Привод для DC мотора, Вопрос ремонта или создания нового Опции

[manul78]

Уважаемые коллеги,

Подвизался я недавно пару станков отремонтировать на "солидном предприятии", и столкнулся с
следующей проблемой. Для перемещения стола использовались древние привода ЭТ1Е1. Мои пред-
шественники - совершенно разбомбили платы управления сих приводов. Обслуживают они движки
постоянного тока на 110 В. Схем - нет, ничего - нет. По платам - мамай прошел. Сел, разрисовал и
ужаснулся ! Обратная связь по току - через тахомост. Реактор какой-то с мою голову, транзисторы
однопереходные - словом ветхий завет. Вот затужил я и думаю, не ужели нет современных простых
решений на микросхемах, и прочей нормальной элементной базе. В одном форуме мне посоветовали
собрать импульсный источник с регулируемым выходом. В другом месте привод готовый купить и т.д.

Господа, если сталкивался кто с такой проблемой посоветуйте пожалуйста, есть ли рабочие решения
данной проблемы. А то смотрю я на этот ящик посылочный с тиристорным мостом и мощностью аж 500 ватт и руки опускаются...

[repairDV]

Обратная связь по току - через тахомост. Реактор какой-то с мою голову

По скорости. Реактор там - большо-о-ой, меди много. Странно, как это народ упустил, обычно реакторы сдают на цветмет в первую очередь.

[Stanislav]

А что от движка (или от регулятора) получить-то надо?
500 Вт на 110В - не такие уж героические параметры...

[repairDV]

Да тут основная проблема-то будет не в этом. У станочных приводов есть особенность работы, состоящая в том, что нагрузка изменяется мгновенно. Как иллюстрация этого явления - примеры. Если это простой станок, то токарь-станочник делает так. На ускоренном перемещении подводит инструмент к обрабатываемой поверхности детали за несколько миллиметров от неё, меняет скорость перемещения рабочего органа на "рабочую скорость", предусмотренную технологией и его опытом, т.е. низкую скорость. Эти несколько мм движения нагрузка на привод будет небольшой, в момент соприкосновения интрумента с деталью она изменится мгновенно. Второй пример: если станок с ЧПУ, то технолог технологическую программу забьёт так же: вначале - ускоренные перемещения функцией F99, затем в нескольких мм от обрабатываемой поверхности до инструмента произойдёт переход на "рабочую скорость" функциями F01-F39 (не помню точно максимальное значение рабочей скорости, кажется, F39), точно так же несколько мм перемещения двигатель будет иметь одну нагрузку, в момент соприкосновения с деталью нагрузка изменится скачкообразно. Если скорости будут не соответствовать, то произойдёт нарушение технологии. Для чего в приводе и предусмотрена обратная связь по тахогенератору. Если он исправен, то вам крупно повезло. Вам нужно беречь его, как зеницу ока. Но это ещё не самое страшное. Если вы сможете сделать электропривод и он будет работать на простом станке, не с ЧПУ, то токарь ещё сможет приспособиться к тем значениям "рабочих скоростей", которые предусмотрите вы. Хуже будет, если станок с ЧПУ и само устройство ЧПУ не разграблено и руководство завода захочет, чтобы станок работал по технологии. В этом случае вам придётся столкнуться со следующим: технолог, который будет писать технологическую программу для обработки детали, будет ориентироваться не на те скорости, которые вы сделаете от себя, а на значения функций F - скорость перемещения рабочего органа и S - скорость вращения шпинделя, которые предусмотрены стандартом по технологии. Для примера, одна из сложных операций - режим резьбонарезания. Он сочетает в себе 2 функции: перемещение рабочего органа и скорость вращения шпинделя. Если одна из этих функций не будет соответствовать технологическому стандарту, то резьбу станок сделает неправильно. Т.е., если это станок с ЧПУ, то вам нужно будет сориентировать скорость "рабочих перемещений" и вращения шпинделя на технологические стандарты для данного станка, которые крайне жёстки. Если вы захотите воосстановить заводскую схему привода: достанете схему, сделаете платы, сделаете монтаж, то восстановление схемы ещё не о чём не говорит. Самое главное там - это инструкция по настройке привода. В старых приводах схема упрвления аналоговая, там всё завязано по обратным связям, и самому, без инструкции по настройке, сделать это крайне трудно. Особенно - цепь обратной связи по скорости от тахогенератора - это самая сложная часть. Так что, на такую задачу один человек потратит очень много времени.

