termiche (TF) a termistori

E.Inverter per motore che consente di applicare forze fino a 350kN nominale

NORDAC-Inverter

Tipo SK 520E-401-340-A

Potenza motore nominale: 4 kW

Tensione di rete: 3AC 380..480V, -20%/+10%, 47…63Hz

Intensità corrente d'entrata: 13,3 A

Tensione d'uscita: 3 AC 0 - Tensione di rete

Intensità corrente d'uscita: 9,5 A

Frequenza d'uscita: 0 Hz ... 400 Hz

Protezione: IP 20

Temperatura ambiente: 0°C ... +40°C

numero di matricola: 275520400

Dimensioni (L1*B*T in [mm]) 241*98*178 mm

Peso approssimativo 2,7 kg

Dati tecnici: - Quattro famiglia di parametri separati commutabili online

- Controllo vettoriale di coppia sensorless

- Identificazione automatica dei parametri motore

- 5 ingressi digitali, 2 ingressi analogici

- 4 uscite digitali, 1 uscita analogica

- Chopper di frenatura integrato

- Trasmissione seriale RS232 e RS485

- Porta Can Open RJ45

Parti in mio possesso

Motore e motoriduttore

GETRIEBEBAU NORD

GmbH&coKG

D-22934 borgteheide

No.7/1002306565 00

type: SK 43F-100 L/4

i= 48.56 B5

n1/n2=29 1/MIN

Figura 1 Targhetta motore.

Type SK 100L/4

3-Mot n------------------------

Th.CI.F IP S1

50Hz 230/400 VΔ/Y 60Hz 265/460 VΔ/Y

9,0/5,22 A 2,2kW 9,0/5,22 A 2,55kW

COSφ 0,74 1440 1/min COSφ 0,74 1725 1/min

220-240/380-420 VΔ/Y 440-480 V Y

9,0-9,7/5,2-5,6 A 5,2-5,35 A

PROBLEMA:

* Controllare un martinetto a vite orizzontale che deve applicare forze elevate (oltre 350kN)

Soluzione 1

Attrezzatura

• Motore e motoriduttore in mio possesso (governato ad anello aperto da inverter vettoriale senza retroazione con encoder (sensorless) : leggendo nell’INVERTER le correnti dello statore del motore correggo le velocità del rotore grazie a algoritmi di simulazione del mio motore asincrono??)

• VENTOLA Ventilazione forzata 1x230V oppure 3x230/400V DA APPLICARE AL MIO MOTORE

• Inverter C. per motore che consente di applicare forze fino a 500kN nominale NORDAC-Inverter Tipo SK 520E-551-340-A

Vantaggi:

se il mio motore con il sistema ad anello aperto non mi soddisfa allora tengo la ventola e l’inverter e posso solo comprare o motore da 3kW o quello da 2,2 kW per applicare rispettivamente forze da 500kN o da 350kN

Domade:

• Inverter NORDAC- Tipo SK 520E-551-340-A va bene senza alcuna controindicazione fornendo le stesse prestazioni sia per i motori da 2,2kW (quello che ho già o quello proposto) che per quello da 3kW lavorando ad anello chiuso su encoder(encoder che solo il motore in mio possesso non ha)?

• La ventola va bene senza alcuna controindicazione fornendo le stesse prestazioni, sia per i motori da 2,2kW (quello che ho già o quello proposto) che per quello da 3kW?

• Il controllo ad anello aperto che tipo di problemi dà???crea ritardi, falsa velocità senza che io possa accorgermene? Non garantisce velocità obiettivo? E in che limiti???

Soluzione 2

Attrezzatura

• Motore e motoriduttore in mio possesso (governato ad anello aperto da inverter vettoriale senza retroazione con encoder (sensorless) : leggendo le correnti dello statore correggo velocità rotore grazie a simulazione motore asincrono??)

• VENTOLA Ventilazione forzata 1x230V oppure 3x230/400V DA APPLICARE AL MIO MOTORE

• Inverter E. per motore che consente di applicare forze fino a 350kN nominale NORDAC-Inverter Tipo SK 520E-401-340-A

Vantaggi:

• se il mio motore con il sistema ad anello aperto non mi soddisfa allora tengo la ventola e l’inverter e posso solo comprare motore nuovo da 2,2 kW per applicare forze da 350kN

Domade:

• Inverter NORDAC- Tipo SK 520E-401-340-A va bene senza alcuna controindicazione fornendo le stesse prestazioni sia per i motori da 2,2kW quello che ho già funzionando ad anello aperto che per il motore D. da 2,2kW nuovo lavorando ad anello chiuso su encoder(encoder che solo il motore in mio possesso non ha)?

• La ventola va bene senza alcuna controindicazione fornendo le stesse prestazioni per i motori da 2,2kW (quello che ho già o quello proposto)?