Die Verwendung von Software zur Dimensionierung von Bewegungsdesigns ist lohnend, da Ingenieure effizient vorhersagen können, welche Produkte für die jeweilige Anwendung geeignet sind.Wichtige (manchmal übersehene) Überlegungen bei der Auswahl eines Servoverstärkers sind jedoch die dynamische Bremsung und die Bremsung mit regenerativem Widerstand.Von Sixto Moralez • Regionaler Bewegungsingenieur Phil Drexler • Regionaler Bewegungsingenieur |Yaskawa America Inc.Konstrukteure, die Größenberechnungen für eine Servoanwendung durchführen, sollten bei der Auswahl eines Servomotors und Digitalverstärkers für dieses Design die Anforderungen an dynamisches Bremsen und regeneratives Bremsen berücksichtigen.Die Begriffe werden manchmal synonym verwendet, da bei beiden Bremsarten regenerative Energie verarbeitet wird.Aber wie wir noch sehen werden, gibt es einen feinen Unterschied zwischen dynamischem Bremsen und regenerativem Bremsen.Wir werden auch untersuchen, wie Sie die Vorteile von Servoverstärkern nutzen können, die dynamische Bremsvorkehrungen enthalten.Wenn die Servoachse plötzlich abschaltet, während der Servomotor in Betrieb ist und die Achse mit einer Geschwindigkeit ungleich Null läuft – beispielsweise aufgrund eines Stromausfalls oder eines durch einen Alarm ausgelösten Notstopps – kann der digitale Servoverstärker die nicht mehr steuern Servomotor.Das heißt, es sei denn, es gibt einen Mechanismus, der das Ausrollen verhindert, wird diese Achse tatsächlich ausrollen, bis die gesamte kinetische Energie der Last und ihre eigene rotierende Trägheit verbraucht ist.Dynamisches Bremsen ist das schnelle Stoppen eines sich drehenden Servomotors durch Anschließen eines Widerstands zwischen den Klemmen des Servomotors.Da mechanische Verluste im System meist nur wenig Energie aufwenden, kann der Ausrollweg recht lang werden.Dieser lange Bremsweg kann zu Sachschäden und/oder Personenschäden führen.Hier ist dynamisches Bremsen hilfreich.Es nutzt die vom rotierenden Servomotor erzeugte regenerative Energie, um den Servomotor zu bremsen.Die kinetische Energie des Servomotors wird in elektrische Energie umgewandelt und als Wärme (durch Widerstände) verbraucht, um den Servomotor zu stoppen.Kurz gesagt, dynamisches Bremsen ist das schnelle Stoppen eines sich drehenden Servomotors durch Anschließen eines Widerstands zwischen den Klemmen U, V und W des Servomotors.Mit den Standardparametereinstellungen wendet der digitale Servoverstärker eine dynamische Bremsung an, um den Servomotor zu stoppen, wenn ein Alarm der Gruppe 1 auftritt.Der Benutzer kann die Einstellung dieses Parameters mit der kostenlosen Software SigmaWin+ Version 7 von Yaskawa ändern.Betrachten Sie einige Beispiele dafür, wann der dynamische Bremskreis aktiviert werden könnte.Servoalarm: Mit den Standardparametereinstellungen wendet der digitale Servoverstärker eine dynamische Bremsung an, um den Servomotor zu stoppen, wenn ein Alarm der Gruppe 1 auftritt.In einigen Fällen können Benutzer die Einstellung dieses Parameters mithilfe der Software des Antriebsherstellers ändern.Nachlauf: Anfahren der Nachlauf-Endschalter in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung.Hauptstrom aus: Ausschalten der Hauptstromversorgung der digitalen Servoverstärkerschaltung oder des Servomotors.Hier sind ein paar Beispiele dafür, wo Regeneration hilfreich ist – wo Schwerkraft und Anspannung ins Spiel kommen.Wenn in einem Servomotorsystem, das von einem digitalen Servoverstärker gesteuert wird, das Ausgangsdrehmoment des Servomotors der Drehrichtung der Welle entgegengesetzt ist, wirkt der Motor als Generator … und die resultierende Energie fließt zurück in den Antrieb.Die an den Antrieb zurückgeführte Energie ist regenerative Energie.Drei Beispiele dafür, wann eine Regeneration während des Motorbetriebs auftritt, sind das Verzögern einer sich bewegenden Last;Absenken einer vertikalen Last;und eine übersteuerte Quetschwalze.Hier wird gezeigt, wie die netzwerkfähigen digitalen Servopack-Verstärker der Sigma-7-Serie von Yaskawa mit der Energie eines rückgetriebenen Motors umgehen können.Das führt zur nächsten Frage – was ist eine regenerative Widerstandsbremsung?Hier wird beim Verzögern regenerative Energie an den Antrieb zurückgeführt, da der Motor ein Drehmoment entgegen der Drehrichtung aufbringen muss, um die Last zu stoppen.Wenn beispielsweise eine Last ohne Gegengewicht abgesenkt wird, treibt die Schwerkraft die Last nach unten, und der Motor muss ein Drehmoment entgegen der Richtung der Abwärtsdrehung aufbringen, um die Last zu steuern.Hier ist ein Beispiel eines Regenerationsprofils bei einer Achsenverzögerung gezeigt.Ebenso muss der Motor im Fall einer übertriebenen Quetschwalze ein Drehmoment entgegen der Drehrichtung aufbringen.In beiden Fällen fließt regenerative