[jackBU]

По моему мнению Ваша проблема (насколько я ее воспринял) не слишком сложная и отработанных рецептов хватает (взять например книгу Башарина по электроприводу). В Вашем случае, наверно, сработает традиционная система подчиненного регулирования. Внешний контур по оборотам, а внутренний по току. Настройка на оптимум по модулю. Реализация на современной элементной базе будет достаточно недорогой и компактной (при минимальной функциональности, конечно).

[evgeny_ch]

По скорости. Реактор там - большо-о-ой, меди много. Странно, как это народ упустил, обычно реакторы сдают на цветмет в первую очередь.

Реактор обычно делали из нихромовой проволоки. Если гасить энергию привода медным резистором, дорого получится.

[repairDV]

Реактор обычно делали из нихромовой проволоки. Если гасить энергию привода медным резистором, дорого получится.

Реактор - это большой дроссель, а не резистор. Энергия не гасится, а сглаживается.

Реализация на современной элементной базе будет достаточно недорогой и компактной (при минимальной функциональности, конечно).

Для постоянника подойдёт даже PIC16. На зарубежных станках постоянники вроде уже и не применяются.

[kram]

не ужели нет современных простых
решений на микросхемах, и прочей нормальной элементной базе. В одном форуме мне посоветовали
собрать импульсный источник с регулируемым выходом. В другом месте привод готовый купить и т.д.

Так что решили делать?
Если покупные привода - обычно народ ставит ижевские или болгарские. Ещё нарывался при поиске на английские. Если нужно, могу ссылки подбросить.
Или сами думаете делать? Если да, можем скооперироваться. Есть очень похожая задача и интересное (или бредовое ) её решение, позволяющее сделать современную систему при небольших трудозатратах и минимальных вложениях денех.

[manul78]

Или сами думаете делать? Если да, можем скооперироваться. Есть очень похожая задача и интересное (или бредовое ) её решение, позволяющее сделать современную систему при небольших трудозатратах и минимальных вложениях денех.

Спасибо, что откликнулись, поэтому отвечаю всем сразу.

1. Станок координатно-расточной. Не ЧПУ. Привод используется для перемещения стола по осям
X и Y притом один на два двигателя. Все это организованно при помощи кучи реле и переклю-
чателей. Т.е реверс и комутация по осям, а также конечные точки на концевиках и т.д.

2. Точности несчастный оператор (пока !) не требует никакой, никакой речи о том, чтобы фрезеровать
изделие с определенной скоростью и .т.д. Он будет счастлив даже если просто перестанет рас-
тачивая плиту под пресс-форму не будет крутить ручки до опупения бегая от точки до точки...

3. Тахогенератора там нет никакого ! С тахогенератором намного проще! Там непонятный моей голове
, выросшей в цифровой век, ТАХОМОСТ !

4. Схема на привод у меня есть, и руководство. Но в руководстве все в общих чертах. Элементы на
плате я все исправные поставил. Но это не факт. Основное это настройки. Я даже схему в MICRO
CAP загнал, и однопереходной транзистор из двух PNP и NPN смоделировал... Зарылся я короче...

По поводу конструктивного сотруднечества. ВСЕГДА ГОТОВ !

Моя идея на данный момент такова: Собрать импульсник для питания обмотки возбуждения 110 В
И импульсник на 110В для якорного питания. А движком управлять ШИМ модуляцией, используя
обратную связь по току (через покупной индуктивный датчик тока, с выходом на АЦП) и по оборотам используя либо датчик холла или фотодатчик + колесо с прорезью на валу.
Короче что-то типа преобразователя частоты... но для постоянного тока.

С микроконтроллерами ATMEL и железом дружу очень давно. Только вот аналоговые дела не очень
люблю... База для испытаний и финансовые средства имеются.

