Você já se perguntou como configurar um servo driver para obter o máximo desempenho? Este guia aborda tudo o que você precisa saber sobre o ajuste dos parâmetros de ganho, desde o controle de posição até a regulagem de velocidade. Você aprenderá a fazer o ajuste fino manual e automático do seu sistema servo para obter uma operação suave e precisa, garantindo eficiência e estabilidade ideais. Mergulhe de cabeça para dominar a arte da configuração do servo driver e aprimorar seus projetos de automação!
Os servomotores são componentes integrais em sistemas automatizados, especialmente para o controle preciso da posição. Essa capacidade é um recurso padrão na maioria das marcas de servomotores, o que os torna versáteis para várias aplicações industriais.
A operação dos servomotores é regida por um sofisticado mecanismo de controle. O controlador transmite uma série de pulsos elétricos para o motor, sendo que cada parâmetro de pulso tem uma função específica. O número de pulsos determina o ângulo de rotação, permitindo um posicionamento preciso, enquanto a frequência do pulso determina a velocidade de rotação do motor. Esse controle de velocidade está intrinsecamente ligado à configuração da relação de engrenagem eletrônica, que atua como um multiplicador entre os pulsos de comando e a rotação real do motor.
Ao colocar em funcionamento um novo sistema servo, é fundamental seguir um processo de ajuste sistemático para obter o desempenho ideal. Comece ajustando o ganho de posição (Kp) para garantir que o motor opere com o máximo de suavidade e o mínimo de ruído audível. Essa etapa forma a base para uma operação estável. Em seguida, considere a relação do momento de inércia entre o motor e a carga, que é um fator crítico para a estabilidade do sistema. Muitos servo drives modernos oferecem recursos de ajuste automático que podem estimar essa relação, fornecendo um ponto de partida confiável para otimização adicional.
Após a correspondência de inércia, concentre-se no ajuste do loop de velocidade. Ajuste os parâmetros de ganho de velocidade (Kv) e tempo de integração de velocidade (Ti). Essas configurações são fundamentais para obter uma operação suave e contínua em baixas velocidades e, ao mesmo tempo, manter uma alta precisão de posição. O ajuste fino desses parâmetros permite um equilíbrio entre o desempenho responsivo e a estabilidade do sistema, crucial para aplicações que exigem controle preciso do movimento.
Defina o ganho proporcional do regulador de controle de posição. Quanto mais alto for o ganho, maior será a rigidez e menor será a defasagem da posição sob o mesmo pulso de comando de frequência. No entanto, uma configuração muito alta pode causar oscilação ou ultrapassagem. O valor do parâmetro é determinado pelo modelo específico do sistema servo e pela carga.
Defina o ganho de avanço do controle de posição. Quando o valor definido é maior, o atraso da posição sob qualquer pulso de comando de frequência é menor, o ganho de avanço do loop de posição é maior e as características de resposta em alta velocidade do sistema de controle são aprimoradas. No entanto, isso pode causar instabilidade e oscilação no sistema. Quando as características de alta resposta não são necessárias, esse parâmetro geralmente é definido como 0, com um intervalo de 0-100%.
Defina o ganho proporcional do regulador de velocidade. O valor do ganho aumenta com uma configuração mais alta, tornando o sistema mais rígido. O valor do parâmetro deve ser determinado com base no modelo específico do sistema de servoacionamento e na carga. Em geral, quanto maior for a inércia da carga, maior será o valor definido. Tente definir um valor maior, garantindo que o sistema não produza oscilação.
Defina a constante de tempo integral do regulador de velocidade. Quanto menor for o valor de configuração, mais rápida será a velocidade de integração. O valor do parâmetro é determinado com base no modelo específico e na carga do sistema de servoacionamento. Em geral, quanto maior for a inércia da carga, maior será o valor definido. Sob a condição de que o sistema não gere oscilação, procure definir um valor menor.
Defina as características do filtro passa-baixa de realimentação de 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 poderá ser aumentado adequadamente.
Se o valor for muito alto, a resposta será lenta, o que pode causar oscilação.
Quanto mais baixo for o valor de corte, mais rápida será a resposta.
Se for necessária uma resposta de velocidade mais alta, o valor definido pode ser reduzido adequadamente.
Defina o valor do limite de torque interno do servo driver.
O valor de configuração é expresso como uma porcentagem do torque nominal.
Esse limite está sempre em vigor e define o intervalo de pulsos de conclusão de posicionamento no modo de controle de posição.
Esse parâmetro fornece uma base para o motorista determinar se o posicionamento está completo no modo de controle de posição.
Quando o número de pulsos restantes no contador de desvio de posição é menor ou igual ao valor definido desse parâmetro, o driver considera o posicionamento completo e o sinal do interruptor no local é ligado. Caso contrário, ele é desligado.
No modo de controle 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 a faixa de velocidade de chegada é definida. No modo de controle sem posição, se a velocidade do servomotor exceder o valor definido, o sinal do interruptor de chegada de velocidade será ativado; caso contrário, será desativado.
Esse parâmetro não é usado no modo de controle de posição e é independente do sentido de rotação.
Ajuste o valor KVP do ganho proporcional de velocidade
Depois que o sistema servo for instalado, os parâmetros devem ser ajustados para garantir uma rotação estável. Comece ajustando o valor KVP do ganho proporcional à velocidade. Antes de fazer qualquer ajuste, defina o ganho integral KVI e o ganho diferencial KVD como zero e, em seguida, aumente gradualmente o valor KVP. Observe se há alguma oscilação quando o servomotor para e ajuste manualmente os parâmetros KVP para ver se a velocidade de rotação está visivelmente rápida ou lenta. Se o valor de KVP causar os problemas mencionados acima, reduza o valor de KVP para eliminar a oscilação e estabilizar a velocidade de rotação. Esse 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
Aumente gradualmente o valor de KVI do ganho integral para produzir o efeito integral. Conforme mencionado na introdução ao controle integral, o valor de 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. Esse valor será o valor do parâmetro determinado preliminarmente.
Ajuste do valor de KVD do ganho diferencial
O principal objetivo do ganho diferencial é suavizar a rotação da velocidade e reduzir o overshoot. O aumento gradual do valor de KVD melhorará a estabilidade da velocidade.
Ajustar o valor KPP do ganho proporcional de posição
Se o valor de KPP for ajustado em demasia, o posicionamento do motor será ultrapassado, causando instabilidade. Nesse caso, reduza o valor de KPP para reduzir a ultrapassagem e evitar a instabilidade, mas tome cuidado para não ajustá-lo muito pequeno, pois isso reduzirá a eficiência do posicionamento.
Os servo drivers modernos são computadorizados e a maioria deles oferece um recurso de ajuste automático de ganho, que pode lidar com a maioria das condições de carga. Durante o ajuste de parâmetros, você pode primeiro usar a função de ajuste automático de parâmetros e depois fazer ajustes manuais, se necessário. O ajuste automático de ganho também tem várias opções. Normalmente, a resposta do controle é dividida em diferentes níveis, como resposta alta, média e baixa, e os usuários podem defini-la de acordo com suas necessidades.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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