Сервоприводы Honeywell выбор и особенности применения

Под сервоприводом чаще всего понимают механизм с электромотором, который можно попросить повернуться в заданный угол и удерживать это положение. Однако, это не совсем полное определение.

Если сказать полнее, сервопривод Honeywell — это привод с управлением через отрицательную обратную связь, позволяющую точно управлять параметрами движения. Сервоприводом является любой тип механического привода, имеющий в составе датчик (положения, скорости, усилия и т.п.) и блок управления приводом, автоматически поддерживающий необходимые параметры на датчике и устройстве согласно заданному внешнему значению.

Иными словами:

1.    Сервопривод получает на вход значение управляющего параметра. Например, угол поворота

2.    Блок управления сравнивает это значение со значением на своём датчике

3.    На основе результата сравнения привод производит некоторое действие, например: поворот, ускорение или замедление так, чтобы значение с внутреннего датчика стало как можно ближе к значению внешнего управляющего параметра

Наиболее распространены сервоприводы, которые удерживают заданный угол и сервоприводы, поддерживающие заданную скорость вращения.

Сервоприводы Honeywell имеют несколько составных частей:

Привод — электромотор с редуктором. Чтобы преобразовать электричество в механический поворот, необходим электромотор. Однако зачастую скорость вращения мотора бывает слишком большой для практического использования. Для понижения скорости используется редуктор: механизм из шестерней, передающий и преобразующий крутящий момент.

Включая и выключая электромотор, можно вращать выходной вал — конечную шестерню сервопривода, к которой можно прикрепить нечто, чем мы хотим управлять. Однако, для того чтобы положение контролировалось устройством, необходим датчик обратной связи — энкодер, который будет преобразовывать угол поворота обратно в электрический сигнал. Для этого часто используется потенциометр. При повороте бегунка потенциометра происходит изменение его сопротивления, пропорциональное углу поворота. Таким образом, с его помощью можно установить текущее положение механизма.

Кроме электромотора, редуктора и потенциометра в сервоприводе имеется электронная начинка, которая отвечает за приём внешнего параметра, считывание значений с потенциометра, их сравнение и включение/выключение мотора. Она-то и отвечает за поддержание отрицательной обратной связи.

К сервоприводу тянется три провода. Два из них отвечают за питание мотора, третий доставляет управляющий сигнал, который используется для выставления положения устройства.

Теперь давайте посмотрим, как управлять сервоприводом извне.

Управление сервоприводом. Интерфейс управляющих сигналов

Чтобы указать сервоприводу желаемое положение, по предназначенному для этого проводу необходимо посылать управляющий сигнал. Управляющий сигнал — импульсы постоянной частоты и переменной ширины.

 

То, какое положение должен занять сервопривод, зависит от длины импульсов. Когда сигнал поступает в управляющую схему, имеющийся в ней генератор импульсов производит свой импульс, длительность которого определяется через потенциометр. Другая часть схемы сравнивает длительность двух импульсов. Если длительность разная, включается электромотор. Направление вращения определяется тем, какой из импульсов короче. Если длины импульсов равны, электромотор останавливается.Чаще всего в серводвигателях Honeywell импульсы производятся с частотой 50 Гц. Это значит, что импульс испускается и принимается раз в 20 мс. Обычно при этом длительность импульса в 1520 мкс означает, что сервопривод должен занять среднее положение. Увеличение или уменьшение длины импульса заставит сервопривод повернуться по часовой или против часовой стрелки соответственно

Также стоит отметить, что это всего лишь общепринятые длины. Даже в рамках одной и той же модели сервопривода может существовать погрешность, допускаемая при производстве, которая приводит к тому, что рабочий диапазон длин импульсов немного отличается. Для точной работы каждый конкретный сервопривод должен быть откалиброван: путём экспериментов необходимо подобрать корректный диапазон, характерный именно для него.

На что ещё стоит обратить внимание, так это на путаницу в терминологии. Часто способ управления сервоприводами называют PWM/ШИМ (Pulse Width Modulation) или PPM (Pulse Position Modulation). Это не так, и использование этих способов может даже повредить привод. Корректный термин — PDM (Pulse Duration Modulation). В нём крайне важна длина импульсов и не так важна частота их появления. 50 Гц — это норма, но сервопривод будет работать корректно и при 40, и при 60 Гц. Единственное, что нужно при этом иметь в виду — это то, что при сильном уменьшении частоты он может работать рывками и на пониженной мощности, а при сильном завышении частоты (например, 100 Гц) может перегреться и выйти из строя.

Характеристики сервоприводов Honeywell

Теперь давайте разберёмся, какие бывают сервоприводы и какими характеристиками они обладают.

Крутящий момент и скорость поворота

Сначала поговорим о двух очень важных характеристиках сервопривода: о крутящем моменте и о скорости поворота.

 

Момент силы, или крутящий момент — векторная физическая величина, равная произведению радиус-вектора, проведенного от оси вращения к точке приложения силы, на вектор этой силы. Характеризует вращательное действие силы на твёрдое тело.