Еще раз прошу, дорогие коллеги. Если путь мой не верный, поправьте, чтоб не ходил я по давно
пройденным и тупиковым тропинкам

[repairDV]

Ну, лично я бы сделал так: постарался бы пошукать нормальный электродвигатель с тахогенератором и поставил условие руководству завода о необходимости замены(естественно, с изменением суммы оплаты за стыковку механики). Силовой мост оставил тиристорным. Возбуждение - не регулируемым. Обратная связь по скорости от таха была бы, и если расточнику не требуется суперточность, задача стала бы довольно простой. Кстати, в старых отечественных приводах-постоянниках не было обратной связи по току, только по скорости. Защита была - только входной автомат.

[TheMad]

А еще двигатель постоянного тока может работать генератором (разумеется, при наличии тока в обмотке возбуждения при наличии таковой). Поэтому можно давать ему ШИМ, а в паузах измерять напряжение на нем и по нему делать вывод о скорости вращения. Где-то пробегали несложные схемы стабилизации именно скорости на этом принципе, поищите в сети. Сам лет 15 назад делал такое для сверлилки - работало, но с тех времен все пылью покрылось и восстановлению не подлежит.

[kram]

Наверное, вам надо сделать что-то типа такого устройства:
http://www.stoikltd.ru/netshop/privod/privod_38.html
При использовании обратной связи по напряжению якоря, будете иметь погрешность по скорости 2%. Если поставите тахогенератор, снизите её до 0,5%. Это если использовать именно этот прибор...

Сообщение отредактировал kram - Sep 21 2007, 11:08

[Oldring]

Хуже будет, если станок с ЧПУ и само устройство ЧПУ не разграблено и руководство завода захочет, чтобы станок работал по технологии. В этом случае вам придётся столкнуться со следующим: технолог, который будет писать технологическую программу для обработки детали, будет ориентироваться не на те скорости, которые вы сделаете от себя, а на значения функций F - скорость перемещения рабочего органа и S - скорость вращения шпинделя, которые предусмотрены стандартом по технологии. Для примера, одна из сложных операций - режим резьбонарезания. Он сочетает в себе 2 функции: перемещение рабочего органа и скорость вращения шпинделя. Если одна из этих функций не будет соответствовать технологическому стандарту, то резьбу станок сделает неправильно.

Не совсем так.

У станков с ЧПУ точность обеспечивается обратной связью от датчиков координат. Тахогенератор обеспечивает работу промежуточного контура обратной связи по скорости. Без него тоже можно было бы стабиллизировать контур обратной связи по координате - но с большим шумом из-за дискретности датчиков кординат и люфтов. Да и более быстрая реакция конутра стабиллизации скорости, действительно, помогает лучше отрабатывать скачки нагрузки.

[repairDV]

У станков с ЧПУ точность обеспечивается обратной связью от датчиков координат.

Точность позиционирования рабочего органа. Скорость же перемещения его и скорость вращения шпинделя - это полностью функция электропривода. У УЧПУ даже нет такой функции: контроль скорости. Хотя, возможно, у современных зарубежных CNC появилась.

[Oldring]

Точность позиционирования рабочего органа. Скорость же перемещения его и скорость вращения шпинделя - это полностью функция электропривода. У УЧПУ даже нет такой функции: контроль скорости. Хотя, возможно, у современных зарубежных CNC появилась.

Если есть обратная связь по координате рабочего органа - она автоматически обеспечивает точность отработки скорости рабочим органом. По крайней мере в низкочастотной области. Так как скорость - это производная координаты.

Что касается отсутствия датчиков положения шпинделя у выпускавшихся в СССР токарно-винторезных станков - такого просто быть не может. Так как у них был режим многопроходовой нарезки резьбы. То есть привод шпинделя регулировать его положение не мог - но положение резца должно быть связано через ЧПУ с положением шпинделя.

P.S. Контроль скорости рабочего хода был у всех известных мне токарных и фрезерных ЧПУ разработки, по крайней мере, 70-х годов. Он осуществлялся через обратную связь по координате.

P.P.S. Тахомост - видимо, речь идет именно про определение скорости вращения двигателя постоянного тока по генерируемому его обмотками ЭДС. Очевидно, этим станкам высокая точность задания скорости не нужна - следовательно, использование самого двигателя в качестве тахогенератора оправдано.