Перейти к содержанию
  • Привет. Кажется, ты используешь AdBlock. Наш форум развивается и существует за счет доходов от рекламы. Добавь нас в исключения =) КАК ДОБАВИТЬ?
PavelK

Юстировка оптического энкодера на валу синхронного серво двигателя

Рекомендуемые сообщения

Нужно было обслужить синхронный серводвигатель и пришлось снимать энкодер =(.

Вообще делать этого без крайней необходимости я бы не рекомендовал, так как его положение на валу двигателя очень важно
- он должен в том числе определять переход фаз (точнее, где когда какие полюса на роторе), если двигатель без своих датчиков хола (на китайских сервах они большая редкость), иначе драйвер будет неправильно подавать напряжение на фазы и, как минимум, крутящий момент сильно уменьшится.

Точнее сказать, энкодер сам не определяет когда идёт переход фазы, а просто выдаёт сигналы  в зависимости от того, где у него нанесены метки на оптический диск (аналогично основным сигналам PA PB).
Нам важно, что бы эти метки совпадали с физическим положением полюсов, для этого и нужна юстировка энкодера.

Кстати, для гибрида обычного шагового двигателя с энкодером это делать не нужно, т.к. там и так понятно драйверу когда в каком положении ротор! 

Есть несколько часто встречающихся вариантов определения энкодером перехода фазы через 0:

  • Выводы PU+, PV+, PW+ (кстати, некоторым драйверам так же требуется, что бы порядок фаз совпадал с U V W и в обратной последовательности они не работают нормально),  их высокий уровень должен начинаться строго в момент перехода соответствующей фазы через 0 (самый часто встречающийся вариант).
  • Переход фазы U через 0 должен соответствовать импульсу пина PZ+ (который один на полный оборот энкодера),
  • Переход U через 0 должен совпадать с переходом в высокий уровень пина PA+ (пару раз видел на очень дешёвых комплектах серва-драйвер, которые друг без друга вообще никоим образом не работают)

Сразу скажу, что ставить метки на валу двигателя и энкодера - практически бесполезно, т.к. совместить их нужно очень точно (ИМХО меньше десятых долей градуса) иначе нормальной работы от него не будет (микроскоп в помощь).

Симптомы неправильной юстировки: двигатель перегревается/дёргается/не выходит на полную мощность. В случае "умного" драйвера он может через несколько оборотов вываливаться в ошибки.

Что бы правильно выставить оптический энкодер нужен двухлучевой осциллограф (либо паять схему с усилителем, компаратором т.д.)

Так как у меня под рукой есть дешёвенький осциллограф, то им и воспользовался.

Принцип юстировки энкодера прост:

  • Запитываем сам энкодер +5 Вольтами (или на сколько Ваш рассчитан), можно от обычной телефонной зарядки.
  • Подключаемся одним каналом осциллографа на фазу U от двигателя,
  • другим каналом на выход PU+ с энкодера (не перепутайте,  "PU-"  т.к. это инвертированный выход)
  • Вращаем вал двигателя (в моём случае шуруповёрт на очень низкой скорости) по часовой стрелке.
  • Смотрим на осциллограмме и изменяя положение энкодера пытаемся поймать момент, когда переход фазы U через 0 строго соответствует переходу пина PU+ на высокий уровень (+5 Вольт обычно). Чем точнее поймаете этот момент, тем лучше. Важно потом затянуть крепёжные винты энкодера и ещё раз проверить, что смещение не появилось вновь.

Приступаем:

От двигателя выходят 3 провода - фазы U V W, первым делом нужно убедиться, где какая (если не подписаны).

Что бы подключить осциллограф нам нужна средняя точка, но так как она спрятана и запаяна внутри двигателя,
то придётся её сэмулировать тремя резисторами. 

IMG_20200331_174604.jpg

Одни концы резисторов подключаем к фазам, другие объединяем - это и будет наша средняя точка.
Землю щупа цепляем на неё, а сам щуп на первую попавшуюся (если не подписаны).

ВАЖНО: Синхронный двигатель, по-сути, есть генератор и при вращении он может сгенерировать достаточно большое напряжение, так что нужно правильно подобрать номинал резисторов, что бы не сжечь осциллограф (но и что бы осциллограмма была чёткая)!  Поэтому лучше предварительно вращая вал тем, чем будете потом вращать при юстировке, замерить напряжение и, при необходимости, заменить резисторы на подходящий номинал, ну и делитель на щупе выставить в нужное положение.

