Nyt on CNC-foorumin tukeminen helppoa!
Maksu onnistuu PayPalin kautta myös kortilla
Konemies kiittää

DIY AC-Servo ajuri...

Aloittaja jyrki.j.koivisto, 23.10.10 - klo:17:53

« edellinen - seuraava »

0 Jäsenet ja 1 Vieras katselee tätä aihetta.

jyrki.j.koivisto

Sain tuollaisen älymölö idean rakentaa kotikutoisen AC-Servo ajurin, aika huonosti taitaa noita projekteja olla netissä mistä kattoa mallia?

Tarkoituksena olisi pyöritellä Panasonicin  MSM022A2UE servoja (92v, 1.6A, 200W) step/dir ohjauksella EMC:n kautta.

Prossuna aattelin käyttää Microchipin DSPIC30F4012:ta, koska siinä on kätevästi 6 moottori PWM:ää ja QEI enkooderille. Tehoasteena ajattelin käyttää Eupec:in BSM15GD120DN2 IGBT palikkaa harvesteroituna ABB:n acs600 taajuusmuuttajista. Muutenkin ajattelin kopioida tuon tehoasteen kytkennät niistä...

eemeli

Hep.

Ite koittanut myös katsella oliskos mitään puuhaa itse-versioita mutta vähemmän mitään järkevää tullut vastaan.

AC-servojahan ainakin joitakin kait voi pyöritellä taajarilla? Sellaista karakäyttöön itselle miettinyt.

-eemeli-
*tekemällä virheitä oppii tekemään parempia virheitä*

jyrki.j.koivisto

#2
Kyllähän se servo pyörii taajuusmuuttajallakin (http://www.anvianet.fi/dzy/AC-Servo.wmv), mutta jos aikoo käyttää sitä paikoitukseen niin tulee ongelmia. Näitä taajuusmuuttajia mitä voi käyttää paikoitukseen on kyllä olemassa mutta kuvittelisin niiden olevan vähän hitaammille vauhdeille eikä niin kovin tarkalle ajolle tarkoitettuja.

Sisäinen moottorimalli mitä oikeissa servo ajureissa käytetään laskennassa saattaa erota myös normi oikosulkumoottorista, en ole kyllä tähän seikkaan vielä ehtinyt kovin paneutua. Olen saanut päähäni sellaisen harhakäsityksen(kö?) että tuon moottorin ajon lähtökohtana olisi siirros askelmoottoreiden tapaan seuraavaan asemaan enkooderin ohjaamana, kun taas normi taajuusmuuttajissa pelataan erilaisilla nopeus vektoreilla... pitänee kaivaa jokin tutkielma netin syövereistä. En mielellään sotkisi EMC:tä servo looppiin vaan antaisin sen tuon ajurin huoleksi, EMC vain pukkaisi askelluksia pihalle.

Laitetaans linkki röpellyksiin, pitäs kait tehä ensin vaatimustenmäärittely, mutta mitäs turhia, katotaan vaa tuleeko tästä(kään) mitään...
http://www.anvianet.fi/dzy/AC-Servo.rar

Kremmen

Lainaus käyttäjältä: jyrki.j.koivisto - 23.10.10 - klo:22:03
Kyllähän se servo pyörii taajuusmuuttajallakin (), mutta jos aikoo käyttää sitä paikoitukseen niin tulee ongelmia. Näitä taajuusmuuttajia mitä voi käyttää paikoitukseen on kyllä olemassa mutta kuvittelisin niiden olevan vähän hitaammille vauhdeille eikä niin kovin tarkalle ajolle tarkoitettuja.

Sisäinen moottorimalli mitä oikeissa servo ajureissa käytetään laskennassa saattaa erota myös normi oikosulkumoottorista, en ole kyllä tähän seikkaan vielä ehtinyt kovin paneutua. Olen saanut päähäni sellaisen harhakäsityksen(kö?) että tuon moottorin ajon lähtökohtana olisi siirros askelmoottoreiden tapaan seuraavaan asemaan enkooderin ohjaamana, kun taas normi taajuusmuuttajissa pelataan erilaisilla nopeus vektoreilla... pitänee kaivaa jokin tutkielma netin syövereistä. En mielellään sotkisi EMC:tä servo looppiin vaan antaisin sen tuon ajurin huoleksi, EMC vain pukkaisi askelluksia pihalle.

