Asynchron - Servoantrieb 1. Versuchsaufbau

Asynchron - Servoantrieb 1. Versuchsaufbau

Asynchron - Servoantrieb
1. Versuchsaufbau
1.1.
Allgemeines
Es stehen zwei Drehstromasynchronmotoren mit Kurzschlussläufer zur Verfügung. Jeder von
ihnen wird durch einen Frequenzumrichter (Pulswechselrichter) gespeist.
An beiden Maschinen sind Inkrementalgeber zur Erfassung der Drehzahl, angebracht. Die
beiden Umrichter sind mit Mikroprozessoren ausgestattet, die sämtliche Funktionen der Regelung, Steuerung und Überwachung überne hmen. Komplettiert wird der Versuchsaufbau durch
einen PC, von dem aus über Software die Antriebssätze parametriert werden können.
Die nötigen Schaltvorgänge zur Untersuchung der Antriebe werden an dem Bedienfeld des
Versuchsaufbaus vorgenommen.
Auf der linken Seite der Frontplatte befindet sich das Bedienfeld für den SEW-Umrichter
„MOVIDRIVE“ auf der rechten Seite das des Stöber-Umrichters „POSIDRIVE“.
U = 400 V
Stöber
SEW
MOVIDRIVE
Umrichter 2
9
3
Maschine 2
4,0 kW
POSIDRIVE
Umrichter 1
3
Maschine 1
0,75 kW
Geber
Geber
9
Abbildung 1: Prinzipieller Versuchsaufbau
Mit Hilfe der Bedienelemente und der vorhandenen Software soll das Verhalten des
MOVIDRIVE untersucht werden. Hierbei soll der vorhandene Stromrege lkreis untersucht,
und der Drehzahl- und Lageregelkreis optimiert werden. Ein besonderes Augenmerk wird auf
die Regelstruktur des stromgeführten Regelverfahrens (CFC) gelegt, welches es ermöglicht,
die Asynchronmaschine mit der hochwertigen Dynamik eines Servoantriebs zu betreiben.
1.2.
1.2.1.
SEW-Asynchronantrieb
Aufbau
Der SEW-Asynchronservoantrieb besteht aus dem Antriebsumrichter MOVIDRIVE und
einer Async hronmaschine mit Kurzschlussläufer. Des weiteren ist an der Maschine ein Digitaler- Sinusgeber angekuppelt, der die Drehzahl- und Lageinformation mit hoher Auflösung
an den Umrichter übermittelt. Damit ein Abbremsen des Antriebs ohne Überlastung des
Bremschoppers möglich ist, wurde ein Bremswiderstand vorgesehen.
Mit der Software „MoviTools“ kann der Antrieb parametriert werden; auch das Überwachen
des Antriebs ist durch diese Software möglich. So können in dem Software- Tool „Scope“
verschiedene Betriebsgrößen wie Drehzahl, Wirkstrom oder auch die Zwischenkreisspannung
usw. erfasst und in ihrem Zeitverlauf dargestellt werden. Die Datenübertragung findet über
die serielle Schnittstelle RS232 des MOVIDRIVE statt.
Durch die Bedienelemente am Bedienfeld (siehe Abb.5) kann neben der Reglerfreigabe die
Drehrichtung gewählt und die Drehzahl stufenlos eingestellt werden. Zur Untersuchung der
Dynamik ist es möglich, unter Zuhilfenahme des vorgesehenen 10-Gang- Potentiometers,
Sollwertsprünge zu erzeugen.
1.2.2.
Funktionsweise
Die beiden Umrichter sind industriell gefertigte Pulsumrichter mit konstanter Zwischenkreisspannung (U- Umrichter).
Zur Drehzahlsteuerung wird das Verhältnis zwischen Spannung und Frequenz des Motors
konstant gehalten, um so der Maschine einen konstanten Fluss zur Verfügung stellen zu können. Solange dies möglich ist, ohne die Spannungsgrenze zu überschreiten, arbeitet der Antrieb im Grundstellbereich; hier ist die Maschine mit dem vollen Drehmoment belastbar.