Energie in den Antrieb zurück.Wenn regenerative Energie in den digitalen Servoverstärker zurückkehrt, nehmen die Buskondensatoren die Energie auf … und die Zwischenkreisspannung steigt.Wenn viel Energie vorhanden ist, muss die Energie natürlich abgebaut werden, um den Antrieb zu schützen.Ein Bremstransistor schaltet sich ein, um Strom vom Bus durch einen Bremswiderstand fließen zu lassen.Dieser Vorgang wird als regeneratives Widerstandsbremsen bezeichnet.Digitale Servoverstärker einiger Hersteller haben eingebaute Widerstände, um einen Teil der regenerativen Energie abzubauen … Wenn jedoch die Menge der vom eingebauten Widerstand verarbeiteten regenerativen Energie überschritten wird, benötigt das Design einen externen regenerativen Widerstand.Durch die Verwendung von Servoauslegungssoftware einiger Hersteller zur Dimensionierung von Bewegungsanwendungen können Ingenieure die für die Anwendung spezifischen regenerativen und dynamischen Bremsparameter überprüfen.Hier kann der Ingenieur Details über die Systemmechanik, das Bewegungsprofil und andere Details wie Eingangsspannung und Bremsparameter des Servomotors eingeben.Eine solche Software identifiziert schließlich eine oder mehrere Kombinationen aus Servomotor und digitalem Servoverstärker, die in der vorliegenden Anwendung funktionieren.Einige dieser Softwares können sogar Drehzahl-Drehmoment-Kurven und Regenerationswerte für jede Maschinenbauoption zurückgeben.Klicken um zu vergrößern.Dieses Beispiel einer Auslegungssoftware (auf der Registerkarte Regenerierung der SigmaSelect-Software von Yaskawa) zeigt, wie solche Tools erkennen können, ob das Design zusätzliche Komponenten wie externe Widerstände benötigt.Obwohl keine Einheitsgröße für alle passt, bieten Servosysteme, die im Voraus für dynamisches Bremsen und Bremsen mit regenerativem Widerstand verifiziert wurden, eine längere Lebensdauer.Die netzwerkfähigen Digitalverstärker (Servopacks der Sigma-7-Serie) von Yaskawa beinhalten dynamische Bremsvorkehrungen in ihren Verstärkern.Weitere Informationen finden Sie unter yaskawa.com/products/motion/sigma-7-servo-products.Abbildung 7: Wenn der Servomotor als Generator arbeitet, wird Strom zum Verstärker zurückgeführt – häufig, um den Bus-Glättungskondensator des Antriebs aufzuladen.Über die Kapazität dieses Kondensators hinaus tritt ein regenerativer Widerstand in Aktion, um die verbleibende Energie zu verbrauchen.Aber wenn ein solcher Ansatz immer noch nicht ausreicht (oder der Frequenzumrichter keine Bremswiderstände hat), muss ein externer Bremswiderstand an den Frequenzumrichter angeschlossen werden, um die verbleibende Leistung zu verarbeiten.Dies ist üblich bei Achsen mit hohen Fehlanpassungen zwischen Last und Motorträgheit.Externe Bremswiderstandseinheiten wie die hier gezeigte werden zwischen den Antriebsklemmen angeschlossen;dann ermöglicht die Softwarekonfiguration des Verstärkers die Identifizierung und Handhabung der Leistungskapazität der externen Widerstandseinheit.Lisa Eitel ist seit 2001 in der Bewegungsindustrie tätig. Ihre Schwerpunkte umfassen Motoren, Antriebe, Bewegungssteuerung, Kraftübertragung, Linearbewegung sowie Sensor- und Feedback-Technologien.Sie hat einen BS in Maschinenbau und ist Mitglied der Tau Beta Pi Engineering Honor Society;ein Mitglied der Society of Women Engineers;und ein Richter für die FIRST Robotics Buckeye Regionals.Neben ihren Beiträgen zu motioncontroltips.com leitet sie auch die Produktion der vierteljährlich erscheinenden Motion-Ausgaben von Design World.Hallo, danke, dass Sie uns das Konzept über dynamisches Bremsen und Bremsen mit regenerativem Widerstand angeleitet haben.Ich möchte eine Sache bestätigen. Tatsächlich gibt es im Treiber nur eine Bremsstruktur (Schaltkreis und Widerstand), oder?Wenn der Servo ausgeschaltet ist, funktioniert es als dynamisches Bremsen, wenn das Servo eingeschaltet ist und das Ausgangsdrehmoment entgegengesetzt zur Drehrichtung ist, funktioniert es als regeneratives Widerstandsbremsen, ist es richtig?Durchsuchen Sie die aktuellste Ausgabe von Design World und frühere Ausgaben in einem benutzerfreundlichen Format in hoher Qualität.Noch heute im führenden Design-Engineering-Magazin ausschneiden, teilen und herunterladen.Weltweit führendes EE-Forum zur Problemlösung für Mikrocontroller, DSP, Netzwerke, analoges und digitales Design, HF, Leistungselektronik, PCB-Routing und vieles mehrThe Engineering Exchange ist eine globale Bildungsnetzwerk-Community für Ingenieure.Heute verbinden, teilen und lernen »Copyright © 2023 WTWH Medien LLC.Alle Rechte vorbehalten.Das Material auf dieser Website darf ohne vorherige schriftliche Genehmigung von WTWH Media Privacy Policy | nicht reproduziert, verbreitet, übertragen, zwischengespeichert oder anderweitig verwendet werdenWerbung |Über uns