Laitetaans linkki röpellyksiin, pitäs kait tehä ensin vaatimustenmäärittely, mutta mitäs turhia, katotaan vaa tuleeko tästä(kään) mitään...
http://www.anvianet.fi/dzy/AC-Servo.rar
Harvoinpa aidoissa servokäytöissä oikosulkumoottoreita käytetään, itse en ainakaan ole törmännyt ikinä (joskaan se ei todista mitään). Kun toi momentti syntyy häkkikäämiin jättämän indusoimana niin moottorin ohjaaminen on vähän kuin kuminauhalla työntämistä. Kyllä senkin voi varmaan tehdä mutta mitään erityisen hääviä dynamiikkaa tuskin kannattaa odottaa.
Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

jyrki.j.koivisto

Lainaus käyttäjältä: Kremmen - 23.10.10 - klo:23:07
Harvoinpa aidoissa servokäytöissä oikosulkumoottoreita käytetään, itse en ainakaan ole törmännyt ikinä (joskaan se ei todista mitään). Kun toi momentti syntyy häkkikäämiin jättämän indusoimana niin moottorin ohjaaminen on vähän kuin kuminauhalla työntämistä. Kyllä senkin voi varmaan tehdä mutta mitään erityisen hääviä dynamiikkaa tuskin kannattaa odottaa.
Tarkoitus oli juurikin päinvastainen eli ajaa oikee servomoottoria (PMSM) taajuusmuuttajalla

Kremmen

Lainaus käyttäjältä: jyrki.j.koivisto - 23.10.10 - klo:23:51
Tarkoitus oli juurikin päinvastainen eli ajaa oikee servomoottoria (PMSM) taajuusmuuttajalla
Niin joo sillä vaan kommentoin kun jossain lauseessa oli siitä tavallisesta oikosulkukoneesta.
Enpä äkkiä keksi miksei kestomagneettikone pyörisi taajuusmuuttajalla. Servokäyttöä ajatellen tavallisessa muuttajassa ei ole sitä pyörimisnopeuden takaisinkytkentää, mutta siihenhän sinulla oli se kontrolleri tulossa. Muuttajasta pitää sitten saada kaikki mahdolliset sisäiset ohjearvointegraattorit ja mitä siellä nyt ehkä onkaan, pois käytöstä, muuten dynamiikka on taas persiillään. Ja mitenkähän tuossa akselin momentin oloarvon mittaus hoituu, olisko muuttajasta saatavissa reaaliaikainen vääntömomentti- tai virtatieto ulos?
Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

jyrki.j.koivisto

Tarkoituksena ei ole näin alustavasti ainakaan käyttää noita ABB:n taajareita muina kuin elintenluovuttajina, ryövään niistä tehokomponentit elikkäs IGBT 3-vaihe sillat ja niiden ajurit. Saattaa olla että ohjaan nuita IGBT:tä jollain paremmalla/helpommalla kytkennällä (jos nyt ikään sinne asti pääsen...) Voisihan sitä tosin myydä nuo 5 kappaletta ABB:n ACS600 taajareita ja ostaa ebaystä Panasonicin tälle motille tehdyt servo ajurit, mutta...

Eli koko systeemi koostuisi DSPIC:istä, IGBT teho moduulista, 2 hall virtasensorista noin suurinpiirtein... Tarkoitus olisi tehdä näitä 3 kappaletta ja niillä olisi yksi yhteinen tasavirtalähde 3-vaihe yhteiskuristimista, 3-vaihe diodisillasta ja kahdesta 3300uf(430v) kondensaattorista

Kremmen

Lainaus käyttäjältä: jyrki.j.koivisto - 24.10.10 - klo:00:58
Tarkoituksena ei ole näin alustavasti ainakaan käyttää noita ABB:n taajareita muina kuin elintenluovuttajina, ryövään niistä tehokomponentit elikkäs IGBT 3-vaihe sillat ja niiden ajurit. Saattaa olla että ohjaan nuita IGBT:tä jollain paremmalla/helpommalla kytkennällä (jos nyt ikään sinne asti pääsen...) Voisihan sitä tosin myydä nuo 5 kappaletta ABB:n ACS600 taajareita ja ostaa ebaystä Panasonicin tälle motille tehdyt servo ajurit, mutta...