U
Kann der Umrichter die Forderung
= const . nicht mehr erfüllen geht er in den Feldschwäf
chebereich über. Gleichzeitig verringert sich auch das bei Dauerbetrieb verfügbare Drehmoment der Maschine.
Der netzseitige, ungesteuerte Gleichrichter des U- Umrichters speist den Spannungszw ischenkreis. Die durch einen Kondensator geglättete, konstante Zwischenkreisspannung wird
im maschinenseitigen Wechselrichter durch die sinusbewertete Pulsweitenmodulation (PWM)
in ein sinusförmiges Drehstromsystem mit variabler Frequenz und Spannung umgewandelt.
Ein Problem, das sich auch beim Einschalten des Antriebsatzes bemerkbar macht, ist ein
hochfrequentes Maschinen- Geräusch. Dieses ist abhängig von der Taktfrequenz
fT , mit welcher die PWM beaufschlagt wird. Am deutlichsten hörbar ist es bei einer Taktfrequenz von ca. 4 kHz. Wählt man am Umrichter die Taktfrequenz zu 16 kHz,
ist es nahezu verschwunden. Dies hat jedoch den Nachteil, dass sich die Verluste der Maschine erhöhen.
Abbildung 2: Schematischer Aufbau eines U-Umrichters und dazugehörige Statorgrößen
Wird die Maschine abgebremst steigt die Spannung im Zwischenkreis an, da durch den Generatorbetrieb der Maschine der Statorstrom im Wechselrichter gleichgerichtet wird und den
Zwischenkreiskondensator auflädt.
Steigt die Spannung höher als 845 Volt schaltet der Zwischenkreisbremschopper einen
Bremswiderstand parallel zum Zwischenkreis. Dieser Widerstand setzt die anfallende Bremsenergie in Wärme um.
1.2.3.
Regelstrukturen
Der MOVIDRIVE- Umrichter wird im Versuch mit einem stromgeführten Regelungsve rfahren (CFC-Regelung; “Current mode Flux Control“) betrieben; dies entspricht dem Verfahren einer feldorientierten Regelung mit eingeprägtem Strom.
Der Stromregler hat eine Zykluszeit von 125µs und ermöglicht Antriebslösungen die eine
sehr hohe Dynamik fordern.
Um den notwendigen Schlupf der Maschine berechnen zu können, ist eine relative Rotorlageinformation und eine Drehzahlrückführung (z.B. Sinusgeber) nötig. Die hohe Dynamik wird
durch die entkoppelte Drehmoment- und Flussregelung erreicht.
zur Pulsweitenmodulation
UXw
Stromerfassung
Motor
IXw
PI - Regler
-
IIst
Motorführung
I Uw
IVw
IW w
ϕ
Phasenstromberechnung
I sdw
I sqw
γ
Flussmodell
n Ist
Flussmodell
I
vom
Drehzahlgeber
M Soll
M
Stromsollwertberechnung
Reglervorsteuerung
nSoll
-
PI - Regler
+
M Soll
Strombegrenzung
n Ist
Drehzahlregelung
Abbildung 3: Signalflussplan der CFC- Steuerung
Für jeden der drei Stränge (U,V,W) wird der berechnete Stromsollwert (IUw, I Vw, IWw), getrennt voneinander, mit einem PI- Regler geregelt. Somit ist die Motorführung (vgl. Abb. 3)
im Umrichter dreimal realisiert.
Bei der Stromsollwertberechnung wird aus dem Solldrehmoment MSoll des Drehzahlreglers
der momentbildende Strom Isq berechnet. Weiterhin wird auch der Sollwert des feldbildenden
Stroms Isd rechnerisch ermittelt. Grundlage dieser Berechnung im Flussmodell ist die Istdrehzahl des Motors.
Im Motormodell wird aus den Strömen Isd und Isq unter Zuhilfenahme der Motordaten die
Schlupffrequenz fSchlupf berechnet. Aus der Schlupffrequenz und dem gemessenen Rotorlagewinkel γ ergibt sich der Winkel des Flusszeigers ϕ. Dieser bestimmt die Frequenz und Phasenlage des Drehspannungssystems.
Durch die Phasenstromberechnung werden hieraus die Sollwerte der drei Phasenströme ermittelt.
2. Hinweise zur Versuchsdurchführung
2.1.
