Leif - Ingeniørfirmaet Pro-Consult A/S · Web viewFor AC asynkronmotoren styret med...

Servomotorer

2Fejlfinding

Forord

Kompendiet servomotorer anvendes på uddannelsen Servomotorer, montage, idriftsætning, fejlfinding 44917

Indholdsfortegnelse

Forord.............................................................................................................................................. 2Baggrund.......................................................................................................................................... 3DC motor......................................................................................................................................... 8AC Servomotorer........................................................................................................................... 16Målesystemer................................................................................................................................. 28Opsætning og Idriftsætning af digitale servodrev og frekvensomformer.........................................53Fejlfinding...................................................................................................................................... 61

Revideret 10. september 2023

/tt/file_convert/6070398a1baf0f583b35fe09/document.doc

3Fejlfinding

Baggrund

GenereltServus (Hungarian: Szervusz, Polish: Serwus, German: Servus) is a salute, which has its origins in the Latin word for servant or slave (Servus). It is used in former Austro-Hungarian Empire, especially in Austria, Hungary, Transylvania (part of Romania), and in Germany and Poland. The phrase is an ellipsis meaning, "I am your servant" or "At your service". It is also used in Bavaria and Austria as a way of saying "hello".

Et opslag i online leksikon Wikipedia (http://en.wikipedia.org), giver ovenstående forklaring til ”Servus” som ordet ”Servo” har rod i.Som det kan udledes af ordet, handler det om ”at tjene” eller ”slave”. En servo maskine er derfor en indretning der skal hjælpe brugeren med at udføre en handling. Vi kender ordet fra servostyring, som mange transportmidler er udstyret med. En servomotor eller et servodrev er altså ikke en særlig præcis betegnelse for den type motor der er beskrevet i dette kompendium.En søgning på nettet med ordet servomotor på "www.Google.com", en dag i august 2006, gav da også 494.000 hit, som dækker alt fra små DC motorer til hobbybrug til de mest avancerede robotmotorer.

I det følgende er det servomotoren til industriel brug og dens supplerende udstyr, der er beskrevet. Da en servoomformer og en frekvensomformer er nært beslægtet og udviklet over de samme grundprincipper, er frekvensomformeren medtaget flere steder, hvor det er fundet naturligt.

Kompendiet må ikke betragtes som uddybende på området, da udviklingen går meget stærkt, hvilket igen medfører en meget hård konkurrence mellem et utal af leverandører.

Grundlæggende er der tale om 3 motortyper:

DC motoren AC asynkronmotoren AC Synkronmotoren (eller servomotoren)

DC motoren har været længst på markedet, af den simple årsag at elektrificeringen startede med jævnstrøm. Da man overgik til vekselstrøm (AC), skete der et naturligt skred i retningen fra DC til AC motoren. På grund af DC motorens meget fine startegenskaber, er den fortsat dominerende i håndværk og husholdning.


http://en.wikipedia.org/wiki/Wikipedia

http://en.wikipedia.org/wiki/Austria

http://en.wikipedia.org/wiki/Bavaria

http://en.wikipedia.org/wiki/Ellipsis_(figure_of_speech)

http://en.wikipedia.org/wiki/Poland

http://en.wikipedia.org/wiki/Germany

http://en.wikipedia.org/wiki/Romania

http://en.wikipedia.org/wiki/Transylvania

http://en.wikipedia.org/wiki/Hungary

http://en.wikipedia.org/wiki/Austria

http://en.wikipedia.org/wiki/Austro-Hungarian_Empire

http://en.wikipedia.org/wiki/Latin_language

http://en.wikipedia.org/wiki/German_language

http://en.wikipedia.org/wiki/Polish_language

http://en.wikipedia.org/wiki/Hungarian_language

4Fejlfinding

AC asynkronmotoren er, på grund af dens robuste opbygning, klart den mest udbredte motor i industri, og derfor meget billig i anskaffelse.

AC synkronmotoren som er den mest anvendte motor i servosammenhæng, kom derimod først med elektronik revolutionen på banen, hvilket igen var affødt af et behov for motordrevet præcise reguleringsegenskaber.

Det sidst omtalte system er således født som servosystem, hvorimod de først omtalte systemer har en fortid fra før elektronikrevolutionen. I daglig tale siger vi at et servosystem er en motor der er tilsluttet en elektronisk drevenhed, med en motortilbageføring der leverer et hastighedssignal eller en position retur til elektronikken (feedback).

I industrien kan vi møde alle de nævnte motortyper som servolignende systemer, men AC asynkronmotoren ses oftest sammen med en frekvensomformer og uden den forholdsvis kostbare tilbageføring.

Lyder det forvirrende så er det altså ikke uden grund. Drevfabrikanterne udnytter til en vis grad denne forvirring, da mange maskinløsninger faktisk kan dækkes af flere typer drev. I praksis afhænger valget at det rigtige drev til en maskine, af valget af den rigtige leverandør. Der er altså en gråzone af applikationer, der kan løses af en AC asynkronmotor med en frekvensomformer, eller en DC eller AC servomotor med et servoomformer.

Da elektronikken i en frekvensomformer og en servoomformer ikke adskiller sig meget fra hinanden, vil det ofte være motoren der bestemmer prisforskellen mellem de to drevtyper.

Dette bekræftes af, at der i enkelte tilfælde både er frekvensomformer og servoomformer indeholdt i den samme elektronik (bl.a. Danfoss og Control Techniques).

Sluttelig skal det nævnes at DC servodrevet i dag stort set er fortrængt af AC servodrevet. Flere drevforhandlere har endda en udskiftningspolitik hvor de tilbagekøber DC drev ved udskiftning til AC drev.

Elektriske drev

På moderne CNC maskiner anvendes i dag hastighedsregulerbare elektriske drev som tilspændingsdrev i forbindelse med aksebevægelserne (aksedrev), samt hovedspindeldrev til bearbejdning (eks. fræsning).


5Fejlfinding

Da hastighedsstyring er en meget vigtig faktor for maskinerne, stilles der høje krav til de elektriske drev med hensyn til drevets dynamiske egenskaber samt præcision.

Endvidere skal drevet opfylde krav til minimal vedligehold, støj, vibrationer, egenopvarmning, fysisk pladskrav og pris.

Et servo drev kan typisk indeholde følgende komponenter:

motor med tacho og/eller positionsgiver indbygget, evt. forsynet med en mekanisk/elektrisk bremseanordning

transformer og/eller udglatningsfiltre regulator med et effektmodul motorbeskyttelse mod overstrøm og temperatur positionsmålesystem kobling, evt. tandrem og tandhjul evt. et udvekslingsgear

Det viste servodrev er af ældre dato. I dag er det standard at se drevet som en sammenbygget kompakt enhed, med indbygget mikroprocessor og PLC lignende programmeringsmuligheder.

Generelle krav til motorer i forbindelse med CNC styringer

Servodrevet skal opfylde følgende krav:

regulerbar over et stort hastighedsområde konstant moment ved alle hastigheder højt startdrejningsmoment stort forhold mellem drejningsmoment og inertimoment (kraft/

vægt) gode dynamiske egenskaber / hurtig reaktion høj

virkningsgrad minimale varmetab minimalt vedligehold og lang levetid små fysiske mål


6Fejlfinding

Oversigt over typiske anvendelser i CNC sammenhæng:

Servodrev (aksedrev) Spindeldrev (dreje, fræse)DC motor med permanent magnet

DC motor med spændingsstyret felt

Synkron AC motor Asynkron AC motor

Stepmotor

Stepmotoren er umiddelbar velegnet til positionering, idet denne motortype direkte kan konvertere et digitalt positionssignal til en afstemt mekanisk bevægelse uden tilbageføring.

Normalt er et positionsmålesystem i forbindelse med en stepmotor overflødigt. Ved krævende opgaver kan krav til høj præcision dog kræve et tibageføringssystem (feedback).

Herudover er stepmotoren vedligeholdelsesfri (kun lejeslid), som regel helt lukket og også relativ billig sammenlignet med en servomotor.

Når stepmotoren næsten ikke anvendes i CNC sammenhæng skyldes det at stepmotoren har:

forholdsvis lave step-frekvenser, hvilket medfører lav hastighed

forholdsvis lavt maksimal moment, hvilket medfører lav acceleration

Trinddelt rotation (hakkende kørsel) risikoen for at ”miste” et step ved kortvarige overbelastninger

ved systemer uden feedback.


7Fejlfinding

HovedspindeldrevEt hovedspindeldrev eller spindeldrev skal være i besiddelse af de nødvendige kræfter for at kunne udføre bearbejdningsopgaven.

Påvirkningerne fra bearbejdningsprocessen skal undertrykkes og hastigheden skal være regulerbar over et stort område samt være konstant ved alle belastninger. Acceleration og bremseegenskaber er afgørende ved hastighedsændringer og værktøjsskift.

AksedrevPå en CNC maskine skal aksebevægelserne udføres meget præcist for at opfylde nøjagtighedskravene, samtidig med at hastigheden skal være så høj som muligt.

Alle bevægelser skal udføres med minimal forsinkelse, stor gentagelsesnøjagtighed og præcision. Bevægelserne skal udføres, uden at påvirkninger fra bearbejdningen, slædefriktion, temperatur o. lign. har afgørende betydning for nøjagtigheden.

Yderligere skal bevægelserne være ensartede, dvs. ingen spring, små ryk eller svingninger, og dette er gældende uanset hastigheden. Selv små resonanssvingninger, brum eller lign. fra motoren kan påvirke bearbejdningen ved f.eks. CNC styrede slibemaskiner. Den ønskede positionen skal nås uanset valgt hastighed og uden svingninger omkring positionen.

Når positionen er nået skal den bibeholdes uanset påvirkninger fra bearbejdningen. Der er som regel kun indbygget en mekanisk bremseanordning på vertikale akser (værktøjs skift), eller hvor der i forbindelse med spændingsudfald, nødstop eller lignende skal ske et hurtigt stop.


8Fejlfinding

DC motor

DC er forbogstaverne i den engelske benævnelse “Direct Current” som direkte oversat betyder jævnstrøm.

Op til begyndelsen af 1980’erne blev DC-motorer næsten altid anvendt når der var behov for trinløs regulering af hastighed eller moment, idet motoren er forholdsvis simpel at regulere. I dag er DC motoren, inden for CNC området, fortrængt af AC-motorer.

Da det viklede DC anker er mere kompliceret i opbygning end AC-motorens rotor, er DC-motoren dyrere at fremstille og kræver på grund af kommutatoren mere vedligeholdelse. Til gengæld har DC-motorer et større startdrejningsmoment end AC-motorer ved samme startstrøm.

OpbygningDC-motoren består af tre hoveddele, stator, anker og lejeskjolde.

I beskrivelsen af opbygningen benyttes benævnelsen “stator” for den stationære del, og for den roterende del benyttes ved en jævnstrømsmotor benævnelsen ”anker” eller ”rotor”. Kontaktkullene benævnes ofte “børster”.

Statoren er udført som en magnetkrans, som fremstilles af støbejern, pladestål eller lamineret jern, der er udformet som en cylinder. På magnetkransens udvendige side kan der være monteret en fod for fast-gørelse af motoren.Indvendig er magnetkransen forsynet med to eller flere polkerner (altid lige antal). Polkernerne kan være af massivt jern eller lamineret. Polkernerne er forsynet med polsko, der altid er af lameljern. Polkerner og polsko kan være opbygget som én enhed og er så altid opbygget af lamel jern.

Hvis motoren skal drives med en pulserende jævnspænding. som er det mest almindelige i dag, bør både magnetkrans, polkerne og polsko være opbygget af lameljern for at undgå unødig opvarmning på grund af hvirvelstrømme. Magnetviklingens spoler er anbragt omkring polkernerne. Magnetviklingen benævnes ofte som feltviklingen eller feltet. Magnetviklingen består af to eller flere spoler som er serieforbundne.


9Fejlfinding

Anker (eng.: Armature)

Da ankeret roterer i et stillestående magnetfelt, udsættes den uafbrudt for ændringer af de magnetiske forhold, derfor udføres ankeret altid af lamelleret jern.

De udstansede jernplader, der danner ankerkernen, har et tyndt isolationslag og danner tilsammen en kerne med notgange hele vejen rundt.

I noterne er ankerspolerne placeret og spoleenderne ført ud til kommutatorens kobberlameller, så enderne fra en spole føres ud til to nabolameller.

Spolerne fastholdes i noterne af langsgående kiler, bestående af isolationsmateriale. Omkring spoleenderne, der føres til kommutatorlamellerne, lægges der en bandage af hamp eller nylonsnor.

Lamellerne er indbyrdes isoleret fra hinanden, og antallet af kommutatorlameller svarer til antallet af spoler. Kommutatoren danner forbindelsen mellem kul og ankervikling.