Так как помощника у меня в тот момент не было, то пришлось вот так извращаться:

IMG_20200331_170802.jpg

Важно не погнуть вал двигателя и что бы не было биения, да и скорость желательно невысокую, иначе осцилограмма слишком шумная будет (зависит от возможностей и разрешения вашего осциллографа), ну и сильно в тисках лучше не зажимать, иначе можно помять, либо
подшипник закусить.

Крепление энкодера:

IMG_20200331_170838.jpg

Открутив чутка крепёжные винты энкодера можно спокойно изменять положение.
Их хода хватает что бы влёгкую перескочить половину синусоиды, так что можете представить,
какая нужна точность выставления - вручную подобрать практически невариант (либо очень повезти должно).
При увеличении фото, можно заметить, что я таки пытался поставить метки и потом по ним совместить :D увы.

 

Что бы выяснить где какая фаза, нужно щуп последовательно подключить ко всем трём фазам и запомнить смещения синусоид друг относительно друга. 
Порядок такой: U V W.

Ну а дальше, цепляем второй щуп к выводу PU+, землю к минусу питания энкодера, начинаем вращение, смотрим осциллограмму, потихоньку (как уже писал, важны десятые доли градуса и меньше) вращая сам корпус энкодера добиваемся, что бы сигнал PU+ становился в высокий уровень в момент перехода синусоиды фазы U через 0 как можно точнее. Как в самом начале писал - на вашем энкодере может не быть выводов Pu PV PW, значит нужно пробовать другие варианты. 

Вот так примерно должна выглядеть осциллограмма при правильной юстировке:

ОбщийВид.PNG

Переход через 0 - горизонтальная линия.
Жёлтая - выход с PU+ энкодера, зелёная - выход фазы U, при переходе через ноль она пересекает горизонтальную линию снизу вверх.
Осциллограммы каждого канала удобнее наложить друг на друга - практически любой софт это позволяет сделать. Триггер можно выставить по каналу PU+, что бы не скакала осциллограмма.

Крупнее:

Крупно.PNG

Тут уже осциллограф больше не может.

Кстати, вот так выглядит юстировка, если она по импульсу PZ+ (если нет выводов PU PV PW): 

КрупноZZZ.PNG

Импульс достаточно короткий, что бы поймать его пришлось обороты сильно снизить и разрешение до максимума поднять.
ВАЖНО - это только для способа юстировки, когда нет выводов PU+ PV+ PW+ у энкодера и юстировка идёт по PZ+.

Можно проверить соответствие остальных фаз - после выставления они так же будут совпадать.

Навсякий случай предупрежу, что на многих дешёвых китайский осциллографов щупы друг от друга не изолированы и земля у них "общая", так что не попутайте при подключении. Землю на среднюю точку и на минус питания, иначе можно спалить энкодер. Ну и осциль такой лучше подключать к ноутбуку/планшету, отключённому от сети т.к. могут быть сильные наводки.

 

Прошу прощения, если что-то не так назвал или не так выразился. Попытался как можно проще объяснить.

Вот, в общем то, и всё. Удачи!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Награды пользователя

Здравствуйте. Уважаемый PavelK. После долгих поисков помощи на просторах инета наткнулся на Вашу тему. Такой конкретики я даже не надеялся найти - повезло. Хочу поделиться своими изысканиями в настройке энкодера на СД. Эл. двигатель у меня 1FT5 Сименс. Тахо и ДПР родные я удалил, на их место приторочил энкодер с ABZ и UVW, купил ПЧ, плату расширения к нему и запустил моторчик. Моторчик запустился с дрожью. После долгих размышлений методом проб и ошибок было выяснено, что более-менее правильная работа электродвигателя получается при cовпадении Z+ с максимумом фазы W и при переходе среза импульса U+ через тот же максимум.

W_ZPLUS.BMP

 

 

W_UPLUS.BMP

Хотелось бы знать Ваше мнение по этому поводу.

Вопрос этот для меня очень не теоретический, работаю с металлообрабатывающими станками.

Изменено пользователем Papagar
Не разобрался, как вставить картинку.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Здравствуйте.

17 часов назад, Papagar сказал:

1FT5 Сименс

Он вообще синхронный (предполагаю, что да, но всё же...)?  Асинхронники настраиваются со смещением.

А что за драйвер?  У драйвера PID напряжения/тока настроили?

17 часов назад, Papagar сказал:

более-менее правильная работа электродвигателя получается

А какие Ваши критерии правильной работы?  Какая ошибка позиционирования от драйвера под нагрузкой (по меркам самого драйвера)?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты
Награды пользователя

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.