Bedienfeld
Das Bedienfeld ist in nachfolgendem Bild dargestellt. Hier können verschiedene Einstellungen vorgenommen werden.
Störung
Betrieb
Anlagen-Aus
Störung
Betrieb
EIN
AUS
SEW
Movidrive
Stöber
Posidrive
Freigabe
Drehrichtung
Motorpoti
SollwertSprung
Reset
Reset
IPOS - Ein/Ausgänge
Abbildung 4: Ansicht Bedienfeld
2.1.1.
Anlagen- Aus
Der rote Taster „Anlagen- Aus“ befindet sich zwischen den beiden grünen Meldeleuchten, auf
dem Bedienfeld und ist als solcher beschriftet. Er schaltet die 24V- Steuerspannung aus und
entzieht den Umrichtern die „Freigabe“; d.h. die Netzspannung liegt an den Eingangskle mmen des Versuchsstandes nach wie vor an.
Um die gesamte Anlage spannungsfrei zu schalten, ist ein Betätigen des Sicherungsschalters
mit der Bezeichnung „Asynchron- Servo Versuch“ am Versuchsfeld 16 nötig.
2.2.
2.2.1.
SEW- Software
MoviTools- Manager
Der MoviTools- Manager verwaltet die zur Verfügung stehende SEW- Software und ermöglicht das Festlegen der wichtigsten Einstellungen.
Abbildung 5: Bildschirmmaske „MoviTools- Manager“
2.2.2.
Das Software- Tool „Shell“
Das Tool “Shell” dient dazu, den Umrichter in Betrieb zu nehmen, zu parametrieren und zu
überwachen. Nach dem Aufruf erscheint folgendes Fenster
Abbildung 6: Bildschirmmaske „Shell“
Die Parameter können unter dem Menüpunkt „Parameter“ geändert werden.
In dem Parameter- Untermenü „Anzeigewerte“ ist es möglich, neben den Parametern auch die
aktuellen Betriebsdaten wie Strom, Spannung usw. abzurufen.
2.2.3.
Das Software- Tool „Scope“
Dieses Tool ermöglicht es den Zeitverla uf verschiedener Betriebsgrößen aufzuzeichnen und
darzustellen. Darüberhinaus ist es möglich, den logischen Zustand der Binäreingänge anzuzeigen.
Mit Hilfe der Cursor- Funktionen können beliebige Punkte auf der Kurve angefahren werden.
Unter dem Menü „Berechnungen“ werden Werte wie Maximal- und Minimalwert oder die
Steigung der Kurve berechnet. Diese Auswertungen beziehen sich auf den mit dem Cursor
festgelegten Bereich.
Abbildung 7: Bildschirmmaske „Scope“
2.2.4.
Kurzanleitung der Software
2.2.4.1. Starten des Tools „Shell“
•
•
•
Bringen Sie den SEW- Antrieb durch drücken des Tasters „EIN“ am linken Bedienfeld in den Zustand „betriebsbereit“. Es ist zu beachten, dass nach dem Einschalten
der Selbsttest des Umrichters gestartet wird (rote Kontrollleuchte „Störung“ leuc htet); nach ca. 5s geht der Umrichter in Betriebsbereitschaft über (grüne Kontrollleuchte „Betrieb“ leuchtet). In der 7-Segment-Anzeige des MOVIDRIVE wird eine „1“ (≡Reglersperre aktiv) angezeigt.
Schalten Sie den PC ein und doppelklicken Sie auf das Icon „MT Manager“.
Überprüfen Sie, ob folgende Einstellungen aktiv sind:
Verbindung: einzelnen Umrichter (Punkt-zu-Punkt)
Schnittstelle: COM1
Sprache:Deutsch
•
•
Klicken Sie im Feld „Angeschlossene Geräte“ auf aktualisieren. Nach diesem Vo rgang muss in diesem Feld der Umrichtertyp erscheinen (siehe Abbildung 6).
Öffnen Sie im MT- Manager das Programm „Shell“.
2.2.4.2. Ändern von Parametern
Der Antriebssatz ist so konzipiert, dass auftretende Störungen und Überlastungen von der
Software erkannt werden und zum sofortigen Abschalten des Antriebs führen.