Eli koko systeemi koostuisi DSPIC:istä, IGBT teho moduulista, 2 hall virtasensorista noin suurinpiirtein... Tarkoitus olisi tehdä näitä 3 kappaletta ja niillä olisi yksi yhteinen tasavirtalähde 3-vaihe yhteiskuristimista, 3-vaihe diodisillasta ja kahdesta 3300uf(430v) kondensaattorista
Tuossahan noita komponentteja alkaisi olemaan. Haastavin on kuitenkin PWM-modulaattori ja servo-ohjaus ohjelmallisesti toteutettuna. Siinä mielessä Panan valmiit servo-ohjaimet olisi varma veto. Toisaalta jos tuo projekti onnistuu niin kyllä siitä saa laittaa aika ison sulan hattuunsa. Voi vaan ajoittain tulla hiki sitä työstäessä :)
Nothing sings like a kilovolt
Dr W. Bishop

awallin

#8
kokeilin tuollaista pari vuotta sitten:
http://www.anderswallin.net/2006/06/first-steps-with-brushless-servodrive-microchip-dspic-irf-irams/

pääsin kyllä pyörittämään moottoria EMC:n avulla mutta en ehtinyt/jaksanut loppuun asti tehdä ohjainta valmiiksi.
Virran mittaus ja ylivirta suojaus eivät ole mitenkään helppoja tehdä jos ne pitää toimia nopeasti ja luotettavasti.

Jos joku on kiinnostunut niin voin myydä halvalla ne IRF IRAMS tehoasteet mitä minulla on jäljellä (muistaakseni 6A, 10A ja 16A versioita, 1-2kpl/malli ehkä? pitää tarkistaa miljoonalaatikosta jos joku on kiinnostunut).
EDIT: kuvat tuolla: http://picasaweb.google.com/anders.e.e.wallin/IRAMSIRAMXPowerStages#
jäljellä on siis 4kpl IRAMS10UP60B (joista 2kpl levyissä kiinni) ja 1kpl IRAMX16UP60A. Oisko 20euroa ok? Helsingistä kumpulasta voi hakea tai voin postittaa.

Softassa 'BLDC' tyylinen 6-askelinen kommutointi hall-antureiden perusteella on aika helppo saada aikaan. 3-vaiheinen sini-kommutointi perustuen enkooderisignaaliin on haastavampi.

EMC2:n kanssa voi ottaa myös täysin vastakkaisen suunnittelulähtökohdan: PWM-generointi ja kommutointi hoidetaan FPGA-kortilla, PID-looppi real-time:ssä. Tällöin tarvitaan vain ulkoinen tehoaste (mielellään varmaan opto-eristetty). Kaikki logiikka on joko fpga:lla tai HAL:ssa. Tästä on ollut lähiaikoina keskustelua emc-listoilla, joku englannissa on kokeillut/kehittänyt, ja mukana auttamassa on ollut myös mesa-kortteja tekevän firman kaveri.
manuaaleissa on jo jotain:
http://www.linuxcnc.org/docs/devel/html/man/man9/bldc_hall3.9.html
ja
http://www.linuxcnc.org/docs/devel/html/man/man9/bldc_sine.9.html

mitään taloudellista järkeä näissä projekteissahan ei ole :) jos/kun bonmet:lta, granitedevices:ltä jne saa ajureita n. 200eurolla.... mutta kuitenkin hauskaa ymmärtää/suunnitella/rakentaa itse jotain!

AW

jyrki.j.koivisto

#9
Tuota wallinin työtä tuli aikanaan seurattua hyvinkin tarkkaan!

Lähtökohtana pidän nyt ainakin toistaiseksi sitä että tuo ohjain hoitaa kaiken realiaikalaskennan, kun tuli aikanaan luettua sulautettujen järjestelmien kaikki ammattiopinnot ja suuntaavat läpi, mutta homma tökki sitten atomifysiikassa... Tuo analogiapuoli on myös "hieman" vieraampaa kuin tuo digitaaliosuus ja pikkuprossut

Virranmittauksen ja ylivirtasuojan ajattelin tehdä Allegron ACS710 hall sensorilla http://www.allegromicro.com/en/Products/Part_Numbers/0710/index.asp, siinä on kätevästi /FAULT ulostulo ja dspic:issä on taas kätevästi moottori pwm:ssä /flta sissänmeno, noiden yhdessä toiminnan nopeuksia en ole vielä tutkaillut

Tuohon pulssitaajuusajoon on valmiit ratkaisut Microchipillä ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01017A.pdf ja tuohon kun vielä lisää vektoriajon matikat päälle niin oltais jo loppusuoralla...  ;D (en kyllä usko itekkää...)

awallin

Lainaus käyttäjältä: jyrki.j.koivisto - 24.10.10 - klo:14:12
Tuohon pulssitaajuusajoon on valmiit ratkaisut Microchipillä ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/01017A.pdf ja tuohon kun vielä lisää vektoriajon matikat päälle niin oltais jo loppusuoralla...  ;D (en kyllä usko itekkää...)

