Já se interrogou sobre como configurar um servo driver para obter o máximo desempenho? Este guia abrange tudo o que precisa de saber sobre o ajuste dos parâmetros de ganho, desde o controlo da posição até à regulação da velocidade. Aprenderá a afinar manual e automaticamente o seu sistema servo para um funcionamento suave e preciso, garantindo uma eficiência e estabilidade óptimas. Mergulhe para dominar a arte da configuração de servo controladores e melhorar os seus projectos de automação!
Os servomotores são componentes integrais em sistemas automatizados, particularmente para o controlo preciso da posição. Esta capacidade é uma caraterística padrão na maioria das marcas de servomotores, tornando-os versáteis para várias aplicações industriais.
O funcionamento dos servomotores é regido por um mecanismo de controlo sofisticado. O controlador transmite uma série de impulsos eléctricos ao motor, com cada parâmetro de impulso a servir uma função específica. O número de impulsos determina o ângulo de rotação, permitindo um posicionamento preciso, enquanto a frequência de impulsos determina a velocidade de rotação do motor. Este controlo de velocidade está intrinsecamente ligado à definição da relação de transmissão eletrónica, que actua como um multiplicador entre os impulsos de comando e a rotação real do motor.
Ao colocar em funcionamento um novo sistema servo, é crucial seguir um processo de afinação sistemático para obter um desempenho ótimo. Comece por ajustar o ganho de posição (Kp) para garantir que o motor funciona com a máxima suavidade e o mínimo de ruído audível. Este passo constitui a base para um funcionamento estável. Em seguida, considere a relação do momento de inércia entre o motor e a carga, que é um fator crítico na estabilidade do sistema. Muitos servo-drives modernos oferecem funcionalidades de auto-ajuste que podem estimar este rácio, proporcionando um ponto de partida fiável para uma maior otimização.
Após o ajustamento da inércia, concentre-se na afinação da malha de velocidade. Ajustar os parâmetros de ganho de velocidade (Kv) e de tempo de integração da velocidade (Ti). Estas definições são essenciais para conseguir um funcionamento suave e contínuo a baixas velocidades, mantendo uma elevada precisão de posição. O ajuste fino destes parâmetros permite um equilíbrio entre o desempenho de resposta e a estabilidade do sistema, crucial para aplicações que requerem um controlo preciso do movimento.
Definir o ganho proporcional do regulador de controlo de posição. Quanto maior for o ganho, maior será a rigidez e menor será o desfasamento da posição sob o mesmo impulso de comando de frequência. No entanto, uma definição demasiado elevada pode causar oscilação ou ultrapassagem. O valor do parâmetro é determinado pelo modelo específico do sistema servo e pela carga.
Definir o ganho de avanço do controlo de posição. Quando o valor definido é maior, o atraso da posição sob qualquer impulso de comando de frequência é menor, o ganho de avanço do loop de posição é maior e as características de resposta a alta velocidade do sistema de controlo são melhoradas. No entanto, isto pode causar instabilidade e oscilação no sistema. Quando não são necessárias características de resposta elevada, este parâmetro é normalmente definido para 0, com um intervalo de 0-100%.
Defina o ganho proporcional do regulador de velocidade. O valor do ganho aumenta com uma definição mais elevada, tornando o sistema mais rígido. O valor do parâmetro deve ser determinado com base no modelo específico do sistema de servoaccionamento e na carga. Geralmente, quanto maior for a inércia da carga, maior será o valor definido. Tente definir um valor mais elevado, assegurando que o sistema não produz oscilações.
Defina a constante de tempo integral do regulador de velocidade. Quanto mais pequeno for o valor definido, mais rápida é a velocidade de integração. O valor do parâmetro é determinado com base no modelo específico e na carga do sistema de servoaccionamento. Em geral, quanto maior for a inércia da carga, maior será o valor definido. Na condição de o sistema não gerar oscilações, o objetivo é definir um valor mais pequeno.
Definir as características do filtro passa-baixo de realimentação da velocidade.