Es dürfen nur solche Parameter geändert werden, die in dieser Anleitung beschrieben oder
ausdrücklich von dem Betreuer angeordnet worden sind.
•
•
Wählen Sie aus dem Menü „Parameter“ das Untermenü „Hauptmenü“ aus; hier können Sie den Umrichter parametrieren. Die eingegebenen Werte müssen mit „Return“
bestätigt werden. Ein Laden der neuen Parameter ist nicht nötig – die Einstellungen
werden automatisch übernommen.
Kontrollieren Sie im Parameter- Untermenü „Betriebsart“, welche Einstellung aktiv
ist.
2.2.4.3. Starten des Tools „Scope“
•
•
•
•
Wechseln Sie zum MT- Manager und öffenen Sie das Programm „Scope“.
Öffnen Sie das Menü „Neue Aufzeichnung“.
Klicken Sie im Fenster „Scope Einstellungen“ auf Abbrechen, um das Programm
rückzusetzen.
Legen Sie die Scope- Einstellungen, wie z.B. die gewünschten anzuzeigenden Größen oder die Triggereigenschaften fest (siehe Abbildung 9). Durch Klicken auf Start
beginnt die Aufzeichnung, durch Klicken auf Stop endet sie.
Abbildung 8: Menü „Scope- Einstellungen“
•
•
•
Laden Sie nach Beendigung der Aufzeichnung die Daten vom Umrichter in den PC
(→ Anklicken der Schaltfläche „Laden“).
Werten Sie mit den Cursor- und Berechnungsfunktionen (Menü „Bearbeiten“) die
Diagramme aus.
Drucken Sie die Graphen (Menü „Bearbeiten“).
2.2.4.4. Beenden der Software
Verlassen von „Scope“:
Im Menü Bearbeiten „Schließen“ auswählen.
Verlassen von „Shell“:
Im Menü Datei „Beenden“ auswählen.
Verlassen des „MT- Managers“:
Schaltfläche „MoviTools beenden“ anklicken.
3. Daten des SEW- Antriebs
3.1.
Motordaten
Nachfolgend sind die Kenndaten der SEW-Asynchronmaschine aufgeführt:
Typ
Nennspannung
Nennstrom
Nenndrehzahl
Leerlaufdrehzahl
Nennmoment
drehmomentbildende
Stromkomponente
Trägheitsmoment (ohne Bremse)
Nennfrequenz
Leistungsfaktor (Nennpunkt)
3.2.
IN
nN
n0
MN
UN
=
=
=
=
JM
=
fN
=
cosϕN =
DV112M4TF/ES2S
=
400VY
8,80A
1420min-1
1499min-1
26,90Nm
Isq
=
7.85A
98,0 *10-4 kgm2
50Hz
0,84
Einstellungen am Umrichter
M
2 MN
MN
Dauerbelastungskurve (Motor)
n in min-1
750
1500
3000
Abbildung 9: Einsatz des Feldschwächebereich bei SEW- MOVIDRIVE
Die Eckdrehzahl, bei der die Feldschwächung einsetzt, wird aufgrund der benötigten Spannungsreserven bei dyna mischen Regelabweichungen (Stellreserve), abweichend von der
Nenndrehzahl auf 750min-1 abgesenkt.
4. Versuchsvorbereitung
Die Versuchsvorbereitung sowie die Ausarbeitung beziehen sich ausschließlich auf den SEWAntriebssatz
.
4.1.
Drehmomentsteuerung
Berechnen Sie aus den gegebenen Daten das Nennmoment MN der Maschine.
1. Berechnen Sie die Hochlaufzeitkonstante TH (Bezugsgrößen n0 , MN)
Ermitteln Sie die Hochlaufzeit für 0...1000 min-1 bei
4.2.
M
= 0 ,5 .
MN
Drehzahlregelung
1. Zeichnen Sie den normierten Signalflussplan für die Strecke des Drehzahlregelkreises.
2. Geben Sie allgemein die Verstärkung eines P-Drehzahlreglers bei Optimierung nach
dem Betragsoptimum an. Welcher Zahlenwert ergibt sich für Tσn =5ms ?
