Variação do servomotor: Causas, soluções e prevenção

Em que condições é que o servo motor treme? Como é que os problemas causados pela trepidação do servomotor podem ser resolvidos? Quais são as soluções?

Por exemplo, se o tempo de aceleração e desaceleração for definido demasiado pequeno, o servomotor produzirá uma elevada inércia quando arrancar ou parar subitamente.

O aumento do tempo de aceleração e desaceleração pode resolver este problema.

Segue-se uma análise das causas da instabilidade do servomotor efectuada por internautas, para sua referência.

Ponto de vista 1

Quando o servo motor treme à velocidade zero, o ganho deve ser definido como baixo para reduzir o valor do ganho.

Se o alarme parar quando o motor arranca, a razão mais provável é que a sequência de fases do motor esteja incorrecta.

Ponto de vista 2

Seguem-se algumas razões pelas quais os servomotores podem apresentar instabilidade e sugestões sobre como resolver os problemas:

• Se o servomotor tremer à velocidade zero, tente reduzir o valor do ganho definindo o ganho como elevado.
• Se a sequência de fases do motor não estiver correcta, pode fazer com que o alarme pare quando o motor arranca.
• Definir o ganho do PID demasiado alto, especialmente depois de adicionar D, pode causar instabilidade no motor. Neste caso, tente aumentar P e reduzir I, e evite adicionar D.
• Também podem ocorrer desvios se o codificador estiver ligado incorretamente.
• Se a inércia da carga for demasiado grande, considere a substituição do motor e do acionador por um maior.
• A perturbação da porta de entrada analógica pode causar instabilidade, e a adição de um anel magnético à linha de entrada do motor e ao servo condutor A linha de entrada de alimentação pode ajudar a manter a linha de sinal afastada da linha de alimentação.
• A má ligação à terra do motor da interface do codificador rotativo também pode causar vibrações.

Ponto de vista 3

① Cablagem do servo:

• Utilizar o cabo de alimentação, o cabo do codificador e o cabo de controlo normais e verificar se o cabo está danificado;
• Verificar se existe uma fonte de interferência perto da linha de controlo, se está paralela ou demasiado próxima do cabo de alimentação de alta corrente nas proximidades;
• Verificar se existe alguma alteração no potencial do terminal de ligação à terra para garantir uma boa ligação à terra.

② Parâmetros do servo:

• A definição do ganho do servo é demasiado grande, pelo que se recomenda o ajuste manual ou automático dos parâmetros do servo;
• Confirmar a definição da constante de tempo do filtro de feedback de velocidade. O valor inicial é 0. Tente aumentar o valor da definição;
• A definição da relação de transmissão eletrónica é demasiado grande, pelo que se recomenda voltar à definição de fábrica;
• Tente ajustar a frequência e a amplitude do filtro de harmónicas.

③ Sistema mecânico:

• O acoplamento que liga o eixo do motor e o sistema de equipamento está deslocado e o parafuso de montagem não está apertado;
• Um mau engate da polia ou da engrenagem também conduzirá a uma variação do binário de carga. Tentar funcionar sem carga. Se estiver normal durante o funcionamento sem carga, verifique se a parte da junta do sistema mecânico está anómala;
• Confirmar se a inércia da carga, o binário e a velocidade são demasiado grandes e tentar funcionar sem carga. Se o funcionamento sem carga for normal, reduzir a carga ou substituir o acionador e o motor por outros de maior capacidade.

Ponto de vista 4

A instabilidade do servomotor é causada pela estrutura mecânica, o circuito de velocidade, a placa de compensação e o servoamplificador do sistema servo, a inércia da carga, a parte eléctrica, etc.

Summário

1. A vibração causada pela estrutura mecânica pode ser dividida em dois casos

1) Sem desvios de carga:

• A base do motor não é firme, a rigidez não é suficiente ou a fixação não é apertada.
• A pá do ventilador está danificada, o que destrói o equilíbrio mecânico do rotor.
• O veio está dobrado ou rachado. Pode ser resolvido apertando o parafuso, substituindo a pá da ventoinha e o veio.

2) Se a vibração ocorrer após o carregamento, é geralmente causada pela falha do dispositivo de transmissão.

Pode considerar-se que existem defeitos nas seguintes partes:

• A rotação da polia da correia ou do acoplamento é desequilibrada.
• A linha central do acoplamento é incoerente, pelo que o motor e o eixo mecânico não coincidem.
• A junta da correia de transmissão está desequilibrada. Pode ser resolvido ajustando o dispositivo de transmissão para o equilibrar.

2. Jitter causado por um problema de loop de velocidade

O ganho integral, o ganho proporcional e o ganho de realimentação da aceleração da malha de velocidade podem ser inadequados.

Quanto maior for o ganho, maior será a velocidade, maior será a força de inércia e menor será o desvio, o que torna mais provável a ocorrência de tremores.

A definição de um pequeno ganho pode manter a velocidade de resposta e é menos provável que provoque desvios.

3. Desvio causado por falha da placa de compensação e do servoamplificador do sistema servo

Quando o motor pára repentinamente durante o movimento, pode causar uma instabilidade significativa. Isto deve-se frequentemente a uma ligação incorrecta do terminal BRK ou a definições de parâmetros no servoamplificador.

Para reduzir o jitter, a constante de tempo de aceleração e desaceleração pode ser aumentada. Em alternativa, o motor pode ser iniciado ou parado mais lentamente utilizando o PLC.

4. Jitter causado pela inércia da carga

O problema com a calha de guia e o parafuso pode causar um aumento da inércia da carga.

O momento de inércia da calha de guia e do parafuso de avanço tem uma grande influência na rigidez do sistema de acionamento do servomotor.

Com um ganho fixo, um momento de inércia maior leva a uma maior rigidez e a uma maior probabilidade de vibração do motor.

Por outro lado, um momento de inércia mais pequeno leva a uma rigidez reduzida e a uma menor probabilidade de trepidação do motor.

Para reduzir a inércia da carga e evitar a instabilidade do motor, uma solução é mudar a calha de guia e o parafuso para um diâmetro mais pequeno, o que reduzirá o momento de inércia.

5. Jitter causado pela parte eléctrica

O travão não está desengatado, o que faz com que a tensão de retorno se torne instável.

Verifique se o travão está engatado e tente utilizar o controlo vetorial do codificador para produzir um determinado binário, reduzindo o binário para resolver a instabilidade.

Se a tensão de retorno for anormal, verificar se o período de vibração está relacionado com a velocidade.

Se for o caso, verifique se a ligação entre o fuso e o motor do fuso está defeituosa ou se o fuso e o gerador de impulsos instalado na cauda do motor do fuso AC estão danificados.

Se não estiver relacionado com a velocidade, verificar se existem falhas na placa de circuito impresso e verificar ou reajustar a placa de circuito.

A trepidação súbita do motor durante o funcionamento é, na maioria dos casos, causada por uma falta de fase. Verifique se o fusível derreteu, se os contactos do interrutor estão bons e se cada fase da rede eléctrica tem energia.

Considerações finais

Depois de ler a análise fornecida por estes internautas, tem uma ideia geral do que pode causar a instabilidade do servomotor?

Se se deparar com este problema, pode investigar as possíveis causas sugeridas pelos internautas.

Além disso, é importante estar ciente destes problemas e tomar medidas para evitar a vibração do servomotor.