Kobberlamellerne og isolationen, der tilsammen danner kommutatoren, fastholdes på akselen af to ringe, der består af isolerematerialeOverføring af strøm mellem maskinens indre og ydre kredsløb sker med kontaktkul, som er fjederbelastede og anbragt i faste holdere i lejeskjoldet.


10Fejlfinding

MotorprincipMotorens virkemåde bygger på princippet om magnetpolernes gensidige påvirkning.

Sendes en strøm igennem en elektrisk leder, som befinder sig i et magnetfelt, vil der dannes et magnetfelt omkring lederen, der vil forsøge at bringe lederen ud af feltet. Den kraft lederen vil blive påvirket af, vil være afhængig af magnetfeltets styrke og den strøm der går i lederen.

Når lederen vikles i spoleform, og spoleudføringerne monteres i kommutator, vil denne skifte, kommutere, strømretningen i spolesiderne således, at spolesiden under nordpolen altid har samme strømretning, og at spolesiden under sydpolen har den modsatte strømretning.Spolen vil derfor rotere omkring en akse, fordi spolesiderne påvirkes af et drejende moment under polerne.

Med flere spoler viklet i anker vil der være et konstant drejende moment, fordi flere spolesider vil befinde sig under polerne.

Kommutatoren sørger for, at strømretningen hele tiden er den samme for alle ledere, der befinder sig under nordpolen og tilsvarende for de ledere, der befinder sig under sydpolen, dog med modsat strømretning.Når kontaktkullene kontakter to nabolameller, er spolen som er ført til disse lameller kortsluttet, så strømmen bliver nul, for derefter skifte retning.

Det er stadig således at spolesiderne over centerlinien alle har samme strømretning og alle spolesiderne under centerlinien har modsat strømretning.

Ændres strømretningen i rotorledningerne, ændres omdrej-ningsretningen.Ændres strømretningen i feltspolerne, ændres omdrejningsretningen også.

En ændret strømretning på feltet eller rotoren giver en modsat omdrejningsretning, hvorimod ændret strømretning på både feltet og rotoren ingen ændring giver.Dette fænomen anvendes i en DC motor hvor både felt og anker er viklet og forbundet i serie. Denne motor kan både køre på jævnstrøm (DC) og vekselstrøm (AC) og kaldes derfor for universalmotoren. Universalmotoren er meget udbredt til små effekter, bl. a. som håndværktøj og husholdningsapparater.


11Fejlfinding

DC-motorens omløbshastighed.

En DC motors omløbshastighed bestemmes af feltstyrken og vindingstallet i ankerspolerne.

Generelt sagt vil en motor med et stærkt felt løbe langsommere end en motor med et svagt felt, ligesom mange ankervindinger vil give en lavere hastighed end få ankervindinger.Dette har sammenhæng med den spænding, der induceres i ankerle-derne, når motoren er i drift.

I en strømførende leder, der roterer i et magnetfelt, vil der på samme måde som i en dynamoleder, frembringe en spænding.

Denne spænding kaldes en modinduceret spænding Em, da den vil være modsat rettet den påtrykte klemspænding. Spændingens størrelse bestemmes af magnetfeltets styrke ”” (phi), af omdrejningstallet ”n” og af en talkonstant ”K”, hvori spolernes vindingstal og sidelængde indgår.

Den modinducerede spænding Em kan udregnes med følgende formel:

(1) Em = K • • n

Hvor: K er en konstruktions konstant som normalt ikke kendes. er feltet, normalt også en ukendt størrelse n er omdrejninger pr. minut (o/min eller RPM)

Strømmen i spolerne er ikke blot bestemt af modstanden i ankerkredsen og den tilførte spændingsstørrelse, men også af den modinducerede spænding.Et eksempel:Et anker har en indre modstand Ri på 4 tilsluttes (fejlagtigt) en klemspænding på 200V. I tilslutningsøjeblikket vil ankeret i stå stille, hvilket medfører at der ikke induceres nogen modinduceret spænding.

Startstrømmen kan udregnes som:

(2) [A]

Den høje startstrøm vil medføre sikringsbrud, og motoren går i stå.

For at begrænse startstrømmen, så sikringen ikke sprænges, tilsluttes en regulator der lader spændingen (U) stige i takt med at den modinducerede spænding Em stiger.

Når omdrejningerne (n) stiger, øges Em (se formlen 1) som jo er modsat rettet klemspændingen, hvorved strømmen falder, og motoren


12Fejlfinding

omdrejningstal stabiliseres. Ved dette omdrejningstal opvejer drejefeltets styrke netop den modstand der er i lejer og evt. ventilation. Den afgivne effekt kaldes tomgangseffekten.

Når motoren belastes, vil hastigheden falde, fordi den ikke har noget drejningsmoment i overskud.Når hastigheden n falder, bliver Em mindre da K • er konstant.Spændingen over ankerkredsen bliver derved mindre, og dette medfører, at ankerstrømmen stiger. Motoren afgiver nu et drejningsmoment, der er proportional med den større ankerstrøm.Hvis dette drejningsmoment er tilstrækkeligt til den givne belastning, vil omdrejningshastigheden stabiliseres på et lavere niveau.Heraf kan udledes at en stigende belastning (moment) medfører et tilsvarende stigende strømforbrug, men et lavere omdrejningstal.

Forholdet mellem hastigheden (n), feltet () og ankerstrømmen (Ia) opnås ved at omskrive formlen for den modinducerede spænding Em:

(3) [o/min.]

da Em er klemspændingen (U) fratrukket dynamospændingen (Ri • Ia) der jo er modsat rettet bliver:

(4) [V]

Og den endelige formel for omdrejningstallet:

(5) [o/min.]

Formlen viser, at et formindsket felt får hastigheden til at stige, og et stærkere felt vil sænke hastigheden. Samtidig vil en øget belastning kræve mere strøm, og dermed sænke hastigheden.

Under normale driftsbetingelser kan betragtes som konstant, hvorved en ændring af omdrejningstallet udelukkende kan ske ved at ændre klemspændingen til motoren.

Med andre ord, er det regulatorens opgave at forøge klemspændingen når strømmen (Ia) og dermed spændingsfaldet i ankeret ( ) stiger.Denne form for regulering kaldet også ”IR kompensering”.


13Fejlfinding

DC motorens drejningsmoment

Motorens drejende kraft benævnes drejningsmoment (M), og benævnes i Newton • meter (Nm), i daglig tale newtonmeter.

I DC-motoren er ankerets drejningsmoment M proportionalt med magnetstyrken og ankerstrømmen Ia samt en motorkonstant K

(6) M = K • • Ia [Nm]

Heraf ses, at motorens drejningsmoment kan ændres ved at ændre på feltstyrken eller ankerstrømmen.

Oftest vil feltet være konstant da motoren enten har et viklet felt forsynet med en konstant spænding (shunt motor) eller et permanent felt bestående at faste magneter (PM).

Formlen viser dermed, som tidligere antaget, at moment og ankerstrøm ændrer deres størrelser i samme takt (ligefrem proportionalitet).


14Fejlfinding

DC servomotorer.

I takt med fremkomsten af stadig bedre permanent magnetmaterialer, er et stigende antal jævnstrømsmotorer blevet forsynet med permanent felt (PM) i stedet for de traditionelle viklede feltspoler.

Oftest er PM motorerne udstyret med 4, 6 eller 8 magnetpoler, og fordelen er, at der kan opnås meget små tidskonstanter, dvs., ekstrem kort opløbstid og reverseringstid. Dette skyldes at ankerets masse (inerti) er reduceret vha. af den lange slanke byggeform og ved PM typen skal feltet ikke opbygges; men er altid 100 % klar.Virkningsgraden er højere end normalt, da der ikke er forbrug til feltet og derved undgås også feltvarmetabene.

Der anvendes magnetisk materiale med en høj værdi, idet der kræves stor remanent magnetisme, som samtidig skal være sikret mod afmagnetisering forårsaget af andre magnetfelter i motoren. Desuden må materialet kunne tåle motorens driftstemperatur og evt., vibrationer uden at tabe nævneværdigt i styrke.

Ved start under belastning, reversering eller direkte blokering er der risiko for så stor en ankerstrøm, at magnetpolerne svækkes. Derfor anvendes disse motorer også udelukkende i forbindelse med en regulator, som kan sikre at motorens maksimale data ikke overskrides.

Man skal ved reparation o.l. være opmærksom på, at nogle mag-nettyper ikke tåler at blive demonteret uden at miste en stor del af deres magnetisme. En svækkelse af de permanente magnetpoler medfører forhøjet tomgangshastighed og større ankerstrøm under belastning.

Det kan endvidere være vanskeligt at demontere ankeret på grund af det kraftige felt. Demonteringen kan lettes ved at kortslutte feltet ved hjælp af jernstykker mellem polerne. Jernstykkerne bør blive siddende, indtil ankeret igen er monteret, så feltet ikke skal svækkes.


15Fejlfinding

DC regulatorEn DC-motor er, som tidligere nævnt, simpel at regulere hastigheden på, idet hastigheden er ligefrem proportional med ankerspændingen.

Ønsker man at ændre omdrejningsretningen, skal det ske ved enten:

1. at ændre hovedfeltets retning2. eller at ændre ankerfeltets retning

Begge dele kan lade sig gøre hvis der er tale om et viklet hovedfelt.I praksis ændres feltretningerne ved at bytte strømretningen i en af spolerne. Elektronisk er det noget regulatoren tager sig af.

Ved en husholdningsmaskine eller ved håndværktøj sker denne feltændringen både i hovedfelt og ankerfelt 50 gange i sekundet, da disse maskiner jo er tilsluttet vekselstrøm. Men da feltretningen jo ændres samtidig i både anker og stator, vil motoren ikke ændre omdrejningsretning.

En DC regulator minder i virkemåde meget om en almindelig lysdæmper. I teknisk sprog også kaldes den også for en fasesnit styring.


16Fejlfinding

AC Servomotorer

Børsteløse permanent magnet motorer

Børsteløse permanent magnet motorer har vundet stor udbredelse indenfor CNC og Robot området på grund af den robuste form, pålidelighed samt minimal vedligeholdelse.

Benævnelsen børsteløs permanent magnet motor kan bredt anvendes for flere typer motorer, som alle har en permanent magnetisk rotor, så derfor er der som regel forvirring om begrebet børsteløs permanent magnet motor.

Inden for positioneringsområdet er dette gældende for: 1. stepmotoren2. børsteløs DC servomotor3. synkrone AC servomotor

OBS: Sammenlignet med DC servomotoren som typisk har et PM felt i statoren og et viklet anker, har disse motorer PM felt i rotoren og et viklet felt i statoren.

For motortyperne 2 og 3, der har 3 viklinger forskudt 120 grader i statoren, gælder det at regulatoren, for at kunne magnetisere statoren korrekt i forhold til rotoren, altid skal have en præcis tilbagemelding om aktuel rotorposition. Denne tilbagemelding kan leveres via flere forskellige typer sensorer, og være mere eller mindre præcis. Man kan sige at tilbageføringssystemet har en afgørende indflydelse på det samlede drevs funktionalitet.

Børsteløs DC-motorDenne benævnelse anvendes om en motor som har en permanent-magnetisk rotor og har tre viklinger i statoren.

Regulatorens udgangstrin er et traditionelt udgangstrin som leverer en firkantet strømsignal til statorviklingerne.

Rotorposition bestemmes vha. simple sensorer, som f.eks. som bevirker, at rotorpositionen bliver bestemt med en lav opløsning.

Synkron AC-motorDenne benævnelse anvendes om en motor som har en permanent-magnetisk rotor og har tre viklinger i statoren.

Regulatoren anvender som regel vektor metoden til at afgive et sinusformet strømsignal til statorviklingerne.


17Fejlfinding

Rotorposition bestemmes af højopløselige impulsgivere vha. simple sensorer, som f.eks. resolvere og inkrementelle positionsgivere og dermed væsentlig dyrere.

Gældende for begge typer

Oftest er rotoren udstyret med 2, 4, 6 eller 8 magnetpoler, og fordelen er, at der kan opnås meget små tidskonstanter, dvs., ekstrem kort opløbstid og reverseringstid.

Der anvendes magnetisk materiale af høj kvalitet og styrke, idet der kræves stor remanent magnetisme, som samtidig skal være sikret mod afmagnetisering forårsaget af andre magnetfelter i motoren.

OBS: Man skal ved adskillelse og reparation være opmærksom på, at nogle magnettyper ikke tåler at blive demonteret uden at miste en stor del af deres magnetisme

Der kræves en til motoren tilpasset regulator, der som minimum får et feedback signal af den aktuelle rotorposition tilført.

Af ovenstående fremgår det at regulator og servomotor skal passe meget præcist sammen. Dette er da også grunden til at mange systemer leveres samlet, hvor den endelige optimering og tilpasning af især digitale drev, sker med den såkaldte autotuning under opsætning og idriftsætning.