3. Geben Sie allgemein die Einstellparameter des PI- Drehzahlreglers mit und ohne
Sollwertglättung bei Optimierung nach dem symmetrischen Optimum an. Welche
Zahlenwerte ergeben sich für Tσn =5ms ?
4. Geben Sie allgemein die Anregelzeit tan und die Ersatzzeitkonstante Tersn des geschlossenen Drehzahlregelkreises, bei Optimierung nach dem symmetrischen Optimum mit
Sollwertglättung, an. Welche Zahlenwerte ergeben sich für Tσn =5ms ?
4.3.
Lageregelung
Skizzieren Sie den vereinfachten, unnormierten Signalflussplan des geschlossenen Lagerege lkreises (Näherung des geschlossenen Drehzahlregelkreises mit Tersn ); Eingangsgröße ist xsoll,
Ausgangsgröße xist , unnormiert.
Berechnen Sie allgemein die Verstärkung kV eines proportionalen Lagereglers für aperiodisches Einschwingen (aperiodischer Grenzfall).
4.4.
Positionieren mit linearer Beschleunigung
Gegeben sei folgende Rampe:
n in
U
min
3000
nmax(Motor)
nmax(Pos)
t in s
Abbildung 10: Drehzahlrampe für Positioniervorgänge
Die Beschleunigungszeit aus dem Stillstand bis zur maximale Motordrehzahl nmax(Motor) von
3000min-1 beträgt genau 1 Sekunde.
Im Praktikumsversuch ist die maximale Positionierdrehzahl nmax(Pos) auf 600min-1 einzustellen.
Ermitteln und zeichnen Sie für eine Verfahrstrecke von fünf Umdrehungen ( =5×4096 Inkremente) die Zeitverläufe:
Drehzahl
n=f(t)
Winkelposition
α=f(t)
Drehbeschleunigung χ=f(t)
Wie lange dauert der Positioniervorgang?
U
sek
in Umdrehungen
U
in
(sek ) 2
in
5. Versuchsdurchführung
Starten Sie die Anwendungsprogramme wie unter Punkt „Kurzanleitung der Software“ beschrieben.
5.1.
Drehmoment-/Stromregelkreis
Messungen:
M
= 0,5 durchgeführt werden. Aus dem Diagramm
MN
sind die Anregelzeit und damit die Ersatzzeitkonstante des geschlossenen Drehmomentenregelkreises zu ermitteln. Anschließend sind die gemessenen mit den berechneten Hochlaufze iten zu vergleichen.
Es soll ein Drehmomentensprung mit
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•
Öffnen Sie mit Hilfe des Befehls „Gerätedaten kopieren → Von Datei nach Umrichter → Alle Gerätedaten“ im Menü „Datei“ des Tools „Shell“ die Datei „Versuchsteil
5-1“ (CFC-M-Regelung). Diese ist im Ordner „C:\Eigene Dateien\SEW-Versuch“ abgelegt.
Verwenden Sie für den Sollwertsprung das 10-Gang-Potentiometer. Stellen Sie die
M
Anzeige auf den Wert 275 ein (entspricht
= 0,5 ).
MN
Wählen Sie, mit den dafür vorgesehenen Schalter am Bedienfeld, „Rechtslauf“ aus.
(Schalter „Drehrichtung“ nach oben)
Wechseln Sie in das Tool „Scope“ und starten Sie eine neue Aufzeichnung („Datei→Neue Aufzeichnung“)
Wählen Sie in dem Menü „Scope Einstellungen“ folgende Größen aus:
o Istdrehzahl
o relatives Moment
o Wirkstrom
o Ausgangsstrom
Als Triggerquelle dient der Binäreingang DI11 mit steigender Flanke. Der Pre-Trigger
kann zu ca. 20% gewählt werden. Die Abtastzeit sollte 1ms betragen.
Starten Sie die Aufzeichnung und schalten Sie die Reglerfreigabe am Bedienfeld ein.
Um den Sollwertsprung auszulösen schalten Sie den Sollwert-Kippschalter ein und sofort wieder aus (ACHTUNG: HOHE DREHZAHL !!!!).
Laden Sie die Daten in den PC (Softkey „Laden“)
Schalten Sie die Reglerfreigabe aus und quittieren Sie die evtl. aufgetretene Störungsmeldung mit dem Reset-Taster.