Скорость сервопривода измеряется интервалом времени, который требуется рычагу сервопривода, чтобы повернуться на 60°. Характеристика 0,1 с/60° означает, что сервопривод поворачивается на 60° за 0,1 с. Из неё несложно вычислить скорость в более привычной величине, оборотах в минуту, но так сложилось, что при описании сервоприводов чаще всего используют такую единицу.

Стоит отметить, что иногда приходится искать компромисс между этими двумя характеристиками, так как если мы хотим надёжный, выдерживающий большой вес сервопривод, то мы должны быть готовы, что эта могучая установка будет медленно поворачиваться. А если мы хотим очень быстрый привод, то его будет относительно легко вывести из положения равновесия. При использовании одного и того же мотора баланс определяет конфигурация шестерней в редукторе.

Форм-фактор

Сервоприводы Хоневелл различаются по размерам. И хотя официальной классификации не существует, придерживаются нескольких размеров с общепринятым расположением крепёжных элементов. Их можно разделить на: маленькие, средние, большие

Внутренний интерфейс

Сервоприводы Ханивелл бывают аналоговые и цифровые. Так в чём же их отличия, достоинства и недостатки?

 

Внешне они ничем не отличаются: электромоторы, редукторы, потенциометры у них одинаковые, различаются они лишь внутренней управляющей электроникой. Вместо специальной микросхемы аналогового сервопривода у цифрового собрата можно заметить на плате микропроцессор, который принимает импульсы, анализирует их и управляет мотором. Таким образом, в физическом исполнении отличие лишь в способе обработки импульсов и управлении мотором.

Материалы шестерней

 

Шестерни для сервоприводов Honeywell бывают из разных материалов: пластиковые, карбоновые, металлические. Все они широко используются, выбор зависит от конкретной задачи и от того, какие характеристики требуются в установке.

Коллекторные и бесколлекторные моторы

Существует три типа моторов сервоприводов Honeywell: обычный мотор с сердечником, мотор без сердечника и бесколлекторный мотор

Самые популярные модели сервоприводов: Honeywell M7284Q1106, Honeywell M7284Q1082, Honeywell M7284C1000, Honeywell M6284F1078-F/U, Honeywell LKS 210-21, Honeywell MT4003C1005,  Honeywell LKS 160-83, Honeywell V4055A1114, Honeywell V4055A1130, Honeywell M6284D1026, Honeywell m6184F1014, Honeywell m9494d1000, Honeywell LKS 160-44, Honeywell LKS210-08, Honeywell  LKS 310-35, Honeywell V4055A1114, Honeywell V4055D1035, Honeywell V4055D1019

Особенности сервоприводов Honeywell:

• Встроенная распределительная коробка обеспечивает защиту от внешних условий класса NEMA 3.

• Встроенная возвратная пружина после отключения питания возвращает вал двигателя в нормальное положение.

• Двигатель и электрические схемы работают от напряжения 24 В переменного тока. Предусмотрены модели с установленным изготовителем трансформатором или с возможностью установки встроенного трансформатора на месте применения.

 • Быстроразъёмные клеммы в стандартной комплектации, предусмотрен адаптер для резьбовых клемм.

 

• Предусмотрен кронштейн-переходник для адаптации высоты положения вала в соответствии с таковой для старых двигателей.

• Ход двигателя может регулироваться по месту установки (от 90° до 160°).

 • Корпус из литого под давлением алюминия.

• Встроенные вспомогательные выключатели могут устанавливаться изготовителем, либо добавляться по месту применения.

• Номинальное стандартное время полного хода составляет 30 секунд (ход 90°) и 60 секунд (ход 160°). Могут поставляться двигатели с другим временем полного хода.

 

• Двигатели с пружинным возвратом могут применяться для перемещения штоков нормально открытых или нормально закрытых клапанов от приводного и от вспомогательного конца вала.

Регулировки серводвигателей Honeywell:

1. Убедитесь в том, что указанные на двигателе напряжение и частота соответствуют характеристикам источника питания.

 2. При параллельном подключении нескольких двигателей проследите за тем, чтобы номинальная мощность источника питания была достаточной для работы всех используемых двигателей без перегрузки.

3. На рис показаны быстроразъёмные клеммы, расположенные над печатной платой.

4. Чтобы получить доступ в отсек проводки: a. Снимите четыре винта сверху распределительной коробки. b. Поднимите и снимите крышку.

 

5. Типичные схемы проводки показаны в документации - подключение внутренних вспомогательных выключателей. ПРИМЕЧАНИЕ: Чтобы двигатель вращался в обратном направлении, переключите провода либо на двигателе, либо на панели. Вращение двигателя серии 61 в обратном направлении достигается перекрёстной сменой проводов на клеммах W и B. Вращение двигателя серии 62 в обратном направлении достигается перекрёстной сменой проводов на клеммах 1 и 2 (для коррекции направления вращения) и на клеммах Y и G (чтобы сигнал обратной связи соответствовал направлению вращения вала) 

Как мы видим сервоприводы Honeywell отличаются большим разнообразием моделей. Чаще всего их используют на промышленных печах, химических и нефтяных заводах.

§

 

На правах рекламы

15.04.2019



Новости mediametrix




Видео








Индекс цитирования Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Статистика Система Orphus
Смотреть видео