Quanto maior for o valor, menor será a frequência de corte e menor será o ruído gerado pelo motor.
Se a inércia da carga for grande, o valor definido pode ser aumentado de forma adequada.
Se o valor for demasiado elevado, a resposta será lenta, o que pode provocar oscilações.
Quanto mais baixo for o valor de corte, mais rápida será a resposta.
Se for necessária uma resposta a uma velocidade superior, o valor definido pode ser reduzido de forma adequada.
Definir o valor limite do binário interno do servo condutor.
O valor de regulação é expresso em percentagem do binário nominal.
Este limite está sempre em vigor e define a gama de impulsos de conclusão de posicionamento no modo de controlo de posição.
Este parâmetro fornece uma base para o condutor determinar se o posicionamento está completo no modo de controlo de posição.
Quando o número de impulsos restantes no contador de desvios de posição é inferior ou igual ao valor definido para este parâmetro, o condutor considera o posicionamento completo e o sinal do interrutor no local está ligado. Caso contrário, está desligado.
No modo de controlo de posição, o sinal de conclusão do posicionamento é emitido e o valor definido da constante de tempo de aceleração e desaceleração determina o tempo de aceleração do motor de 0 a 2000 RPM ou o tempo de desaceleração de 2000 a 0 RPM.
As características de aceleração e desaceleração são lineares e o intervalo de velocidade de chegada é definido. No modo de controlo de não posição, se a velocidade do servomotor exceder o valor definido, o sinal do interrutor de chegada de velocidade está ligado, caso contrário, está desligado.
Este parâmetro não é utilizado no modo de controlo de posição e é independente da direção de rotação.
Ajustar o valor KVP do ganho proporcional à velocidade
Após a instalação do servo sistema, os parâmetros devem ser ajustados para garantir uma rotação estável. Começar por ajustar o valor KVP do ganho proporcional à velocidade. Antes de efetuar quaisquer ajustes, definir o ganho integral KVI e o ganho diferencial KVD para zero e, em seguida, aumentar gradualmente o valor KVP. Observe se existe alguma oscilação quando o servomotor pára e ajuste manualmente os parâmetros KVP para ver se a velocidade de rotação é visivelmente rápida ou lenta. Se o valor de KVP causar os problemas acima mencionados, reduzir o valor de KVP para eliminar a oscilação e estabilizar a velocidade de rotação. Este valor será o valor do parâmetro determinado preliminarmente. Repita o processo de correção conforme necessário para atingir o valor ideal.
Ajustar o valor KVI do ganho integral
Aumentar gradualmente o valor KVI do ganho integral para produzir o efeito integral. Como mencionado na introdução ao controlo integral, o valor KVP e o efeito integral podem causar oscilação e instabilidade quando atingem valores críticos. Da mesma forma, reduza o valor de KVI para eliminar a oscilação e estabilizar a velocidade de rotação. Este valor será o valor do parâmetro determinado preliminarmente.
Ajustar o valor KVD do ganho diferencial
O principal objetivo do ganho diferencial é suavizar a rotação da velocidade e reduzir o excesso de velocidade. O aumento gradual do valor de KVD melhorará a estabilidade da velocidade.
Ajustar o valor KPP do ganho proporcional de posição
Se o valor KPP for ajustado demasiado, o posicionamento do motor será ultrapassado, causando instabilidade. Neste caso, reduza o valor KPP para reduzir o excesso e evitar a instabilidade, mas tenha cuidado para não o ajustar demasiado pequeno, uma vez que irá reduzir a eficiência do posicionamento.
Os servo controladores modernos são computorizados e a maioria deles oferece uma função de ajuste automático de ganho, que pode lidar com a maioria das condições de carga. Durante o ajuste de parâmetros, pode utilizar primeiro a função de ajuste automático de parâmetros e, em seguida, efetuar ajustes manuais, se necessário. O ajuste automático de ganho também tem várias opções. Normalmente, a resposta de controlo está dividida em diferentes níveis, como resposta alta, média e baixa, e os utilizadores podem defini-la de acordo com os seus requisitos.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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