Werten Sie das Diagramm mit Hilfe der Cursorfunktionen von „Scope“ aus.
Drucken Sie die Graphen aus (Druckbereich: Auswahl → nur Grafik ).
Auswertungen:
1. Wie groß ist die Anregelzeit tan des geschlossenen Stromregelkreises ?
2. Welche Ersatzzeitkonstante Tersi des geschlossenen Stromregelkreises ergibt sich ?
3. Vergleichen Sie die berechnete und gemessene Hochlaufzeit TH. Diskutieren Sie eve ntuelle Abweichungen.
4. Kommentieren Sie den gesamten Zeitverlauf des Ausgangsstroms (mehrere Bereiche)
5.2.
Drehzahlregelkreis
Messungen:
Für diesen Versuchspunkt ist die Betriebsart (Parameter 700) auf „CFC- Regelung“ umzustellen. (Shell: Parameter→Hauptmenu→7.. Steuerfunktionen →Betriebsarten→Betriebsart
1→CFC)
Ziel der folgenden Messungen ist es den Drehzahlregelkreis zu optimieren. Dazu wird zuerst
der P- Regler und anschließend der PI- Regler optimiert. Beim PI- Regler werden Messungen
mit und ohne Sollwertglättung durchgeführt.
Es gilt: Tgn = 1,5ms.
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Ermitteln Sie Tσn =Tersi+Tgn und kPn .
Für die Einstellung des P-Reglers setzen Sie die Zeitkonstante Tn des PI- Reglers
(P201) als auch das Sollwertfilter TW (P115) auf „0“ . Geben Sie anschließend die
Reglerverstärkung kPn (P200) ein.
Hinweis: Der berechnete Zahlenwert muss durch den Faktor 7 geteilt werden,
d.h. P 200=1,42 entspricht kPn = 10.
Für die Erzeugung des Drehzahlsprungs verwenden Sie wiederum das Potentiometer
(maximal 15% einstellen → Strombegrenzung !).
Die Aufzeichnung erfolgt mit „Scope“ (siehe Pkt. 6.5.1). Stellen Sie die Kanäle
o Ist-Drehzahl,
o Soll- Drehzahl,
o Wirkstrom und
o Ausgangsstrom ein
Starten Sie unter „Scope“ eine neue Aufzeichnung, geben Sie den Regler frei und
schalten Sie den Sollwert-Schalter kurz ein und wieder aus.
Laden Sie die Daten in den PC und schalten Sie die Reglerfreigabe aus.
Werten Sie das Diagramm mit Hilfe der Cursorfunktionen von „Scope“ aus.
Drucken Sie die Graphen aus.
Optimieren Sie ggf. den Regler, so dass das gewünschte Regelverhalten (BO) vorliegt.
Vergleichen Sie die gemessenen Werte für tan, taus und ü mit den theoretisch ermittelbaren Werten.
Zur Inbetriebnahme des PI- Reglers ohne Sollwertglättung stellen Sie die berechnete
Integrationskonstante TNn (P201) ein. Die Sollwertfilter bleiben unverändert.
Das weitere Vorgehen ist analog zum P- Regler.
Um das Sollwertfilter TWn zu aktivieren stellen Sie den entsprechenden Parameter
(P115) ein.
Das weitere Vorgehen ist analog zum P- Regler.
Auswertungen:
5. Dokumentieren Sie die Einstellungen für den P-Regler und den PI-Regler. Begründen
Sie die gewählten Einstellparameter.
6. Werten Sie die Drehzahlsprünge hinsichtlich An-, Ausregelzeit und Überschwingen
aus. Entsprechen die Ergebnisse den Erwartungen.
7. Kommentieren Sie die Ergebnisse im Vergleic h mit den Ergebnissen aus dem Versuch
„Regelung einer Gleichstrommaschine“
5.3.
Lageregelkreis
Messungen:
Mittels eines Lage- Sollwertsprungs soll der Lageregler optimiert werden. Aufgezeichnet
werden die Soll- und Istposition in der Einheit „Geberinkremente“; pro Umdrehung werden
4096 Inkremente erzeugt.
•
Öffnen Sie mit Hilfe des Menüs „Datei“ in dem Tool „Shell“ die Datei „Versuchsteil
5-3“ (CFC&IPOS). Diese ist im Ordner „SEW-Versuch“ abgelegt.