jep olen samaa mieltä että analogiapuoli on se haasteellinen, digipuoli/ohjelmointi pitäisi onnistua. Vektoriajo ei sinänsä ole hankalaa servo-ohjaimessa, pitää 'vain' tietää missä asennossa roottori on. Hall-antureiden perusteella saa ne 6kpl eri asentoa helposti, mutta näiden synkkaus tarkempaan enkooderisignaaliin on hankalampaa. Omassa ohjelmassa käytin myös microchipin application-note koodia pohjalla (sini-taulukko jne)
Taajuusmuuttajassa/induktiomoottorilla homma on vaikeampaa kun vaihe-jännitteistä pitää 'arvata' missä asennossa roottori on (clarke-transform tms. http://en.wikipedia.org/wiki/Alpha_beta_transformation)

laitoin vanhat tehoasteeni tavarapörssiin: http://www.cnc-tekniikka.com/CNC-forum1/index.php?topic=1591.0

jyrki.j.koivisto

Näissä Panasonicin servoissa on 2500cpr quadrature kiekko persuuksissa jota aion lukea DSPIC:in QEI-moduulilla, jolloin saadaan 10000 pistettä per kierros, enemmän kuin tarpeeksi. Maksimissaan 3000rpm:llä tämä tekee ((3000/60)*2500*4) pulssia per sekunti elikkäs 500000Hz mistä dspic:in moduuli selviää. Noita appnoteseja joutuu hieman soveltamaan. Motorolalla/Freescalella on myös läpysköitä huru mycket asian tiimoilta. Nyt on tuo paikoitus PID:in säätöluuppi vielä hakusessa, että miten se oikein toimii

Peruna

Lainaus käyttäjältä: jyrki.j.koivisto - 24.10.10 - klo:00:58
Tarkoituksena ei ole näin alustavasti ainakaan käyttää noita ABB:n taajareita muina kuin elintenluovuttajina, ryövään niistä tehokomponentit elikkäs IGBT 3-vaihe sillat ja niiden ajurit. Saattaa olla että ohjaan nuita IGBT:tä jollain paremmalla/helpommalla kytkennällä (jos nyt ikään sinne asti pääsen...) Voisihan sitä tosin myydä nuo 5 kappaletta ABB:n ACS600 taajareita ja ostaa ebaystä Panasonicin tälle motille tehdyt servo ajurit, mutta...

Eli koko systeemi koostuisi DSPIC:istä, IGBT teho moduulista, 2 hall virtasensorista noin suurinpiirtein... Tarkoitus olisi tehdä näitä 3 kappaletta ja niillä olisi yksi yhteinen tasavirtalähde 3-vaihe yhteiskuristimista, 3-vaihe diodisillasta ja kahdesta 3300uf(430v) kondensaattorista

Et kai vaan toimivia taajuusmuuttajia meinaa purkaa?
Tuo ACS600 on vissiin paremman pään tamujakin, DTC-säätö ynnä muita hienouksia. Kyll ne kannattaa myydä ja ostaa niitä servo-ohjaimia varten sopivia komponentteja kaupasta. Tommosen 200W tehoasteen osien ei pitäisi montaa kymppiä maksaa uutenakaan.

jyrki.j.koivisto

#13
Lainaus käyttäjältä: Peruna - 24.10.10 - klo:22:10
Et kai vaan toimivia taajuusmuuttajia meinaa purkaa?
Tuo ACS600 on vissiin paremman pään tamujakin, DTC-säätö ynnä muita hienouksia. Kyll ne kannattaa myydä ja ostaa niitä servo-ohjaimia varten sopivia komponentteja kaupasta. Tommosen 200W tehoasteen osien ei pitäisi montaa kymppiä maksaa uutenakaan.
Juu tarkotus olis purkaa loputkin noista taajareista. Alkujaan niitä oli trukkilavallinen...  ;D oikeesti... Ei uskalla noita laittaa etiäpäin, ovat olleet vähän rajussa ilmastossa käytössä ja sisästen kytkentöjen liitokset jonkin verran haperoita. Kortit on kyllä hyvin lakattuja mutta pitäs noi johdotukset kattoo uusiksi jos aikos vielä käyttää. Kaverille lahjotin muutamia, mutta katoin että ne yksilöt oli priimakunnossa. Pelkkä tuollainen 3-vaihe IGBT-silta palikka kustantaa kuitenkin piensarjana jotain 80-100€, mutta noi on reilusti yliampuvia tähän tarkotukseen.