Flere fabrikanter ser sig dog i stand til at tilpasse deres regulator til ”fremmede” motorer. Ofte kræver denne øvelse at man vha. opkald til motorleverandøren, finder frem til typedata (reaktanser, modstands og magnetiserings forhold) der normalt ikke er tilgængelige på typeskilt og i datablade.

KommuteringUdtrykket ”kommutering” kan bedst oversættes med, at den korrekte energimængde overføres fra den statiske regulator (eller frekvensomformer) til motoren med den korrekte timing.

Kommuteringsudtrykket stammer fra DC motorens kommutator der jo opfylder netop ovennævnte krav. P. g. a. den simple teknik som DC motoren er opbygget omkring, sker kommuteringen automatisk når kullene tilsluttes en spænding af en given størrelse, og ankeret roterer med en given hastighed.

AC servomotoren skal som DC servomotoren forbindes til en regulator. Regulatorens hovedopgave er at sikre en korrekt dosering af spænding og frekvens i de tre viklinger i forhold til rotorens position.


18Fejlfinding

AC regulatoren har altså 2 hovedopgaver:

1. hastighedsregulering2. spændingsstyring

(1) Den første opgave er bestemt af hastighedsformlen for den 3 fasede AC motor:

[o/min.]

n er omdrejningstallet [o/min.] f er frekvensen [Hz] p er antal polpar

Som det ses er det frekvensen der bestemmer omdrejningstallet, når p står for motorens faste polpar. Er motoren eksempelvis udstyret med 4 poler, vil det synkrone omdrejningstal ved 50 [Hz] være 1500 [o/min.].

Ændres frekvensen sker der samtidig en ændring i omdrejningstallet.

(2) Da motors elektriske del jo for hver fase består af en spole, sker der med frekvensreguleringen ligeledes en ændring af spolens impedans (vekselstrømsmodstand). Dette fænomen kan bedst ses ud fra den noget forenklede formel for en motorspoles impedans:

R er viklingens kobbermodstand, der kan betragtes som konstant ved en given driftstilstand. L er spolens selvinduktion og ligeledes konstant, idet den bl.a. er bestemt at viklingstallet, jernarealet mv..Impedansen Z er dermed ligefrem proportional med frekvensen f, og stiger og falder med dennes værdi.

Heraf kan afledes at hvis spændingen fastholdes når frekvensen reduceres fra 50 mod 0 Hz, må strømmen stige idet Z ligeledes reduceres. Den øgede strøm i viklingen vil udvikle en skadelig effekt, og der er fare for at motoren vil brænder af.

Hvis spændingen i stedet reduceres forholdsvis i takt med frekvensen, vil strømmen, ved en given belastning, blive fastholdt og dermed momentet, uden en skadelig opvarmning af motoren.

Den samtidige ændring af spænding og frekvens i omformeren, sker altså i et forhold mellem spænding og frekvens, det såkaldte U/f forhold. U/f forholdet vil for en 400 [V] motor være 400/50 = 8.


19Fejlfinding

AC motorens styring

Der er udviklet flere principper for den ovennævnte spændings/frekvens styring. Da den 3 fasede asynkrone og synkrone motor er ens opbygget i statoren, kan disse principper findes i både frekvensomformeren og i servoomformeren.

Nogle af de bedst kendte styreprincipper for omformeren er:

1. U/f2. VVC3. FLUX

Basis for alle styreprincipper er, at vekselstrømsnettets 3 faser først ensrettes og udglattes til den såkaldte mellemkredsspænding. Denne spænding kan så igen doceres til motoren med en variabel frekvens og spænding i form af pulser med fast amplitude (højde) men varierende puls/pause forhold (duty cycle). Grundlæggende kaldes metoden for puls bredde modulation (engelsk PWM).


20Fejlfinding

De 3 nævnte styreprincipper er matematiske principper som bestemmer de moment, dynamik og effektforhold som motoren er underlagt. De forskellige styreprincipper kan typisk vælges i en given frekvensomformer, hvorimod de normalt ligger fast i en servoomformer.For de 3 nævnte principper kan siges at styringens præcision stiger fra U/F styring til VVC princippet, samtidig med at tabene i motoren reduceres. Fra VVC princippet til FLUX styring øges momentkontrollen. Valget af styreprincip afgøres ud fra den aktuelle anvendelse og driftsform.

U/F styre princippet

Kurven viser switch eller koblingsmønsteret for en Danfoss frekvensomformer efter U/F princippet.


21Fejlfinding

Tidlige U/F frekvensomformer, som arbejdede efter den såkaldte sinusformet reference-modulations metode var kun i stand til at levere op til 86,6 % af den nominelle spænding (se kurven). Motoren kørte derfor med en spænding der lå et stykke under dens mærkedata, og kunne således ikke belastes fuldt ud. Det var altså nødvendigt at derate systemet, hvormed menes at systemet aflastes, hvilket igen gav problemer når man ønskede at tilslutte en frekvensomformer til en eksisterende maskine. I visse tilfælde var det nødvendigt at montere en større motor, for at opnå det samme moment i maskinen efter konstruktionsændringen.

VVC styreprincippet

Kurven viser switch eller koblingsmønsteret for en Danfoss frekvensomformer efter VVC princippet.

Med VVC princippet fik man lavet en matematisk model der holdt vekselretteren åben i længere tid, og dermed leverede en højere spænding (se 60 – 120 grads intervallet for fasespændingen). Med fuld spænding til motoren var derating (aflastning) hermed unødvendigt og motoren kunne belastes fuldt ud.


22Fejlfinding

Flux Vector-styreprincipUdvikling af matematiske styreprincipper er en fortsat proces, og et af de seneste bud fra Danfoss er Flux Vector.

Formålet med at udvikle Flux Vector-styreprincippet har været at opnå en stabil motorstyring, der er tolerant over for forskellige motordata, uden at motor-derating (aflastning) er nødvendig.Strømmen deles i en magnetiserende og en momentgivende del og anvendes til en væsentlig bedre og hurtigere estimering af motorens reelle last. Hyppige lastændringer kan nu udlignes. Fuldt moment og meget nøjagtig hastighedsstyring opnås også ved lave hastigheder helt ned til stilstand.Der opnås gode momentstyringsegenskaber og bløde overgange til og fra strømgrænsedrift.

Fordele ved Flux Vector-styresystemet: Nøjagtig hastighed helt ned til stilstand Hurtig respons fra modtaget signal til fuldt

moment på motorakslen God udligning ved lastspring Kontrolleret overgang mellem normal drift og

strømgrænsedrift (og omvendt) Momentstyring, der omfatter styring af både

den momentgivende og magnetiserende del af strømmen

Fuldt holdemoment Nominel motorspænding og fuldt moment kan

opretholdes helt ned til 10 % underspænding.

Åben og lukket sløjfe styring Bestræbelserne på at styre en motor optimalt, gør at man udover valg af styremetode, også skal tage stilling til om systemet skal køre i åben eller lukket sløjfe.

AC asynkronmotorenFor AC asynkronmotoren styret med frekvensomformer, er der tradition for åben sløjfe styring. Det hænger sammen med at kravene til præcis hastighedsregulering traditionelt har været lave til dette system, idet man, p.g.a. den umagnetiske rotor, ikke har kunnet styre motoren særlig præcist i opstart og ved lastændringer. Man har med varierende held forsøgt at bøde på disse problemer, ved at forsyne motoren med en encoder til at måle motorens hastighed, og igen føre denne information tilbage til frekvensomformeren. Først med Flux styreprincippet har man fået så meget styr på motoren at man med en encoder, har en styring med servolignende egenskaber.

Servomotoren


23Fejlfinding

Et servodrev er altid udstyret med en eller flere tilbageføringssystemer.

For en servomotor kan kravet om præcis hastighedsstyring opnås med. en DC tacho generator monteret på motorakslen. Signalet fra tachoen er et DC spændingssignal, der sendes tilbage til regulatoren. Størrelsen på tachospændingen er ligefrem proportional med omdrejningstallet. Vendes motorens omløbsretning, vil DC tachoens polaritet blive byttet, det er derfor vigtigt at tachoen poles rigtigt.Hvis tachoen er polet forkert eller hvis der er fejl på ledningen, vil motoren typisk køre op på max. omdrejningstal og/eller melde fejl.Da DC tachoen p.g.a. kullene kræver vedligehold, kan man i stedet bruge en AC tacho. AC tachoens spænding ensrettes til en DC spænding af samme polaritet uanset omdrejningsretning, og er derfor uegnet til anvendelser hvor motoren skal kunne køre begge retninger.

AC Synkron motorFor AC servomotoren kræves der, af hensyn til korrekt magnetisering af statoren, udover en tacho med hastighedsinformation også information om den aktuelle rotorposition.

Derfor kan reguleringen af motoren deles op i tre hovedpunkter. Måling af rotorpositionen Kommuteringslogik inklusive en PWM konverter 3 faset udgangstrin.

En præcis og pålidelig bestemmelse af den aktuelle rotorposition er nødvendig for at kunne sende styresignaler til udgangstrinnet på de rigtige tidspunkter. Hvis kravet er en meget stor nøjagtighed, kan rotorpositionen bestemmes vha. en positionsgiver med en høj opløsning. Mest benyttet til standard formål er Hall sensorer, idet de er billige, pålidelige og kan klare frekvenser over 100 kHz.

Hall sensoren gennemløbes af en lille strøm der induceres når rotormagneten passerer. Hall elementet omdanner denne strøm til an spænding der igen tilrettes af elektronikken og resultatet er et digitalt udgangssignal, som derefter anvendes af kommuteringskredsløbet

Normalt er Hall sensorerne bygget som et integreret kredsløb og indbygget i motoren, hvor de måler direkte på rotoren.I standard udførelse er der tale om fra 3 til 12 stk., og den efterfølgende retnings og dekodningslogik er som regel integreret i samme kredsløb som sensorerne.


24Fejlfinding

Udgangstrinnet i regulatoren er typisk bygget op med 6 transistorer som bliver overvåget mht. over og underspænding, fejlstrømme og temperatur.

Som servomotor anvendes i dag næsten udelukkende synkrone AC- motor, hvor spændingen til de tre viklinger synkroniseres med rotorpositionen. Rotorpositionen skal måles med en meget høj nøjagtighed for at kravene til dynamik og nøjagtighed kan opfyldes.Som styringsprincip ses U/f og VVC principperne anvendt.

Herunder ses et blokdiagram hvor rotorpositionen måles med en resolver, og desuden benyttes signalerne til at danne et hastighedssignal. Endvidere kan signalerne viderebehandles hvis det indirekte positionsmåleprincip er tilstrækkeligt.

Med resolveren er det altså muligt at opnå følgende tilbageføringssignaler:

Hastighed Rotorposition


25Fejlfinding

Maskin position

Da resolveren er robust og vedligeholdelsesfri, er den et udmærket alternativ til tachoen, der heller ikke ses i nyere systemer.

Digitale regulatorerDen positive udvikling inden for elektronik og microprocessortek-nologi har haft en kraftig indvirkning på servosystemernes udvikling i de senere år.Denne udvikling stiller nye krav til de nye systemkomponenters bearbejdningshastighed og nøjagtighed, idet disse muliggør digital drevregulering.

Her er nogle af fordelene ved digital drev-regulering:

gentagelsesnøjagtighed og stabilitet af reguleringsparametre let realisering af styringsforanstaltninger fleksibilitet af applikations-specifikke funktioner øget reguleringsnøjagtighed og område meget gode dynamiske egenskaber

Ved analog teknologi, foretages udligningsforanstaltninger ved hjælp af et potentiometer eller passive komponenter. Dette kan føre til offset- og temperatur-driftsproblemer. Ved digital regulering, kan de fastlagte reguleringsparametre lagres i en hukommelsesblok (som f.eks. EEPROM).

Microprocessoren gør det let at gennemføre funktioner som spærring af regulering, skift af dataregistre, osv. Selv komplette driftsprogrammer (processtyring) og drev-specifik intelligens kan lagres i elektronikken.

Ovennævnte udvikling på elektronikmarkedet har betydet, at der også kan stilles højere dynamiske krav til servodrev.

Endvidere kan nævnes følgende fordele som adskiller det digitale drev fra det pensionsmodne analoge drev:


26Fejlfinding

1. Adaptiv optimering og tuning under idriftsætning.2. Udvidet fejlfindings og diagnosticeringsværktøj indbygget i

drevet.3. Tilslutning til PC med opsætnings software.4. Scope funktion i tilsluttet PC.5. Opsamling af driftsparametre, eks. time og effektforbrug.6. Indbygget PLC og/eller indeksprogrammering.7. Tilpasningsmuligheder for flere motortyper.8. Tilslutning til bussystemer.

