Архив / 2003 / №1(21) / Рынок

Российский ЦИФРОВОЙ АСИНХРОННЫЙ СЕРВОПРИВОД

(станки, лифты, системы ориентации и позиционирования)

ВНТЦ «ПриводнаяТехника» разработана и подготовлена к производству векторная система регулирования, на основе которой могут строиться асинхронные электроприводы повышенной точности. Система позволяет получать высокую динамическую и статическую точность поддержания скорости. Диапазон регулирования электропривода может достигать 10 000, а полоса пропускания — 200 Гц и выше.
В настоящее время НТЦ «Приводная Техника» и СП «ГАМЕМ» на основе данной системы готовят к производству серию электроприводов мощностью от 3 до 55кВт.
Основные характеристики системы были проверены на приводах мощностью 3 кВт из первой опытной партии.

Характеристики привода

Динамика привода

Ниже (рис. 1, 2) приведены осцил лограммы, позволяющие оценить дина мические свойства привода. При снятии этих осциллограмм привод был настроен на максимальный перегрузочный момент, в 2,5 раза превосходящий номинальный момент двигателя.

Рис. 1. Переходный процесс реверса двигателя на половине от номинальной скорости (750 об/мин.)
Рис. 1. Переходный процесс реверса двигателя на половине от номинальной скорости (750 об/мин.)
Рис. 2. Переходный процесс реверса двигателя на номинальной скорости (1500 об/мин.)
Рис. 2. Переходный процесс реверса двигателя на номинальной скорости (1500 об/мин.)
Рис. 3. Осциллограмма испытаний при отработке номинальной скорости
Рис. 3. Осциллограмма испытаний при отработке номинальной скорости
Рис. 4. Отработка скачка задания угла в 10° (в режиме слежения за положением)
Рис. 4. Отработка скачка задания угла в 10° (в режиме слежения за положением)
Рис. 5. Ориентация вала в точке 0° (в режиме слежения за положением)
Рис. 5. Ориентация вала в точке 0° (в режиме слежения за положением)
Рис. 6. Реверс двигателя на номинальной скорости с максимальной плавностью движения
Рис. 6. Реверс двигателя на номинальной скорости с максимальной плавностью движения

Диапазон регулирования

На рис. 3 приведена осциллограмма, полученная в процессе испытаний при отработке номинальной скорости (1500 об/мин.), из которой следует, что неравномерность скорости вращения на номинальной скорости составляет примерно 0,05%.

Функциональные возможности

Задание скорости, положения или момента
Возможны следующие варианты задания:

— задание по аналоговому входу (±10В);
— цифровое задание по RS 485 (открытый протокол).

В следующей модификации системы будет предусмотрено импульсное задание.

Двухзонное регулирование скорости
В приводе предусмотрено двухзонное регулирование скорости (зона постоянства момента и зона постоянства мощности). В зоне постоянства мощнос ти регулирование осуществляется с ослаблением поля.

Режим ограничения момента
Ограничение момента может осу ществляться с помощью внешнего анало гового сигнала или по команде через последовательный порт.

Режим нулевой скорости
Привод реализует режим нулевой скорости с жестким валом и максималь ным моментом.

Режим ориентации
Осуществляется двумя способами:

— по датчику на валу двигателя;
— по датчику шпинделя с участием датчика на валу двигателя.

Привод осуществляет ориентацию ва ла и жестко фиксирует его положение. Точность ориентирования зависит от типа применяемого датчика. Например, при использовании в качестве датчика ско рости и положения фотоимпульсного дат чика на валу двигателя с числом импуль сов на оборот 40960, точность ориентиро вания составляет примерно 2 угловые минуты.

Режим переключения механической передачи
Реализуется в двух вариантах:

— переход на ползучую скорость с ограничением момента;
— реверсы на ползучей скорости с ограничением момента.

Все параметры данных режимов настраиваются.

Режим позиционирования
Можно задать позицию рабочего органа через угол поворота вала двигателя. При этом угол поворота вала может быть больше 360°. Привод автоматически отработает заданный угол и жестко зафиксируется в заданной точке. Осциллограмма на рис. 4 иллюстрирует процесс отработки скачка задания угла в 10° в режиме слежения за положением. Осцил лограмма на рис. 5 иллюстрирует процесс ориентации вала в точке 0°, в режиме слежения за положением.

Режим формирования циклограмм
Привод позволяет пользователю формировать подпрограммы циклограмм и выполнять их по внешней команде.

Линейные и S образные характерис тики разгона/торможения
Привод позволяет пользователю настраивать характеристики разгона/тор можения. На рис. 6 приведена осциллог рамма реверса двигателя на номинальной скорости с максимальной плавностью движения по S образной характеристике разгона/торможения.

Двигатель и датчик

В приводе могут применяться различ ные типы двигателей и фотоимпульсных датчиков. Например, все вышеназ ванные характеристики были получе ны на обычном серийном обще промышленном двигателе типа АИР100S4У3, на вал которого был установлен фотоимпульсный датчик типа ЛИР 158А. Применение двигателя и датчика более высокого качества только улучшит характеристики привода.

Для настройки на конкретный двигатель в системе предусмотрен режим автоопределения параметров двигателя. В этом режиме система автоматически тестирует двигатель и настраивается на его параметры.

В следующей модификации системы, наряду с фото импульсным, предусмат ривается применение и синус косинусного датчика. При этом вращение привода на малых оборотах станет равномернее, расширится диапазон регулирования.

Элементная база
Система регулирования спроектиро вана на сигнальном процессоре фирмы ANALOG DEVICES, а силовой блок — на силовых IGBT модулях фирмы MITSUBISHI ELECTRIC.

В настоящее время налажено производ ство опытных партий электроприводов данной модели. Серийный выпуск пла нируется начать в 2002 году. На этапе перехода от опытных образцов к серийному производству проектировщики и произ водители заинтересованы в контактах с потенциальными потребителями с целью наиболее полного учета их потребностей.

НТЦ «Приводная техника»
Тел. (095) 786 21 00, 956 75 25
Факс (095) 786 21 01, 786 21 03
E-mail: info@privod.ru; www.privod.ru
107005, Москва,
Посланников пер., д. 9, стр. 1