EBaystä sais näköjään vielä http://cgi.ebay.ph/LOT-5PCS-BSM15GD120DN2-BSM15GD120DN2E3224-EUPEC-NEW-/320580014450, kehtaa myydä käytettyä tosin uutena, pinnit on katkottu, eikä edes kaikkia samalle tasolle

jyrki.j.koivisto

Nyt on jonkin verran tullu imeskeltyä tietoa tältä saralta ja suunnitelmat on jonkin verran hahmottuneet etiäpäin...  :D tai taaksepäin...  :P

Nyt kun vielä odottelen noiden dspic:ien saapumista niin saattaa käydä että vaihdan tuon DSPIC30F4012:sen useampi pinniseen versioon tai saatan vaihtaa jopa eri valmistajalle... tuo on nyt vielä auki.

Virranmittaukseen käytän Allegron ACS710 hall virta-anturia (kunhan nämäkin saapuisi jenkkilästä) kuten olin alusta saakka suunnitellut, mutta tuo IGBT tehoastepuoli on vielä hivenen auki. Nyt kun sain käsiini Wallinin IRAMS:it niin alkoi nuo alussa aikomani BSM15GD120DN2 IGBT palikat näyttämään fyysiseltä kooltaan turhan isoilta...  :-X Nyt on aikomuksena käyttää uusia Semikronin SK 8BGD065E palikoita ja säästää nuo ACS600:set...
https://www.elfaelektroniikka.fi/elfa3~fi_en/elfa/init.do?item=71-002-67&toc=19368 Samalla luovuin ajatuksesta käyttää noita kolmea samasta virtalähteestä, joten nyt jokainen huolehtisi omista jännitteistä, kun tuossa Semikronin palikassa on sopivasti diodisilta ympättynä mukaan. IGBT palikan ylempiä hiloja varten joutuu muutenkin rakentamaan omat kelluvat jännitelähteet, (ei bootstrappingia kuten noissa IRAMS:eissa) +-15v kolme eri kappaletta, jätän nämä vakavoimatta mutta käytän takaisinkytkentään neljättä +-15voltin jännitettä (alempien IGBT:den hiloille ja +5voltin käyttöjännitteelle) Onpahan sitten galvaanisesti erotettu tuo välivirtapiiri, vielä kun ajaa noita hiloja optoerotetulla TLP250 ajurin avulla kuten ABB:n taajareissa tai sitten jollain paremmalla vaihtoehdolla. Muuntajan käämin EFD 30 rungolle https://www.elfaelektroniikka.fi/elfa3~fi_en/elfa/init.do?item=58-653-94&toc=20250 hatusta vedetty koko, ei laskettu... Vaconin taajuusmuuttajissa käytetään tätä systeemiä, tosin hiloja ajetaan erilliskomponenteista kyhätyllä ajurilla. Tuota TLP250:stä en ole löytänyt missään myytävän, mutta koitan kattella vaihtoehdon, yhden jo löysinkin mutta en pannut osanumeroa talteen joten etitään uudestaan..  :)

Koko systeemi yksinkertaistuisi jos käyttäisi noita Wallinin IRAMS:eja, mutta jostain syystä tämänkin pitää koittaa vääntää vaikeamman kautta. Suurin hankaluus käyttää tuollaista "tyhmää" IGBT palikkaa tulee juurikin tuosta IGBT:n hilan (gate) ajurista, joka näissä IRAMS:eissa on sisäänrakennettuna.

Itse tuohon prossun koodiin en ole sen kummemmin vielä syventynyt, kunhan vain olen katsonut että prossussa riittää ominaisuuksia tuohon työhön mitä siltä vaaditaan, elikkäs pitää olla riittävä määrä AD-muuntimen sisääntuloja ja rautatasolla toteutettu 3-vaihe pulssitaajuusajo sekä myös rautatasolla toteutettu enkooderin luku (QEI-moduuli dspic:issä).

Tuossa 4012:ssa saattaa tökkiä tässä AD-muunnin kohtaa koska osa pinneistä on multipleksoitu muihinkin käyttötarkoituksiin ja näitä muitakin pinnejä tarvis... Virranmittaus tulee kahdella ACS710 piirillä per ajuri ja kolmas vaihe lasketaan ja tämän lisäksi vielä ainakin välivirtapiirinjännite tulee mitata, eli ainakin 3 kanavaa tarvii.

Piirilevy on sitten tarkoitus teetättää kiinassa jossain näistä miljoonista pajoista tai miksei ehkäpä Suomessakin jos joku tekee tarpeeksi halvalla... :-\

Powered by EzPortal
SMF spam blocked by CleanTalk