Herunder ses et blokdiagram af en digital regulator, hvor bør-værdien samt overvågningssignaler mm. bliver kommunikeret over en 32 bit bus.

Det universelle AC drevControl Techniques har igennem mange år leveret et digitalt drev (Uni-drive) der i samme enhed har følgende muligheder:

1. Åben-sløjfe U/F kontrol for paralleldrift af asynkronmotorer eller andre simple lastformer.


27Fejlfinding

2. Åben-sløjfe Vector kontrol for styring af en enkel asynkronmotor

3. Lukket-sløjfe Vector kontrol for styring af en enkelt asynkronmotor

4. Lukket-sløjfe servo kontrol for styring af en enkelt synkronmotor

5. Regeneretiv funktion som styrer effekten fra net til motor og omvendt.

Følgende fordele følger med drevet:

1. Nem tilpasning af et enkelt drevkoncept til flere motortyper og anvendelser, herunder ændring af eksisterende motorperformance til mere krævende anvendelse.

2. Enkel lagerføring af reservedele3. Kun et produkt giver nemmere skoling af personale.

Modulopbygget drevDanfoss er med deres drevkoncept VLT FC300 gået i fodsporene på Control Techniques og har valgt at modulopbygge drevet med option moduler der fungerer efter pluck and play princippet.Blandt mulighederne kan nævnes:

1. Bustilslutning2. ekstra relæ modul3. Tilslutning af encoder, resolver o.l.


28Fejlfinding


29Fejlfinding

Målesystemer

Et numerisk styresystems vigtigste opgave er at bringe de enkelte maskindele til at bevæge sig til ønskede positioner. For at dette kan ske skal CNC-maskinen konstant modtage de øjeblikkelige positioner for hver enkelt tilspændingsdrev (aksedrev), og til dette formål benyttes positionsmålesystemer der afgiver elektroniske signaler som konstant og pålideligt udtrykker tilspændingsdrevets øjeblikkelige position med den ønskede præcision.

Målesystemet indgår derfor i positionsreguleringen som feedback signal fra tilspændingsdrevet.

Som handleorgan anvendes overvejende en hastighedsreguleret motor der via en spindel og møtrik bevæger slæden til den ønskede position med den ønskede tilspændingshastighed.

I positionsreguleringssløjfen bliver bør-værdien tilført motorregulatoren og drevets aktuelle position bliver målt og ført tilbage til regulatoren som er-værdi, hvor afvigelsen bliver beregnet. Forskellen mellem bør-værdien og er-værdi, positionsafvigelsen, kan herefter bearbejdes af positionsregulatoren med hensyn til diverse tidsforhold. Positionsafvigelsen styrer tilspændingsenhedens styreorgan, tilspændingsdrevet.

På grund af ovenstående kan positionsregulering opfattes som en arbejdsmåde, hvor den regulerede størrelse, dvs., positionen, fortløbende bliver målt (er-værdi) og sammenlignet med førings-størrelsen (bør-værdien). Denne sammenligning (afvigelse) medfører at regulatoren automatisk søger at ændre udgangssignalet, indtil den korrekte position opnås (afvigelse 0).

Det kræves af positionsreguleringssløjfer til CNC-værktøjsmaskiner, at den tilhørende tilspændingsenhed kan følge den af NC-enheden dannede bør-værdi med mindst mulig forvrængning og


30Fejlfinding

tidsforsinkelse. Dette gælder både med hensyn til hastighed og geometrisk nøjagtighed.

Nedenstående tegning viser signalvejene i en positionsregulering.

Positionsreguleringskredsen består som ethvert reguleringssystem af en reguleringsenhed og en reguleringsstrækning.

Til reguleringsenheden hører: Positionsregulatoren, der består af sammenligningsdelen og

regulerings forstærker.

Til reguleringsstrækningen hører: Det elektriske drev med servomotor. De mekaniske overføringselementer. Positionsmålesystemet

Sammen kaldes reguleringsenheden og reguleringsstrækningen for tilspændingsdrevet.

De enkelte funktionsenheder i positionsreguleringen har følgende opgaver:

Positionsregulatoren sammenligner positions bør-værdien Wp med positions er-værdien Xp, som genereres af positionsmålesystemet. Positionsregulatoren genererer ud fra reguleringsafvigelsen en hastigheds bør-værdi Wv til bevægelsesenheden, der består af hastighedsregulator (Velocity) og motor.

Indgangsstørrelser til reguleringsenheden er således positions bør-værdien Wp og positions er-værdien Xp, udgangsstørrelsen er bør-værdien Wv til hastighedsregulatoren.


31Fejlfinding

Positionsmålesystemet genererer udfra slædens position en måleværdi Xp.

Reguleringsstrækningen omsætter hastigheds bør-værdien til en bevægelse, der svarer til en strækning. Tilspændingsdrevet omfatter en omdrejningshastigheds reguleret motor og de dertil tilkoblede mekaniske overføringselementer. De mekaniske overføringselementer består af de elementer, der befinder sig mellem motorkobling og værktøj, fx gear, gevindspindel, møtrik og værktøjsholder. De forstyrrelser reguleringen bliver påvirket af, er tilspændingskraften Fv.

Kraften overføres til positionsreguleringssløjfen via de mekaniske overføringselementer.

På hver af CNC-værktøjsmaskinens akser kræver positionsreguleringen en information om positions er-værdien. Det er positions måleudstyrets opgave at bestemme denne positions er-værdi.


32Fejlfinding

Krav til målesystemet: statisk og dynamisk nøjagtighed høj gentagelsesnøjagtighed høj opløsning linearitet stabilitet over for ydre påvirkninger

Positionsmåleudstyret arbejder efter forskellige principper. På det nedenstående oversigtsbillede ses de forskellige principper.


33Fejlfinding

Direkte målesystem

Såfremt et målesystem direkte måler maskindelens position, benævnes dette et direkte målesystem. Ved direkte positionsmåling af en slædes position, bliver positionen målt uden en mekanisk overførsel af bevægelse fra slæde til positionsmåleudstyr. Den direkte positionsmåling kan være meget nøjagtig, eftersom der ikke optræder mekaniske fejl mellem slæde og positionsmåleudstyr

Direkte positionsmåling af slædeposition med en lineal

Det direkte målesystem skal placeres så tæt på bearbejdningsstedet som muligt. Vendeslør optræder inde i reguleringskredsen, og der optræder ikke blivende positionsafvigelser. Alligevel bør vendesløret være så lille som muligt, for at lette optimering af reguleringen. Herudover medfører vendesløret pendling omkring den regulerede position, eller en mindre nøjagtig positionering, hvis reguleringssløjfen dæmpes.

Af konstruktive grunde er det ikke altid muligt at anvende den direkte positionsmåling, idet målehoved og målestav kræver meget plads i konstruktionen.

Indirekte målesystem

Hvis målesystemet derimod måler på tilknyttede maskindele” (f.eks. måler drejningsvinklen af spindlen, der bevæger maskindelen), tales om et indirekte målesystem. Et direkte målesystem er principielt at foretrække frem for et indirekte, idet der ved et sådant optræder fejl fra den mekaniske transmission (f.eks. spindelstigningsfejl og fejl fra deformation af maskindele). Imidlertid er indirekte målesystemer ofte billigere end direkte, hvorfor indirekte målesystemer er de hyppigst anvendte.


34Fejlfinding

Indirekte positionsmåling på en spindel

Indirekte positionsmåling indbygget i servo motoren

I stedet for den direkte positionsmåling, der måler lineært, kan den mindre pladskrævende måling foregå som en måling af roterende bevægelse. Den roterende bevægelse kan måles på motorakslen, på slædespindlen, eller via tandstang og tandhjul. Gennem egnede forholdsregler må der imidlertid tages højde for at de mekaniske fejl, såsom spindelstigningsfejl, spillerum mellem spindel og møtrik, spillerum mellem tandhjul og tandstang samt vendeslør, bliver så små som mulige.

Disse fejl er virksomme udenfor reguleringskredsen, de medfører derfor blivende positionsfejl og dermed mindre positioneringsnøjagtighed.


35Fejlfinding

De fleste styringer kan kompensere for disse unøjagtigheder idet korrektionsværdierne bliver lagret i styringen; men som statiske værdier.

Indirekte og direkte positionsmåling

Måleværdi Uanset hvilken positionsmålemetode der anvendes, vil måleudstyrets udgangssignal, måleværdien, fremgå af flg. oversigt:


36Fejlfinding

Analog / digital positionsmåling

Ved analogt arbejdende målesystemer danner systemet udefra den geometriske størrelse (strækning, vinkel) en proportional målbar størrelse, fx et elektrisk signal. Dette elektriske signal kan være fasevinklen mellem to signaler eller en amplitude (spænding/ strøm).Ved analogt positionsmåleudstyr er opløsningen givet ved det mindste målesignal, som udstyret entydigt kan adskille fra støjsignaler.

Fordelen ved denne metode er et entydigt forhold mellem den aktuelle position og målesignalet. Ulempen er målesystemets opbygning.

Ved digitalt arbejdende målesystemer bliver strækningen opdelt i et stort antal lige store inkrementer (dele). Inkrementerne bestemmer opløsningen på vejstrækningen. Et digitalt målesystem benytter en vis længdeenhed (f.eks. 5 µm) som grundenhed og angiver alle mål i denne enhed. I et inkrementelt digitalt målesystem er det samlede måleområde således delt i sektioner af grundenhedens længde. Når målesystemet erkender en bevægelse fra én sektion til den næste, afgives en puls.

Ved digitalt positionsmåleudstyr er opløsningen det mindste elementærskridt på udstyretFordele ved det digitale positionsmålesystem er den enkle opbygning af systemet, samt den sikre måleværdioverførsel.

Absolut / inkrementel positionsmåling

Der skelnes mellem absolutte og inkrementelle målesystemer. Et absolut målesystem kan til enhver tid fortælle styreenheden, i hvilken position maskinslæden befinder sig. Et inkrementelt målesystem giver derimod kun styreenheden oplysninger om ændringer i positionen.Absolut positionsmåling er mulig ved både analog som digital positionsmåling.Alle positioner er entydigt tilordnet en signalværdi. Fordelen er et maskinfast nulpunkt, hvorfra de absolutte positioner måles. Ulempen er den meget høje pris, som denne målemetode koster at realisere.

Et meget simpelt eksempel på absolut og analog positionsmålesystem er et potentiometer.

Inkrementel positionsmåling er kun muligt ved den digitale metode.Der fremkommer intet naturligt fast nulpunkt. Derimod kan enhver position udpeges til at være nulpunkt. Dette foregår ved at sætte positionsmålesystemets tællere til en værdi, der svarer til nulpunktet.

Såfremt et inkrementelt målesystem glemmer’ en puls, eller elektrisk støj giver falske pulser, vil dette resultere i en målefejl, som styresystemet aldrig siden vil erkende. Dette vil ikke kunne ske ved et


37Fejlfinding

absolut målesystem. Absolutte målesystemer er derfor at foretrække frem for inkrementelle, men er også dyrere.

Digital absolut positionsmåling

I et absolut digitalt målesystem vil den digitale værdi foreligge som en entydig binær kode, der svarer til den aktuelle position. Opløsningen afhænger af vejlængde / vinkel samt antal bit der indgår i koden. Ved et målesystems opløsningsevne forstås den mindste ændring, som dette med sikkerhed kan erkende.

Eksempel på opløsningsnøjagtigheder:

Analog absolut positionsmåling

Et analogt målesystem betjener sig ikke af nogen mindste måleenhed, men repræsenterer længderne ved andre fysiske størrelser, f.eks. elektriske spændinger eller modstande. Principielt kan et analogt målesystem måle vilkårligt små længder, men på grund af følsomheden er der i praksis en nedre grænse for, hvor små længder et analogt målesystem kan registrere.

I virkeligheden er det en vanskelig sag at bygge et analogt målesystem, der kan dække hele måleområdet for en værktøjsmaskine. Såfremt den mindste ønskede målelængde f.eks. er 0,01 mm, og den største er i m, giver dette et indbyrdes forhold på 1:100 000. Målesystemet skal derfor på visse områder være


38Fejlfinding

underkastet så fine tolerancer, at det bliver et meget bekosteligt system. Analoge målesystemer opbygges derfor normalt af flere sæt målesystemer, der dækker hver sit område. En analog absolut kan evt. være opdelt i flere målesystemer, f.eks. ét til grov måling, ét til mellem fin måling og ét til fin måling.


39Fejlfinding

Cyklisk-absolut positionsmåling

Cyklisk-absolut positionsmåling er et måleprincip hvor der som regel anvendes både analoge og digitale signaler. Ofte i forbindelse med anvendelsen af resolvere.En resolver afgiver et absolut analogt signal for en omdrejning, og ved at tælle antallet af omdrejninger kan systemet sammenholde de to signaler og bestemme en entydig absolut position. Efter spændingsudfald skal slæden køres i reference idet tællerens værdi bliver nulstillet.