  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

  • Похожий контент

    • От СтепанМ
      Экодеры (датчики угловых перемещений) Heidenhain ROD630
      Количество импульсов на об/мин: 1024

      Максимальная скорость: 1200 об/мин

      Максимальна выходная частота: 300кГц

      Интерфейс: HTL

      Напряжение питания: ЕСТЬ DC 15В или 12В

      Внешний диаметр: 66мм

      Диаметр вала: 6мм

      Класс защиты: IP66

      Рабочая температура: -20 ... +85С


      По 1000руб.шт.
      Торг уместен

      Степан Владимирович
      Тел 89137072457
      stem.62@mail.ru
    • От PavelK
      Попался мне на серве вот такой энкодер:

      Внутри на плате энкодера надпись Avago beijing x31107.
      Проблема в том, что на официальном сайте распиновки его не оказалось (либо энкодер подделка).
      Пришлось выяснять, вдруг кому поможет, вот:
      1  -  чёрный,            земля
      2  -  красный,             +5
      3  -  серо/чёрный        pw+
      4  -  оранжево/чёрный    pv+
      5  -  коричнево/чёрный    pu+
      6  -  жёлтый            pz+
      7  -  белый                pb+
      8  -  зелёный            pa+
      9  -  оплётка
      10 -     нету
      11 -     нету   
      12 -     нету
      13 -  жёлто/чёрный        pz-
      14 -  бело/чёрный        pb-
      15 -  зелёно/чёрный        pa-
      Номера - номера пинов в разъёме. Почему выведены были не все - беспонятия, видимо для какого-то драйвера.
      На удивление, достаточно точный и стабильный (да же если подделка, то весьма неплохая).
    • От PavelK
      Приветствую!
      Есть серводвигатель, синхронный, 8 полюсов, инкрементный энкодер на 2500 ипульсов, марки NoName.
      С ним в комплекте (т.е. 100%, что должен подходить) так же шёл драйвер, опять же NoName (в буквальном смысле - на корпусе да же маркировки нет), управление step/dir.
      Напряжения хватает (36Вольт, под нагрузкой не проседает), тока хватает с огромным запасом (жрёт 6, блок на 50).
      Программщина на полукитайском, выставли значения количества импульсов энкодера правильно.
      Проблема в том, что как бы я не мучал настройки ПИД, двигатель нормально вращается лишь в пределах четверти оборота (т.е. около 90 градусов, может чуть меньше/больше, кажется, что не постоянен угол ).  Если снизить настройки на минимум и попробовать рукой повращать вал - встаёт плавно обратно. В софте ошибка так же плавно сходит на нет и всё вроде зашибись.
      Но стоит только вал довращать (программно) до этой "границы", как вал встаёт как будто в удержание (уже легко как раньше рукой не повернуть) . Если пытаться вращать дальше (опять же программно) - то набегает ошибка (в настроечном софте) и она не сходит на нет, а вал застывшим так и остаётся.
      Границы не зафиксированы "жёстко" и кажется, что зависят от первоначального поворота вала.
      Движок исправен - проверял отдельно от энкодера 3х фазным напряжением - крутиться без проблем в обе стороны, энкодер то же рабочий.
      Пробовал менять все 3 фазы местами, перебрал все 6 вариантов - без улучшений.
      Для меня такое поведение абсолютно не понятно и возможности подкинуть проверенный и рабочий драйвер/двигатель нет возможности ...
      Куда смотреть хоть?
       
      UPD1: Снял крышку, энкодер болтался - закрутил по нормальному, но ситуация не улучшилась...
      UPD2: Навсякий случай нашёл с энкодера и проверил выходы ABZUVW - сигналы правильные (инвертированные то же)...
      UPD3:
      Вычислил, что за драйвер - по всей видимости JMC MCAC 706 (или какой-то клон-клона-клона) уж обрадовался, что это клон 806 от Лишайна, но софт управляющий не подошёл, зато удалось достать с оф. сайта прогу на английском. Увы, она так же оказалась глючной. Не отображается график положения и команды на изменения (не только у меня такая проблема), нет тока да и вообще дохера чего нет. Но тут хотя бы понятно примерно где какие настройки, а вот по документации нихера не понятно...
      Проверил фазировку движка U V W - подключение в норме, проверил сигналы U V W от энкодера - было рассогласование,  с помощью осциллографа выставил, что бы сигнал U энкодера был чётко (думаю, минуты уж точно поймал) при переходе синусоиды фазы U через 0 (может нужно какое опережение/отставание?). Ситуация не изменилась... Управляющий софт весь перерыл на предмет поиска какого-либо ограничения по позиции - ничего...
       
       
×
×
  • Создать...