[Slash 0]

Добрый день.

Какое железо нужно, чтобы повернуть вал асинхронного электродвигателя (трехфазный 370 Вт) на 1 оборот?

1. Попасть нужно в ту же позицию +/- 1 градус. 
2. Чтобы ошибка не накапливалась, т.е. через 10 тыс оборотов было +/- 1 градус.
3. Не зависеть от нагрузки на валу (в разумных пределах конечно, в пределах возможности двигателя).
4. Можно было установить и менять ускорение разгона и торможения (независимо) и скорость вращения.

Так понимаю, для это нужен частотный преобразователь. Какими функциями он должен обладать, чтобы это все можно было решить?

Нужен энкодер я так понимаю, чтобы частотник знал в какой сейчас позиции двигатель?

Управлять частотником предполагается через Raspberry Pi, по интерфейсу, который есть в частотнике (пусть rs-485). но это не принципиально.

 

[alexvu 5]

Асинхронный двигатель непригоден для точного удержания позиции, забудьте.

[EdgeAligned 53]

В поставленных условиях задача нерешаема. Выберите другие условия. Синхронный BLDC-мотор например. Такие стоят на всех электросамокатах. Не уверен насчет ±1° с BLDC. В этом случае шаговый мотор подойдет, у него шаг 1,8° без накопления ошибки. 

Однако, вы не назвали макс.скорость вращения, момент на валу, напряжение питания.

[Slash 0]

3 hours ago, alexvu said:

Асинхронный двигатель непригоден для точного удержания позиции, забудьте.

Удерживать мне не нужно, в покое на вал нет нагрузки.

2 hours ago, EdgeAligned said:

В поставленных условиях задача нерешаема. Выберите другие условия. Синхронный BLDC-мотор например. Такие стоят на всех электросамокатах. Не уверен насчет ±1° с BLDC. В этом случае шаговый мотор подойдет, у него шаг 1,8° без накопления ошибки. 

Однако, вы не назвали макс.скорость вращения, момент на валу, напряжение питания.

Макс скорость вращения вала - 5 об/секунду. Скорее всего будет редуктор. Пусть мотор 3000 об/мин. Редуктор 1:10. 

Питание - 220 В / 1 фаза.

Про момент точно не скажу, но в текущей реализации двигатель справляется. Если будет не хватать, можно взять двигатель мощнее. 

А если ухудшить точность позиционирования до +/- 3 градусов?

 

[alexvu 5]

Про редуктор - это совсем не то, что Вы сначала написали:

В 16.04.2023 в 16:58, Slash сказал:

повернуть вал асинхронного электродвигателя (трехфазный 370 Вт) на 1 оборот?

1. Попасть нужно в ту же позицию +/- 1 градус. 

Но все равно, чтобы с таким мотором попасть в 1 градус, надо начинать заранее тормозить двигатель с точным учетом инерции нагрузки. Если инерция и нагрузка точно постоянна или заранее известна ее функция от скорости, угла поворота, температуры и т.д., то еще можно попытаться, но такое редко бывает.

Больше похоже на область для шагового двигателя, да и вообще, возможно, Ваша задача решается как-то по-другому.

[byRAM 24]

Если есть редуктор, то всё куда проще.

[EdgeAligned 53]

5 часов назад, Slash сказал:

Макс скорость вращения вала - 5 об/секунду.

Под эту скорость хорошо подходит шаговый мотор. Но вы не знаете вращающий момент на валу. 

 

5 часов назад, Slash сказал:

Пусть мотор 3000 об/мин. Редуктор 1:10. 

С редуктором 1:10 конечно требования к точности упрощаются. Однако, у редукторов есть люфты, которые могут быть как раз примерно в этом диапазоне.

В принципе, если на асинхронный мотор с частотником поставить угловой энкодер, то можно отслеживать скорость вращения и положение, и плюс-минус корректировать мотор. Но это касается режима вращения. А вот остановить его с точностью ±10° (учитывая редуктор) будет непросто из-за зависимости от нагрузки. Придется на медленной скорости потихоньку "подъезжать" к точке, ориентируясь на энкодер угла на моторе.

PMSM-моторы, как синхронные, особенно с угловым энкодером, в принципе неплохо управляются по положению ротора. Возможно, подойдет именно этот вариант.
С асинхронным же в принципе невозможно получить без накопления ошибки позиционирование, поскольку асинхронный всегда проскальзывает, причем скольжение зависит от нагрузки. Синхронный PMSM проскальзывать не будет.