Digital inkrementel positionsmåling.

Her skelnes mellem lineære og roterende målesystemer. De lineære målesystemer måler retliniede bevægelser, hvorimod de roterende registrerer vinkeldrejninger.

Aftastningssystemet ved begge typer digitalt positionsmåleudstyr er karakteriseret ved en opdeling i et antal vej- eller vinkel-inkrementer.

Til opmåling af den aktuelle vej eller vinkel anvendes forskellige fysiske effekter. Således kan der på måleudstyret være anbragt et raster af elektrisk ledende og ikke ledende felter, eller magnetiske og ikke magnetiske zoner. De fleste almindelige målesystemer anvender imidlertid fotoelektrisk aftastningssystem, hvor bevægelsen er inddelt i lige store inkrementer.

Det foto-elektriske princip består af en lyskilde, linse, aftastningsplade, en bevægelig skive eller lineal samt et antal fotoaftastere.

Den roterende skive eller linealen kan enten bestå af glas som kan gennemlyses eller et materiale af enten stål eller keramik som reflekterer lyskilden. Hvilken metode der anvendes afhænger af hvor stor afstand der er imellem delestregerne. Reflektionsprincippet medfører at der kan opnås en mindre afstand mellem stregerne.

GennemlysningsprincipMest benyttet er gennemlysningsprincippet, hvor der anvendes 4 fotoaftastere til detektering af lys/mørke ændringer.


40Fejlfinding

Fotoelektrisk aftastning efter gennemlysningsprincippet (Heidenhain)

Impulsgiverens aksel er forbundet til en skive af glas med delestreger. Delestregerne er ikke lysgennemtrængelige. Mellem lampen og den drejelige glasskive befinder der sig et faststående aftastningsgitter af glas med fire felter med streggitre.

Gittermønstret på aftastningsglasset og streginddelingen på den bevægelige glasskive er ens. De fire felter med streggitre er forskudt indbyrdes med en 1/4, 1/2, 3/4’ del af stregafstanden.Parallel rettet lys fra en miniaturelampe gennemlyser via en linse alle fire felter på den faststående del, samt drejelige glasskive med delestregerne. Det gennemstrømmende lys registreres af fire fotoelementer, der ligger bag den drejelige glasskive.Ved at dreje glasskiven ændrer lysstrømmen sig periodisk med gitterdelingen, eftersom delestregerne hhv. dækker eller ikke dækker for lyset.Nedenstående tegning fra firma Heidenhain viser, hvorledes glasskiven ved en bevægelse på 1/4 delestreg, skiftevis “skygger” for de omtalte fotoelementer.Positionerne 0, 1/4, 1/2 og 3/4 svarer til de viste markeringer a, b, c og d, i strømskemaet.


41Fejlfinding

Det modtagne lys omdannes af fotoelementer som tilnærmede sinusformede strømme I1, 12, 13 og 14.

For at undertrykke jævnstrømsandelen kobles fotoelementerne parvis således, at man får 2 udgangssignaler bestående af de to sinusformede udgangsstrømme I1-I2 og I3-I4, der er 90 faseforskudt. Antallet af signalperioder per omdrejning svarer til antallet af delestreger per omdrejning.

RefleksionsprincipDette princip anvendes ved omdrejninger fra ca. 10.000 til 40.000, idet glasskiven erstattes af en stålskive med reflekterende streger som bliver belyst, og refleksionerne aftastes af fotoelementer. Dette princip anvendes også ved lineære målesystemer over ca. 3 m. Ved at sammensætte del-elementer kan en stållineal monteres sammen på over 30 m med en nøjagtighed på 5 m.

Fotoelektrisk aftastning efter reflektionsprincippet (Heidenhain)


42Fejlfinding

ReferencemærkerDa inkrementelle målesystemer ikke har noget absolut nulpunkt, kan man ikke uden videre positionere en maskinslæde i en ønsket position hvis man ikke kender slædens øjeblikkelige position. Dette kan forekomme, når strømmen til styreenheden har været afbrudt. De fleste inkrementelle optiske målesystemer er derfor forsynet med et ekstra spor, der giver en puls i et bestemt referencepunkt. Såfremt alle bevægelsessekvenser påbegyndes i dette punkt, kan en slædeposition altid senere genskabes. Referencesporet kan også benyttes til automatisk kontrol af målesystemet under drift.Den efterfølgende elektronik danner udfra referencesporet en referenceimpuls, som anvendes til en præcis bestemmelse af slædens position. Denne puls indlæser en fastlagt positionsværdi, og herefter bestemmes den aktuelle position alene ud fra den øjeblikkelige tællerværdi.

Pseudo-absolut For at kombinere fordelen ved det absolutte måleprincip, hvor slæden jo ikke skal starte fra et reference punkt med det mere økonomiske inkrementelle måleprincip kan pulsgiver og tæller være forsynet af fra et batteri under spændingssvigt. Når forsyningsspændingen igen indkobles overføres tællerens aktuelle værdi til CNC styringen, og maskinen er øjeblikkelig klar til produktion. Derfor benævnelsen ”Pseudo-absolut”.Denne benævnelse anvendes også ved afstands-kodede referencemærker på måleudstyret.


43Fejlfinding

Referencesporet er som normalt placeret ved siden af inkrementsporet, men afstanden mellem referencemærkerne er entydig.

Pseudo-absolut lineal (Heidenhain)

Pseudo-absolut vinkelgiver (Heidenhain)

Ved begge ovenstående eksempler er det kun nødvendigt at passere 2 stk. referencemærker som sammenholdes med de passerede delstreger, og den absolutte position kan beregnes da afstanden mellem referencemærkerne og antallet af delstreger bliver lagt ind som maskinparametre.

Linealen kræver en bevægelse på max. 20 mm inden den absolutte position er fastlagt og ved vinkelgiveren er en rotation på 20 tilstrækkelig.


44Fejlfinding

UdgangssignalerDe meget svage strømme, (7-16APP, typisk 11APP ), fra fotoelementerne kan enten direkte omsættes til firkant pulser på f.eks. TTL-niveau i positionsgiveren, eller med ekstern konvertering.

De sinusformede strømme skal interpoleres, dvs. omkodes mht. signalniveau og vinkel, og derefter omdannes til firkantsignaler.

På billedet fra Heidenhain vises et udsnit af en analog interpolation hvorunder der en dannes flere faseforskudte hjælpesignaler.


45Fejlfinding

I dette eksempel bliver de analoge signaler forstærket med en faktor 5 således at udgangsfrekvensen er 5 gange højere.

Efterfølgende kan de to udgangssignaler forholdsvis simpelt forstærkes yderligere med få digitale komponenter.

Den eksterne behandling kan enten være i form af et eksternt monteret modul, et såkaldt EXE (Eksterne Impulsformer Elektronik) modul eller konverteringen kan være integreret i CNC delen.

Det nederste signal er reference signalet, også kaldet nulpulsen.

Analoge spændingssignalerNår sinusformede analoge signaler interpoleres, forstærkes de svage strømsignaler fra foto-elementerne ofte til spændingssignaler i impulsgiveren. Mest benyttet er udgangssignalet ~1 VPP.

~1 VPP (Heidenhain)

Med en 5 V DC forsyning er signalamplituden ved kabellængder op til 150m for A og B mellem 0,6 til 1,2VPP og reference signalet er typisk 0,5 V. Fordelen ved dette udgangssignal er at den efterfølgende interpolation kan integreres i NC delen.


46Fejlfinding

Digitale udgangssignalerHvis impulsgiveren afgiver digitale impulser anvendes som regel enten TTL (Transistor Transistor Logik) eller HTL (High Transistor Logik) som udgangssignaler.

TTL HTLForsyning 5 V DC 5 % 10 – 30 V DCLow <= 0,4 V <= 2,8 V ved 24 V High >= 2,4 V >= 20 V ved 24V

Disse firkantsignaler kan i NC delen neddeles med en faktor på op til 100.

Digital inkrementel lineær positionsgiver

På billedet vises funktionen for lineær positionsgiver efter gennemlysningsprincippet fra Heidenhain.

Positionsgiveren består af en målestav (glas/stål lineal) og en aftast-ningsenhed.Målestaven er normalt fastgjort til slæden på CNC-maskinen, og aftastningsenheden til det faststående stativ.

Lineære positionsgivere findes i to udgaver, henholdsvis åbne og kapslede udførelser.De åbne, hvor linealen ikke er beskyttet, har en høj nøjagtighed; men skal beskyttes mod snavs og kan derfor kun anvendes hvor det er muligt at beskytte måleudstyret ad anden vej. Til gengæld kan der opnås en positioneringsnøjagtighed ned til 0,1 m med en hastighed på op til 60m/min.


47Fejlfinding

Normalt anvendes kapslede linealer på værktøjsmaskiner på op til 2m idet prisen stiger voldsomt ved længder over 2 m. Her kan der opnås nøjagtigheder ned til 2 med hastigheder op til 120 m/min.

De efterfølgende snitbilleder viser en kapslet lineal.

SB: Fast befæstigelse GB: Justerbar befæstigelse E: Justerbar befæstigelse W: Aftastningsvogn F: Montagefod K: Kobling mellem W & F S: Sværd til tætningslisterne

L: Lampe K: Linse A: Aftastgitter M: Glaslineal G: Lineal hus D: Tætningslister

Positionsgiveren kræver en meget omhyggelig montering. Opspændingsfladerne skal være rene og uden maling, derudover skal


48Fejlfinding

fabrikantens krav til parallelitet, opretning og fastspænding overholdes.

Det er muligt at forsyne den lineære positionsgiver med en yderligere beskyttelse mod spåner og fugt (køle/smøremiddel) ved at montere et afdækningsprofil til overdækning af linealen samt beskytte ledningen med en armeret slange.

Herudover er det muligt at forsyne den lineære positionsgiver med et overtryk af tør og ren luft. ved hjælp af en trykluftforbindelse, hvor tilførslen af luft sker over en reduktionsventil og filter.

Digital absolut positionsmåling

Ved den digital absolutte positionsmåling anvendes en målestav eller skive, der er kodet således, at alle positioner er kendetegnet ved en individuel kode. Aftastningen sker som tidligere nævnt af fotoelektrisk vej.

Koden, der anvendes, er ofte den binære kode idet en konvertering mellem kodeværdi og absolut værdi ikke er nødvendig.

Tegningen herunder viser princippet for en binær kodet målestav med 5 spor (bit).

Der er imidlertid en ulempe ved den binære kode. Ved overgang fra en positionsværdi til en anden, forandrer flere bit værdi samtidigt. Dette kan medføre falske signalkombinationer på grund af tolerancer ved placering af fotoaftasterne.

For at forhindre ovenstående mulighed for fejl aftastning, kan den såkaldte V-aftastning anvendes.

Ved denne aftastningsmetode udnytter man en specialitet ved den binære talkode. Et nulsignal i et spor medfører, at der i sporet et nummer højere findes minimum to ens signalværdier, set i retning stigende talværdi.

Et signal i et spor medfører, at der i sporet et nummer højere findes min, to ens signalværdier, set i retning faldende talværdi.


49Fejlfinding

Ved en V-formig placering af aftastnings sensorerne, kan denne regel udnyttes til en sikker signal aftastning

Gives et 0 (nul) i et spor, skal sensoren i sporet et nummer højere, set i retning stigende talværdi, overtage aftastningen. Gives et 1 i et spor, skal sensoren i sporet et nummer højere, set i retning faldende talværdi, overtage aftastningen.

En anden mulig digital kode er Gray-koden. Fordelen ved denne kode er, at der ved hvert enkelt skift altid kun er et bit der ændrer værdi. Herved udelukkes fejlsignaler, stammende fra aftasterens tolerance. Ulempen er, at koden ikke er positionsbestemt.

Dette medfører at koden skal konverteres til binær kode inden styringen kan bearbejde positionsværdien

GRAY Kode

Uanset om Gray-koden eller den binære kode anvendes, så opstår der problemer med sporbredden når der stilles krav mht. længe og opløsning.

Hvis vi forstiller os en målestav på 1m skal der anvendes 17 spor for at opnå en opløsning der er bedre en 10m!

Ved at tilføje et ekstra spor med mange delstreger, som anvendes til synkronisering, og interpolere hver enkelt kodespor er det muligt med f.eks. 7 spor at opnå en opløsning på 0,1m ved molestavslængder over 3m. Den absolutte positionsværdi overføres kontinuerligt til styringen via et serielt interface.