•
Um Lage-Sollwertsprünge durchführen zu können ist es nötig, ein IPOS- Programm
(Dateiname: Lagesprung.IPC) zu starten. Starten Sie im MT- Manager den IPOSCompiler und öffnen Sie die Datei „C:\Eigene Dateien\SEWVersuch\Lagesprung.IPC“. Compilieren und laden Sie diese Datei (Menu Compiler).
Abschließend wird das Programm gestartet (Menu Ausführen) . Bei Unklarheiten fragen Ihren Betreuer.
Nehmen Sie bei „Scope“ folgende Einstellungen vor:
o Lage-Sollwert (IPOS- Variable H474-LOW)
o Lage-Istwert (IPOS- Variable H475-LOW)
o Ist- Drehzahl
o Relatives Moment
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Geben Sie die Regler frei.
Führen Sie eine Referenzfahrt durch (Ein- und sofortiges Ausschalten des Sollwertschalters). Der Sollwertschalter ist das Triggersignal für die Aufzeichnung.
Starten Sie eine neue Aufzeichnung am Scope.
Um den Lagesprung auszulösen, wiederhole n Sie den Schaltvorgang.
Laden Sie die Daten in den PC.
Ermitteln Sie mit Hilfe des Signalflussplans der Drehzahlregelung und dem Diagramm
(Auswertungen mit dem Cursor) den Zusammenhang zwischen der Drehzahl und dem
Schleppfe hler xd= (Sollposition-Istposit ion).
Ermitteln Sie den Zusammenhang zwischen der Verstärkung kV und der x- Verstärkung (P910).
Verändern Sie die x- Verstärkung gegebenenfalls so, dass sich der in der Versuchsvorbereitung berechnete k V- Faktor
Drucken Sie das Diagramm aus.
Schalten Sie die Reglersperre aus und stoppen Sie das IPOS-Programm.
Auswertungen:
8. Welche X-Verstärkung bzw. welcher k V – Faktor wurden eingestellt.
9. Erläutern Sie die gemessenen Zeitverläufe.
5.4.
Positionieren
Messungen:
Mit Hilfe der beiden IPOS- Programms „Positionieren_kurz.IPC“ und „Positionieren_lang.IPC“ sollen die in der Vorbereitung berechneten Zeitverläufe verifiziert werden.
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Öffnen Sie mit Hilfe des Menüs „Datei“ in dem Tool „Shell“ die Datei „Versuchsteil
5-4“ . Diese ist im Ordner „SEW-Versuch“ abgelegt.
Laden und starten Sie im IPOS- Compiler das Programm „Positionieren_lang.IPC“.
Führen Sie die Referenzfahrt durch (Sollwertschalter ein und wieder aus).
Starten Sie eine neue Aufzeichnung in „Scope“.
Starten Sie nun den Positioniervorgang mit dem Sollwertschalter.
Werten Sie das erhaltene Diagramm aus. Bestimmen Sie die Zeitdauer des Positioniervorgangs.
Führen Sie die Messung jetzt für eine Verfahrstrecke von 2 Umdrehungen durch
(IPOS-Programm „Positionieren_kurz.IPC“). Welche maximale Drehzahl wird erreicht ?
Ändern Sie den Parameter Rampenform (P916) von „linear“ auf „Sinus“ und wiederholen Sie den Positioniervorgang. Welche Unterschiede stellen Sie fest ?
Drucken Sie die Diagramme aus.
Laden Sie abschließend nochmals die Datei „Versuchsteil 5-1“ (CFC-M-Regelung).
Beenden Sie danach alle Programme und schalten Sie die Antriebe aus (roter AusTaster am Bedienfeld!).
Auswertungen:
10. Vergleichen Sie die erhaltenen Ergebnisse mit den Berechnungen aus Ihrer Versuchsvorbereitung. Wie gut ist die Übereinstimmung zwischen Rechnung und Messung?
11. Erläutern Sie die gemessenen Zeitverläufe.