В общем, пока что, если не менять асинхронный мотор, то нужен будет энкодер угла. Надо пробовать. С учетом редуктора, думаю ±10° можно попробовать. 

Изменено 17 апреля, 2023 пользователем EdgeAligned

[tonyk_av 31]

12 hours ago, Slash said:

• Попасть нужно в ту же позицию +/- 1 градус. 
• Чтобы ошибка не накапливалась, т.е. через 10 тыс оборотов было +/- 1 градус.
• Не зависеть от нагрузки на валу (в разумных пределах конечно, в пределах возможности двигателя).
• Можно было установить и менять ускорение разгона и торможения (независимо) и скорость вращения.

Такое проще всего решать шаговым двигателем с редуктором. Возможно, что энкодер не понадобится, а будет достаточно какой-нибудь метки "нуля".

[Слесарь 9]

В 16.04.2023 в 16:58, Slash сказал:

Добрый день.

Какое железо нужно, чтобы повернуть вал асинхронного электродвигателя (трехфазный 370 Вт) на 1 оборот?

1. Попасть нужно в ту же позицию +/- 1 градус. 

тему не читал. нужен типовой двигатель переменного тока с постоянными магнитами от станка ЧПУ с его штатным энкодером и сервоусилителем. я предпочитаю Fanuc или Siemens

[dOb 8]

8 минут назад, Слесарь сказал:

нужен типовой двигатель переменного тока с постоянными магнитами от станка ЧПУ с его штатным энкодером и сервоприводом. я предпочитаю Fanuc или Siemens

Проблема в том, что они под санкциями.

Что вы можете предложить из выпускаемых в России.

З.Ы. Но нас не устраивает точность 1 градус. нужно как минимум десятки угловых секунд и стабильность угловой скорости тоже важна.

[Vasily_ 45]

5 минут назад, dOb сказал:

Что вы можете предложить из выпускаемых в России.

Он вам ничего не предложит.

7 минут назад, dOb сказал:

Проблема в том, что они под санкциями.

Акей гугла не знает где искать ? У вас полно контор, спросите у них: https://drives.ru/stati/servodvigateli-princip-raboty/

[Слесарь 9]

В 17.04.2023 в 09:29, dOb сказал:

Проблема в том, что они под санкциями.

Что вы можете предложить из выпускаемых в России.

З.Ы. Но нас не устраивает точность 1 градус. нужно как минимум десятки угловых секунд и стабильность угловой скорости тоже важна.

Забудьте. Из самого крутого отечественного были CNC БалтСистемс, хотя конечно они отстой в сравнении с фирменным, но из тех что видел, они так же используют фирменные сервоусилители.

 

 

 

 

https://bsystem.ru/product/catid/283/eid/90/sa-ha

[Слесарь 9]

А зачем нужна точность на валу двигателя? В типовых системах с высокой точностью поворота ставят редуктор, один штатный энкодер на синхронном электродвигателе переменного тока, а другой энкодер с более высоким разрешением на исполнительном механизме.

[Слесарь 9]

В 16.04.2023 в 16:58, Slash сказал:

 

1. Попасть нужно в ту же позицию +/- 1 градус. 
2. Чтобы ошибка не накапливалась, т.е. через 10 тыс оборотов было +/- 1 градус.
3. Не зависеть от нагрузки на валу (в разумных пределах конечно, в пределах возможности двигателя).
4. Можно было установить и менять ускорение разгона и торможения (независимо) и скорость вращения.

 

Из моей практики, двигатели синхронные с постоянными магнитами, сервоусилитель постоянно выдает некоторый межфазный ток, вектор тока, магнитное поле удерживает ротор электромотора в заданном положении. По мере управления вектором тока и магнитного поля соответственно, ротор электромотора изменяет угол поворота с достаточно высокой точностью, думаю выше чем 1 гр., по крайней мере типовой энкодер такого электромотора около 2000 импульсов на оборот, то есть разрешение при повороте ротора менее 1 гр.. То есть, шаг поворота ротора электромотора будет равен 360 гр. разделить на число импульсов штатного энкодера. сервоусилитель управляет вектором тока и магнитного поля соответственно, относительно данных энкодера. то есть, магнитное поле статора электромотора всегда имеет такой вектор, чтоб удерживать заданное число от энкодера.

[jcxz 184]

53 минуты назад, Слесарь сказал:

один штатный энкодер на синхронном электродвигателе переменного тока, а другой энкодер

На энкодерах свет клином не сошёлся.