50Fejlfinding

Princip for lineært absolut digital positionsmåling. (Heidenhain)

Tilsvarende opløsninger - fra 10 til 17 bit kan opnås med roterende impulsgiver efter samme princip

Princip for roterende absolut digital positionsmåling. (Heidenhain)

Ovenstående impulsgiver afgiver en absolut kode; men jo kun inden for en omdrejning, hvilket jo er tilstrækkeligt ved f.eks. 4.akse på en fræser. Ved at koble flere skiver sammen via præcisionsgear opnås en absolut måling på lineære bevægelser. Præcisionsgearet kan være udført med en nedgearing på 10:1 eller mere.

Impulsgiverne benævnes hhv. ”Singleturn” og ”Multiturn” positionsgivere


51Fejlfinding

Nedenstående tegning viser en ”Multiturn” absolut positionsmåler, hvor kodeskiven B er koblet direkte på slædespindlen. Den anden skive er tilkoblet den første kodeskive via et præcisionsgear 100:1. Den tredje skive er ligeledes tilkoblet med et præcisionsgear 100:1, men til den anden kodeskive.Dette giver i alt en bevægelsesomsætning på 10000 : 1.Ved en stigning på spindlen på 2 mm kan ethvert vej inkrement defineres indenfor l0000x2mm = 20 meter. Opløsningen er vist med kun fire bit for overskuelighedens skyld. En mere sandsynlig opløsning kunne være 10 bit eller mere.

Analogt positionsmåleudstyr

Analogt positionsmåleudstyr i forbindelse med CNC-maskiner, anvender hovedsagelig et induktivt princip hvor en vikling bliver forsynet med en vekselspænding og fra to 90 forskudte viklinger udtages målesignaler til videreforarbejdning. Ved at anvende to viklinger opnås at små fabrikations afvigelser mellem viklinger kan elimineres, samt variationer i forsyningen, spænding og frekvens, bliver uden betydning. Dermed opnås relativ god støjimmunitet, og signaler kan transmitteres over længere afstande uden væsentlige tab.

Resolver

Målesystemer med resolvere anvendes på numerisk styrede værktøjsmaskiner og robotter. Dette skyldes, at resolversystemer besidder visse åbenlyse fordele: Systemerne kan være både absolutte eller inkrementelle, de er ikke særligt kostbare, de tager ikke megen plads op, og de er lette at indpasse i maskinkonstruktioner.

Resolveren består af et robust stålhus og en præcist lejret rotor med en vikling. Rotorviklingens tilslutninger er enten ført ud af resolveren via slæberinge eller blive udtaget over en transformator. Ved den sidste løsning benævnes resolveren som værende børsteløs, og denne løsning er at foretrække idet der ikke er mekanisk berøring mellem hus og rotor bortset fra lejerne.

Statoren er i fast forbindelse med maskinfundamentet, og rotoren er ved mekanisk udveksling entydigt forbundet med slæden, således at


52Fejlfinding

rotoren drejer, når slæden bevæger sig. Statoren er forsynet med to viklinger, mellem hvilke der er en vinkel på 90.

Opbygningen af en typisk resolver ses herunder.

Børsteløs resolver: a) Tilslutningsdiagram. b) Opbygning.

Under drift forsynes rotorviklingen via transformeren med en konstant spænding og frekvens. I statorviklingerne (sinus- og cosinus-viklingerne) induceres en spænding med samme frekvens som rotorens forsyning. Udgangsspændingen og faseforskydningen fra de to statorviklinger er bestemt af rotorens øjeblikkelige position.

I moderne styringer bliver den efterfølgende behandling varetaget af en enkelt IC. Kredsen analyserer forholdet mellem resolverens to analoge udgangssignaler hvorved ændringer i f.eks. forsyning, frekvens, temperatur bliver uden betydning. Dermed kan der også tillades forholdsvis stor afstand mellem resolver og IC.

Herunder ses et blokdiagram af en RDC ”Resolver-to-Digital-Converter” IC fra Analog Devices.


53Fejlfinding

De to statorviklinger tilsluttes hhv. sin-sinlo og cos-coslo og rotorviklingen forsynes fra en ekstern oscillator som også anvendes på IC´en som reference.

Fasedetektoren (Sin Cos Multiplier), den spændingsstyrede oscillator (VCO) og tælleren udgør en lukket sløjfe hvor tællerens værdi er lig med rotorens aktuelle vinkel når vinklerne θ og er lig 0.

Udgangen Vel (Velocity) afgiver et bipolart analogt signal, der svarer til resolverens aktuelle hastighed. På CLKOUT er det tilsvarende digitale hastighedssignal og DIR signalet angiver aktuel omdrejningsretning.

Den absolutte positionsværdi med en opløsning på 12 bit overføres fra et skifteregister serielt via DATA ved hjælp af SCLK signalet.

Tilslutnings diagram

Hvis en højere opløsning pr omdrejning er påkrævet kan den to polede resolver udskiftes med en ti polet resolver hvor en 360 rotation medfører et elektrisk udgangssignal svarende til 5 x 360.

Resolveren kan afgive en absolut positionsværdi for en enkelt omdrejning så hvis der måles på en spindel kobles en tæller på, som holder rede på, hvor mange omdrejninger resolveren har gennemløbet. Denne, grove” måling er inkrementel. Der er derfor tale om en blanding af et absolut og et inkrementelt målesystem, og dette


54Fejlfinding

benævnes et cyklisk-absolut målesystem, som skal køres i reference efter spændingssvigt.

For at opnå en absolut positionsmåling over flere omdrejninger kan to resolvere kobles sammen i et multiturn system via præcisionsgear som vist herunder.

Men hvis en høj opløsning er påkrævet får slitage, vendeslør o. lign. en afgørende betydning mht. den ønskede nøjagtighed.


55Fejlfinding

Opsætning og Idriftsætning af digitale servodrev og frekvensomformer

GenereltOpsætning og idriftsætning af et servodrev kan være et omstændeligt og tidskrævende arbejde. Det er af afgørende betydning at man forbereder sig grundigt og følger fabrikantens anvisninger.

Følgende fremgangsmåde kan anvendes fra udpakning til drift af drev:

1. Modtagelse og udpakning2. Advarsler og forbehold i brugerguide3. Mekanisk og elektrisk installation4. Tuning og indjustering af regulator5. Implementering og Parametrering6. Testkørsel som stand alone drev7. Testkørsel smal scale8. Testkørsel full scale9. drift


56Fejlfinding

Modtagelse og udpakning

Når udpakning af det leverede drev er sket, er det en god ide først at tjekke styklisten og om drev og motor passer sammen (datablad), samt om motorkabel og encoderkabel er passer til motor og drev.Vær opmærksom på at motor ikke tåler stød, det er derfor en god ide at lade den blive i emballagen så længe som muligt. Hvis motoren tabes eller på anden måde udsættes for stød, eksempelvis en hårdhændet montering af kobling eller lignende på akslen, er der risiko for at motorens levetid forringes. Årsagen ligger i rotorens PM felt, der er sårbar overfor stød og slag. Hvis PM feltet svækkes vil motoren som kompensation optage en større strøm ved nominel belastning. Dette kan medføre til utilsigtet udkobling eller beskadigelse af motoren.

Advarsler og forbehold i brugerguide

Det kan opfattes som overflødigt og omstændeligt, men det må anbefales at man læser manualens afsnit med advarsler igennem inden man begynder installationen. Der er her tale om et afsnit, hvor fabrikanten dækker sig ind for at undgå at få en garantisag eller erstatningssag på nakken, hvis drevet tilsluttes eller anvendes forkert. Især under måling og fejlfinding er faren for personskade altid tilstede.


57Fejlfinding

Mekanisk installation

Den mekaniske installation er sjældent årsag til problemer, hvis man følger opsætningsvejledningen. Man skal dog især være opmærksom på miljø og omgivelser dvs.:

Servoomformerens indbygnings og afkølingsforhold i tavle. Ved høje omgivelsestemperaturer kan der være behov for ekstra køling eller derating af motoren (lav lastgrænse).

Servoomformerens sammenbygning med- og fri afstand til andre enheder.

Servoomformerens kapsling overfor væsker og legemer, herunder støv der kan påvirke afkølingen.

Motorens afkølingsforhold under forskellige driftsformer og ved indbygning

Elektrisk installation og EMC forhold

Advarsel: Hvis drevet har været tilsluttet for nylig, kan der være fare for at farlige restspændinger er oplagret i kondensatorer. Dette problem er størst ved store drevstørrelser. Afladningstiden for kondensatorerne kan findes i manualen, men hvis drevet har været frakoblet en time, vil det under normale omstændigheder være ufarligt at arbejde med. Tjek altid for en sikkerheds skyld mellemkredsspændingen med et multimeter.

Husk ved elektrisk installation:

1. Undersøg motorens typeskilt og skriv data ned til senere brug ved parameteropsætning.

2. Servodrevet kan leveres med eksternt eller internt EMC filter. Undersøg om filteret er tilstrækkelig til omgivelserne, eller om der skal monteres ekstra på grund af skærpede krav (hospitalsmiljø). Vær også opmærksom på om nettet kan acceptere servodrevet. I specielle tilfælde kan det være nødvendigt at foretage ændringer i nettet, f.eks. installation af specielt fejlstrømsrelæ til ensretterbelastning (f.eks. BENDER RCMA).


58Fejlfinding

3. Anvend altid kabler med skærm som styre- og motorkabler. Bemærk at motorkablets skærm som regel skal tilsluttes ved både drev og motor. Ofte er et servokabel konfektioneret med specialstik til motoren. Hvis dette ikke er tilfældet, kan man montere en EMC forskruning der klemmer ind på den afisolerede skærm (f.eks. Milltronic). OBS! Det er ikke nok at sno skærmen og samle den i en skrue eller lignende. Sådan en ”antenne” kaldes også en ”Pigtail”, og skader i EMC sammenhæng mere end den gavner. Skærmen skal frilægges under kappen ved afisolering og spændes/klemmes fast til apparatstel.

4. Ved meget lange motorkabler kan det blive nødvendigt at montere et ekstra LC filter.

Opsætnings SoftwareVær opmærksom på at den til drevet hørende opsætningssoftware kan være forældet. I dag hvor en digitalt servodriver er udstyret med microprocessor, er det normalt at firmwaren, og dermed drevets funktionalitet, ofte bliver opdateret. Dette medfører at den tilhørende opsætningssoftware også bliver ændret ganske tit.

Der er 2 grunde til at opdatere firmwaren:

Rettelser vedrørende sikkerhedsbrist. Ændringer i funktionalitet.

I første tilfælde er der sjældent behov for rettelser i opsætningssoftwaren, hvorimod rettelser ofte vil være påkrævet i det sidste tilfælde.I visse tilfælde kan der være behov for at opdatere firmwaren ”on location”. Opdatering af firmwaren er ikke uden risiko, idet servodrevet i værste fald kan være dødt hvis forsøget mislykkes (f.eks. ved spændingssvigt). Derfor vil det ofte være fabrikanten der tager sig af dette.Inden den medfølgende opsætningssoftware installeres, er det en god ide at tjekke fabrikantens hjemmeside eller ringe til leverandøren og eftertjekke om man er i besiddelse af seneste programversion.

Tuning og indjustering af regulator

I dag er opgaven med at tilpasse den digitale servoomformer til en servomotor nemmere end da de analoge drev dominerede markedet. Ofte bliver servoomformer og motor leveret samlet, med en rimelig garanti for at delene passer sammen.

Der er 2 måder at foretage tuning og indjustering:

Fra drevets operatørpanel på fronten Fra PC med opsætningssoftware


59Fejlfinding

Hvilken metode der vælges, afhænger af omstændighederne.I første tilfælde er manualen et uundværligt hjælpeværktøj, men da den oftest er skrevet på Engelsk, vil mange betragte den som en hæmsko.

Vælger man PC løsningen kan man ofte benytte en guide eller den såkaldte ”Wizard” (troldmand) til punkt for punkt indstilling af nødvendige parametre i den rigtige rækkefølge.

Der er stor forskel på anvendeligheden af de forskellige softwarepakker.Control Techniques har udstyret deres CTSoft opsætningsprogram med en trinvis opsætningsmetode, den såkaldte ”Setup Wizard”. Fremgangsmåden for opsætning af dette drev kan være:

1. Valg af drevtype: frekvensomformer i Open/closed loop eller servodrev

2. Valg af encoder og parametrering3. Indtastning af motordata manuelt eller fra database4. Valg af drevprofil: reversering og rampetider5. Valg af digital styremodel (input)6. Valg af analoge referencer7. Valg af start/stop logik8. Download9. Autotuning10. Afslutning

For at ”Wizarden” kan aktiveres skal:

Drevtypen vælges korrekt i et nyt projekt Drevet navngives Drevet være on-line. Korrekte motordata skal være tilstede

Hvis en af ovenstående krav ikke er opfyldt, vil en opsætning af drevet ikke lykkes.

Tuning af servodrevDet er ikke altid praktisk muligt at foretage en tuning af drevet med maskinen tilkoblet, da akslen ved nogle drev skal kunne rotere frit. Det bedste resultat af en autotuning får man dog som regel med motoren og maskine sammenkoblet.

Omrons servodrev ”XtraDrive” kan tunes på 3 måder:

1. Manuel direkte på servodrevet.2. Fast Tuning med programmet ”XtraWare”.3. Fine Tuning med programmet ”XtraWare”.


60Fejlfinding

Manuel tuningDen mest besværlige metode er selvsagt den manuelle, idet brugeren i værste fald manuelt skal indstille op til 13 parametre. For Omron drevet skal brugeren som minimum tage stilling til:

Kd Pn1AC Differential gain Kp Pn1AA Proportional gain Kiv Pn1AB Additional proportional gain Kis Pn1A9 Integral feedback gain Ka Pn1AD Acceleration gain

F.eks.: Kp værdien kaldes Proportional forstærkningen (gain), og indlæses i parameter Pn1AA.

Dertil kommer 5 filtre e.l. som kan forbedre drevydelsen yderligere.Auto tuning

Med opsætingsprogrammet ”XtraWare” kan der vælges mellem Fast Tuning og Fine Tuning.

Fast tuning laver et tabelopslag på baggrund af motor og driver typen samt Inerti forholdet, dvs. en cirka angivelse af forholdet mellem belastningen og motorens inerti (svingmasse).

Fine Tuning bevæger motoren frem og tilbage i en hurtig cyklus, samtidig med at den dynamisk indstiller i alt 8 tuningsparametre. Processen kan tage flere minutter.

Erfaringsmæssig giver ”Fine Tuning” den bedste kørselsprofil for motoren, men hvis man ikke har store krav til drevet, vil ”Fast Tuning” være tilstrækkelig i mange tilfælde.

Det er også muligt at autotune drevet direkte på servoomformeren.

Scope softwareHvor man tidligere under idriftsætning, havde behov for at efterprøve drevets ydeevne med et oscilloskop, kan man nu simpelt og hurtigt klare samme opgave med softwarens indbyggende grafprogram.

I Omron drevet kan man med en lille programstump der laver en simpel


61Fejlfinding

kørselsprofil. Med graf funktionen i XtraWare, kan data opsnappes fra drevet under opstart, som igen giver mulighed for at undersøge drevets såkaldte ”control loop performance”:

Grafen viser drevets positionsfejl under opstart. I eksemplet kan det ses at denne fejl er meget tæt på 0.

Mange opsætningsprogrammer har en graf eller oscilloskop funktion indbygget. Andre fabrikanter leverer scopesoftwaren ved siden af, men ens for dem alle er at det ofte er et gratis hjælpeværktøj, som er anvendeligt under idriftsætning og fejlfinding.

Funktionaliteten i grafprogrammet kan være mere eller mindre heldig, men grundlæggende gælder det at data af en eller anden slags bliver opsamlet og sammenholdt med en tidsakse (f.eks. frekvens, strøm eller spænding).

Herudfra udsprænger kravet til, hvor hurtigt er det muligt at ”sample” data fra drevet. Igen er der stor forskel og ingen konkret rettesnor. Selve dataopsamlingshastigheden afhænger bl.a. af:

Indstillet ”Sampling Rate” forbindelsens overføringshastighed PCéns processorhastighed. Om der er flere programmer kørende på PCén, eksempelvis et

opsætningsprogram der bruger samme forbindelse. Om PCén udfører andre datatransmissions opgaver (f.eks. på

Internettet) o.s.v.


62Fejlfinding

CTScope (herover) er et selvstændigt Windows program, som kan downloades fra Control Techniques hjemmeside. Den eneste ”betaling” for programmerne fra hjemmesiden, er en registrering af navn, firma mv., hvorefter man modtager en kode der fjerner den tilbagevendende påmindelse, om at man kun har en begrænset lånere.

Betjeningen af programmerne kan være mere eller mindre vanskelig, nogle gange helt umulig. Hvis man oplever det sidste, er eneste udvej at kontakte leverandøren. Fælles for mange af programmerne er, at man har forsøgt at få betjeningsfladen til at ligne et traditionelt oscilloskop, med betjeningsknapper på skærmen. En fiks detalje som gør at man hurtigt bliver dus med programmet.


63Fejlfinding

Fejlfinding

Fejlfinding på et moderne digitalt servodrev, er blevet betydelig lettere sammenlignet med ældre analoge drev, hvor man med lysdioder og skemaopslag, kun får listet mulige fejlindikationer som hjælp til at stille diagnosen.

Der findes grundlæggende følgende fejltyper som kan diagnosticeres:

1. Net fejl og tilslutninger til motor, encoder mv.2. Fejl i motor og belastningsforhold3. Hardwarefejl i frekvens- og servoomformer4. Opsætnings og indstillingsfejl


64Fejlfinding

Danfoss drev FC300 har nedenstående oversigt over fejlkoder:

Som det ses kan en fejl udløse en eller flere meddelelser/tilstande: Advarsel, en ikke kritisk tilstand. F.eks. kortvarig

overskridelse af strømgrænse. Alarm/trip, alvorlig fejl der medfører udkobling af omformer.

Drevet kan genindkobles (resettes) på betjeningspanel. F.eks. længerevarende overskridelse af strømgrænse.


65Fejlfinding

Alarm/trip-låst, meget alvorlig fejl der medfører udkobling af omformer. Drevet kan kun genindkobles på betjeningspanelet, efter at strømmen har været frakoblet og derefter tilsluttet igen. F.eks. ved markant stor overskridelse af strømgrænse, dvs. kortslutning på motorklemmer, jordslutning eller lignende.

I alle ovenstående tilfælde er drevet i stand til at beskytte sig selv mod ødelæggelse, alligevel vil der være situationer hvor omformeren er i fare for ødelæggelse, hvilket da også sker med mellemrum.

Udbedring af fejl falder typisk i 4 kategorier:

1. Genoprettelse af normaltilstand i omgivelser2. Udskiftning af drevdele3. Reparation på stedet af servicemontør4. Forkert eller manglende indstilling af omformer

Ad. 1 f. eks ved: Ledningsbrud i nettet eller til motor og encoder. Aflastning af motor/maskine eller udskiftning af motor

til kraftigere model. Ved væske/støv indtrængning kræves rengøring eller

udtørring af drevdele. Eventuel forbedring i miljøet med afskærmning, eller forhøjelse af kapslingsklasse for drevdele (f.eks. IP54 eller højere for drev, motor mv.).

Ad. 2 f.eks. ved: Afbrændt vikling eller nedbrudt PM felt i motor Defekt tilbageføringsenhed (encoder, resolver mv.) Defekt omformer.

I disse tilfælde foregår reparationen typisk ved at drevdelen sendes til fabrikantens serviceværksted eller et autoriseret værksted, der reparerer eller udskifter drevdelen.Det er i de fleste tilfælde ikke muligt at reparere drevdele af virksomhedens servicepersonale, da det ofte kræver stor ekspertise. Eksempelvis er det meget vanskeligt at slippe godt fra en renovering af en servomotor, da PM feltet let kan blive svækket ved adskillelse. Af samme grund må man ikke slå på en rotor aksel (AC servomotor), eller tabe motoren da PM feltet er følsom overfor slag. Resultatet vil være et højere strømforbrug, en omformer der kobler ud under belastning eller i værste fald en afbrændt motor.


66Fejlfinding

Ad. 3 f.eks. ved: Store drev som ikke

kan udskiftes og sendes til reparation

Vanskelige fejl som kræver specialviden og specialudstyr.

Specielt ved signal eller radio-støj problemer i nettet (EMC), kan der forekomme periodiske udfald af omformer, som kræver en netanalyse (se billede af Dranetz netkvalitets analysator).

Ad. 4 f.eks. ved: Fejlindstilling af strømgrænse, motorstørrelse mv. Forkert angivet antal encoder pulser og lignende. Manglende tuning af drev.

Udover de mere almindelige fejlårsager, er der ubegrænsede fejlmuligheder ved installation og opsætning af drev. Et moderne drev er konstrueret til at løse allround opgaver, som ofte indebærer tilslutning af option moduler, bus forbindelser mv. Her er ekspertviden om applikationen ofte påkrævet. Tænk på CNC maskiner, flyvende knive og robotudstyr.


67Fejlfinding

Hardwarefejl på drev

Om fejl i omformerenHvis en servo eller frekvensomformer fejler, vil man oftest, som tidligere omtalt, i mange tilfælde vælge at sende apparatet til ombytning eller udskifte med et nyt. Har man mod på det, er der mange penge at spare, ved at skifte modulerne ud selv. Dette kræver dog at man har adgang til en servicemanual til produktet, hvor man kan se reservedelsnumre og udskiftnings proceduren.

Skematisk tegning af Danfoss FC302. Fra venstre ses:

Radiostøjfilter (EMC) 3 faset ensretter brokobling Mellemkredskondensator og drosselspole LC filter og indkoblingskredsløb Vekselretter Strømmåling i 3 faser AC Bremsechopper med bremsemodstand Motor

Hardware fejl vil typisk forekomme i: Ensretter DC mellemkreds: kondensator, spoler, indkoblings relæ og

bremsechopper Vekselretter Styrekort


68Fejlfinding

Fejl i Ensretter

Med diodebroen afmonteret kan man med et ohmmeter fastslå, om en diode i blokken er defekt.

Der skal være en stor modstand i spærreretningen (high resistance) og en lille modstand i lederetningen (low resistance).


69Fejlfinding

Fejl i DC mellemkreds

I mellemkredsen kan kondensatoren(e) med tiden miste kapaciteten og kræve udskiftning. Udslidningstiden kan oplyses af fabrikanten. Ved fejl i mellemkredsen p.g.a. nedslidte kondensatorer, vil man bemærke at drevet har mistet dynamikken, bruger mere strøm end normalt og eventuelt tripper. En fejl ved Danfoss drevet kunne være fejl 38 ”Intern fejl”.

Fejl i Vekselretter

Kortslutter der en transistor (IGBT) i vekselretteren, på grund af overbelastning eller fejlstyring, ødelægges begge transistorer i ”grenen” på grund af gennemtænding. Hvis dette sker skal hele blokken udskiftes.


70Fejlfinding

Ved større omformere kan man nøjes med at udskifte den fejlramte ”gren”.


71Fejlfinding

StyrekortStyrekortet vil man normalt ikke reparere, men udskifte hvis det er defekt.

Måling på drev og motorTil måling på omformeren kan et multimeter og et oscilloskop anvendes. Den kombinerede udgave, det såkaldte ”ScopeMeter” indeholder et multimeter og et oscilloskop med indbygget hukommelse samt en mulighed for udprintning af måleresultatet.

Ved fejlsøgning kan spændings målinger gennemføres forholdsvis uproblematisk:

på netforsyningen på mellemkredsen på motoren

OBS: Man skal være opmærksom på at måling på omformer og motor, kræver et instrument der er beregnet til at måle på et ikke sinusformet signal, f.eks. Fluke 87-V.

Et almindeligt (billig) multimeter vil ikke måle korrekt, da spændingen til motoren jo består at en serie pulser med en meget høj frekvens. Da et almindeligt multimeter er bygget til at måle et sinus signal, vil det i bedste fald vise en mindre afvigelse, og i værste fald vise helt forkert eller melde fejl.

Scopemeteret samler målinger op med en meget høj frekvens (sampling), og er derfor i stand til at gengive det nøjagtige billede af motorstrøm eller spænding, samt de korrekte måleværdier.

Strømmåling er mest interessant på motoren, men kræver en strømtang der kan tilsluttes scopemeteret.


72Fejlfinding

ScopeMeter måling på forsyningssiden

Billedet viser en spændingsmåling som scopebillede på de 3 faser på forsyningssiden af omformeren, og et billede af den trefasede ensretterbro. Normalt er det kun muligt at se 2 faser på scopemeteret (2 kanaler). Kurverne har da en indbyrdes forskydning på 120 grader, i forhold til et fuldt kurveforløb på 360 grader. Kurven i højre side viser en måling af den ensrettede mellemkredsspænding som den vil se ud inden udglatning, altså hvis kondensatoren(e) er defekte.

ScopeMeter måling på mellemkredsen

Billedet viser det ensrettede spændingssignal før og efter LC filteret i mellemkredsen. Ensretteren i eksemplet er vist hhv. som en styret eller ustyret omformer (FC300 er ustyret). Med den styrede ensretter kan spændingen i mellemkredsen øges gradvis, så strømmen i indkoblingsøjeblikket ikke bliver for høj, og dermed sprænger den foran siddende sikring. Ved FC300 begrænses strømmen i indkoblingsøjeblikket med et såkaldt ”Inrush” kredsløb (se tegning tidligere).


73Fejlfinding

ScopeMeter måling på vekselretteren

Billedet viser mellemkredsspændingen i venstre side og vekselretteren i midten. Vekselretterkredsløbet styres fra styrekortet med pulssignaler til transistorerne (IGBT). Disse pulssignaler kan sendes til motoren med en frekvens fra typisk 4,5 (lav) til 16 kHz (høj), og kaldes switchfrekvensen. Den fabriksindstillede switchfrekvens er lav, hvilket medfører lave tab i vekselretteren. Til gengæld er støjen i motoren højest. Hvis støjen i et anlæg føles generende, f.eks. i et ventilationsanlæg, er det muligt at programmere en højere switchfrekvens i omformeren. Som det ses af strømmålingen i højre side af billedet, bliver sinuskurven mindre takket, hvilket igen medfører en mindre generende støj i motoren. Ulempen er større tab i omformeren, hvilket igen betyder at motoren ikke må belastes så fuldt ud. Det kan altså være nødvendigt at anskaffe en omformer i overstørrelse, hvis man vil bevare samme ydeevne (derating).


74Fejlfinding

Billedet viser en teoretisk model for motorspændingen på en Danfoss frekvensomformer. På vekselretteren vil man med scopemeteret kunne måle et ”koblingsmønster” fra fase U til et teoretisk nulpunkt. Motoren vil, p.g.a. motorspolernes dæmpende egenskaber, opfatte ”fasespændingen” som en mere jævn kurve. Endelig vil motoren opfatte spændingen mellem 2 faser som en ”Kombineret spænding”. De rene kurver er altså som motoren ser spændingen, og ikke som de ses med scopemeteret.

En praktisk måling mellem fase og et nulpunkt med scopemeter ses herunder:

En praktisk måling mellem 2 faser med scopemeter ses herunder:

De viste målinger er typiske for en tilfældig omformer. Vælger man at måle på et andet fabrikat/generation kan målingerne se anderledes ud. Man kan altså ikke afgøre om en omformer er defekt eller for den sags skyld i orden, ved kun at se på scopemeter målingen. En fejlsøgning på et drev består af en samlet vurdering af flere parametre, der skal sammen og sidestilles for hele maskinen.


75Fejlfinding

Fejlsøgning på målesystemer

Det kan være svært eller umuligt at måle direkte på en encoder, resolver eller lignende. Grunden er at der til disse enheder normalt leveres et stikmonteret kabel. Da der ikke findes en standard for disse stik og elektriske signalniveauer, er det nærmest praktisk umuligt at måle direkte på tilslutningsledningerne. I praksis er det normalt ikke nødvendigt da omformeren er et udmærket måleinstrument.Hvis drevet ellers er sat korrekt op, vil det være muligt at udlæse antallet af pulser på drevets display eller med den tilhørende opsætningssoftware.Dertil kommer at drevet i mange tilfælde melder fejl hvis encodersignalet svigter.

Systematisk fejlsøgning på en maskine

Guide til fejlsøgningFor at spare tid og dermed penge, er det nødvendigt at se på fejlsøgning som en systematisk proces.

Som ekspert i fejlsøgning handler det om at udskifte det defekte komponent på den kortest mulige tid. En ekspert i fejlsøgning bruger et system eller fremgangsmåde som giver mulighed for en logisk og systematisk analyse af et system og bestemme nøjagtigt hvad fejlen er.

Efterfølgende guide til fejlsøgning er en fortolkning af den såkaldte ”5 trins fejlsøgnings metode” fra hjemmesiden:www.machinetoolhelp.com, se under Troubleshooting.

Metoden er mere en indføring i en generel tænke måde som kan anvendes til at analysere et systems virkemåde, end en stepvis metode der begrænser sig til en bestemt type anlæg. Man kan benytte metoden, eller dele af den, på alle former for anlæg, også ikke elektrisk styrede.

5 trins fejlsøgnings metoden indeholder følgende trin:

Forberedelse1. Observation2. Definition af problemområde3. Identifikation af mulige årsager4. Bestemmelse af den mest sandsynlige årsag5. Test og reparation

Opfølgning


http://www.machinetoolhelp.com/

76Fejlfinding

ForberedelseInden man begynder at fejlsøge, skal man kende organisationens sikkerhedsregler vedrørende arbejde med elektrisk udstyr.Dernæst skal man indhente information og dokumentation vedrørende det udstyr der skal undersøges og problemets omfang. Det er meget nemmere at analysere en fejl, hvis man har en forståelse for maskinens virkemåde. Maskinens dokumentation med tegninger og funktionsbeskrivelser samt maskinens logbog og fejlrapporter bør være inde for rækkevidde.Dertil kommer en beskrivelse af problemet fra operatøren eller noter fra en samtale med denne, som indeholder en betjeningsvejledning og eventuel operatørens beskrivelse af tidligere fejl.

Trin 1: ObservationDe fleste fejl har en logisk årsag. Ved omhyggelig observation og en smule fornuft, kan de fleste fejl identificeres til komponentniveau med få enkle test. Når man overvåger udstyr der svigter, bør man se efter udvendige tegn på mekaniske skade såsom:

Tegn på kollision Skamfilede ledninger Løse komponenter Tegn på overophedning af ledninger, spoler, print mv.

Man må ikke glemme at bruge sine andre sanser i undersøgelsesfasen. Lugten af brændt isolering bemærkes nemt. Ved at lytte til maskinen under drift, får man måske en ide om hvor fejlen kan ligge. En forhøjet temperatur kan også henlede til en fejl. Her skal man passe på da arbejdende udstyr kan være så varmt, at man kan få alvorlige forbrændinger.

Ved udstyr der ikke kører som det skal:

Skaf kendskab til korrekt funktion, hvorved analysearbejdet lettes betragteligt.

Bemærk udstyrets tilstand ved første eftersyn. Hvilke relæer er trukket, hvilke lamper lyser. Er der motoren eller andet hjælpeudstyr i drift. Hvis udstyret er, eller lige har været i drift, er det det bedste tidspunkt til inspektion. Igen, brug sanserne.

Gennemprøv udstyret så grundigt som muligt, og noter alle afvigelser. Er der en operatør i nærheden kan denne sikkert svare på spørgsmål der opstår under afprøvningen.


77Fejlfinding

Trin 2: Definition af problemområde

På dette trin blandes logisk tænkning og resonement med observationerne, for at bestemme problemområdet i det fejlramte udstyr. Det er sandsynligt at en del af udstyret fungerer som det skal. Nøglen til denne del af fejlsøgningen er observationerne fra trin 1. Alle enkeltfunktioner der virker korrekt, kan udelukkes en efter en, og til sidst har man indkredset det fejlramte område.

Som hjælp til et indkredse problemområdet bør man have følgende dokumentation ved hånden:

Brugervejledning Oversigtstegning Nøgleskema Sekvensskema Pneumatik og hydraulik skema

Trin 3: Identifikation af mulige årsager

Når problemområdet er indkredset, skal de mulige årsager til fejlen identificeres. Alle komponenter i problemområdet er under mistanke.Det er nødvendig at opliste (og nedskrive) alle fejlmuligheder som kan afføde problemet, uanset hvor usandsynlige de kan synes. Igen vil tidligere observationer være en stor hjælp.

Trin 4: Bestemmelse af den mest sandsynlige årsag

Når listen over de mest sandsynlige fejlårsager er lavet, skal de ranglistes. Selvom det er muligt at se flere samtidige fejl på en maskine, er det ikke almindeligt. Derfor, gå efter et enkelt fejlende komponent af gangen.Følgende liste viser med hvilken sandsynlighed fejl opstår i elektrisk udstyr.

1. Kig efter komponenter der har en tendens til at brænde af eller blive udslidt:

Mekaniske kontakter Sikringer (se efter årsagen) Relæ kontakter Pærer

2. Anden mest sandsynlige fejlkomponent er: Spoler og kontaktorer Motorer Transformere andre komponenter med viklinger

Her er støv en typisk årsag til en forøget varmeudvikling med afbrænding til følge.

3. Tredje prioritet er tilslutnings steder og samlinger. Specielt skruer og boltede samlinger kan med tiden blive løse. Det


78Fejlfinding

medfører en større modstand i samlinger, og med opvarmning og eventuel afbrænding til følge. Størst er problemet hvis klemmerne er udsatte for vibrationer. Fjederbelastede klemmer er mindre udsatte for dårlige forbindelser.

4. Endelig er der selve ledningstrækket. Se efter ledninger der ligger over en skarp kant, har forbindelse til en låge eller en maskindel i bevægelse. På en ny maskine er det heller ikke unormalt at oplever fortrådnings fejl.


79Fejlfinding

Trin 5: Test og reparation

Test af elektrisk udstyr indebærer ofte en stor risiko for mennesker og udstyr. Vær opmærksom på at virksomhedens sikkerhedsbestemmelser følges nøje. Eventuelle restspændinger i motorstyringer skal man have respekt for.

Efter at have bestemt den mest sandsynlige fejl, skal teorien enten bekræftes eller afkræftes. Da man ofte ikke umiddelbart kan se fejlen med det blotte øje, er det her testudstyr af forskellig art kommer ind i billedet.

Følgende udstyr kan komme på bane for at indkredse en formodet fejl:

Multimeter Scopemeter Amperemeter Megohmmeter (megger) Omdrejningstæller PC med diagnosesoftware (PLC eller scopeprogram) Vibrationsmåleudstyr Temperaturføler Lækagedetektor Termografiudstyr Netkvalitets måleudstyr O.s.v.

En vigtig regel er at forsøge at forudse hvilken måling man forventer at se på et givet instrument inden målingen foretages. Hertil bruges dokumentationens kredsløbsskemaer. Afviger målingen fra den forventede værdi, er man på rette spor, og kan efterfølgende indkredse fejlen. Husk at nedskrive delkonklusioner på et rapport ark, efterhånden som fejlfindingen skrider frem.

Når fejlen er lokaliseret, overgår man til at udskifte det fejlende komponent. Igen skal virksomhedens sikkerhedsregler iagttages og følges nøje. Anvend afskærmning, advarselsskilte og hængelåse, så risikoen for at anlægget sættes underspænding under reparationen er så lille som mulig.

Efter at det fejlende komponent er udskiftet skal maskinen testes. Det er her vigtigt at fastslå om man har fundet ned til kernen af problemet.

Man kan opdele fejl i 2 typer: Primære fejl Sekundære fejl

En primær fejl kan være en overbelastet motor, og en sekundær fejl vil, i den forbindelse, typisk være en udkoblet maksimalafbryder eller termoudløser. Hvis man kun opnår at afhjælpe en sekundær fejl, kan


80Fejlfinding

man være sikker på, at man inden længe bliver kaldt tilbage, for at gøre arbejdet færdigt.

Det skal bemærkes at en test procedure kan være en meget stor opgave, som vi ikke vil tage hul på her.

Opfølgning på fejlfinding Selvom det ikke er et officielt punkt i 5 trins fejlfindingsprocessen, bør man forsøge at dykke ned i baggrunden for hvordan fejlen opstod.

Fejlede komponenten på grund af alder? Var det det omgivende miljø der var årsag til rust, støv eller

lignende? Er der mulighed for slitage eller klemning på ledninger Er fejlen opstået på grund af forkert betjening Er det en konstruktionsfejl der får udstyret til at fejle igen og

igen.På baggrund af disse enkle spørgsmål, har man mulighed for at undgå lignende fejl i fremtiden.Der findes flere PC baserede systemer som kan anvendes til at gemme historik om fejltyper og indsats, med henblik på at forebygge nedbrud.

Ovenstående fremgangsmåde kan medvirke til at man udvikler sin egen måde at fejlfinde som en ekspert.

Begreber Servoomformer, servoregulator, servodriver eller bare

omformeren – under et, er det elektronikken der styrer en servomotor.

Servomotor, synkronmotor – motoren der skal udføre arbejdet. Servodrev eller bare ”Drev”: servomotor og servoomformer

under et. Trip - Drevet Tripper eller er trippet: drevet kobler ud eller er

udkoblet. I2t (udtales I i anden t): Drevets matematiske formel for

motoropvarmning og beskyttelse heraf. Parameter: ”indstillingsværdi” f. eks.: maksimal hastighed. Vekselretter (engelsk. Inverter) leverer en variabel spænding

og frekvens til motor. Bremse-chopper (udtales bremse-tjopper). IGBT: Isoleret Gate Bipolar Transistor. Transistor switch i

vekselretteren. Mellemkreds også kaldet DC-link eller DC bus.


Leif - Ingeniørfirmaet Pro-Consult A/S · Web viewFor AC asynkronmotoren styret med...

Documents

Transcript of Leif - Ingeniørfirmaet Pro-Consult A/S · Web viewFor AC asynkronmotoren styret med...