Umrichter Drehmomentspitze

[Fred5506]

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Hallo zusammen,

möchte ein Projekt realisieren, bei dem im Umrichter ein fester Drehmomentwert eingestellt werden soll (z.B. 60 Nm)

Ist die Gegenkraft höher, soll der Motor einfach stehen bleiben (also keine Drehmomentregelung). Auch kann es sein, dass die Entgegengesetzte Kraft den Anker entgegen seiner ursprünglichen Drehrichtung bewegt. Auch in dem Fall soll der Motor nur mit dem eingestellten Wert (hier z.B. 60 Nm) dagegen drücken.

Hat jemand eine Idee, wie man da vorgehen kann bzw. welchen Betriebsmodus man da einstellen muss?

Vielen Dank für eure Hilfe.

 

[Knaller]

Moin
1. welches Gerät ?
2. ab wann soll das Drehmoment greifen
3. welche max Drehzahl



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[Fred5506]

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Hi,

1. Habe mich noch nicht festgelegt. Muss auf jeden Fall für 230V 1-phasig gehen, hatte an den Sinamics V20 oder einen von Lenze gedacht (i500, i550, 8400) - bin da aber noch offen, auch für andere Hersteller
2. Wie meinst du, ab wann das Drehmoment greifen soll? Gut wäre, wenn man da nen Hochlauf o.ä. programmieren könnte und das Drehmoment soll gleich danach greifen, nachdem der Modus gestartet wurde.
3. Maximale Drehzahl ca. 1500 rpm (wird über ein Getriebe auf ca. 60 rpm gebracht)

 

[Gleichstromer]

Zur Drehmomentbegrenzung kannst du den max. Ausgangsstrom des FU begrenzen, z. B. per Parameter oder vielleicht auch mit nem Poti, wenn der FU Stromregelung kann. Habe sowas an meiner Drehbank gemacht, damit kleine Gewindebohrer nicht abbrechen. FU ist zwar ein Micromaster Vector, Betriebsart ist aber U/f, weil er in allen anderen Betriebsarten immer die Drehzahl nachregeln will.

Sollte der Motor ordentlich geknebelt werden, brauchst du wahrscheinlich auch Fremdkühlung und Temperaturüberwachung.

 

[Fred5506]

OK, danke schonmal für die Antworten.
Joa, vielleicht geht das in die richtige Richtung. Es ist so, dass der Drehmomentwert digital eingespeist wird, und idealerweise eine Genauigkeit von xx,xx haben sollte. Ich bin noch nicht ultra bewandert auf dem Gebiet, aber ich vermute, dass eine Strombegrenzung zu ungenau ist, oder? Ich kann mir das nicht so richtig vorstellen, wie das funktionieren soll...
Mein Vorhaben bedingt, dass ein Moment zwischen 20,00 und 200,00 Nm eingestellt werden soll - gehe ich dann so vor, dass ich eine sehr hohe Drehzahl einstelle, und dann den Strom begrenze? Bzw muss ich den Strom berechnen, der dem jeweiligen Moment entspricht, oder gibt es da einen anderen Weg?

Besten Dank für eure Antworten

 

[zako]

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... Kannst Du mal Deine Genauigkeitsanforderung präziser angeben?
Höhe Genauigkeit im Stillstand und dann noch ohne Geber?

 

[Fred5506]

Klar,
Eine Drehmomentdose hatte ich auch schon überlegt anzuschließen, allerdings ist eine Drehmomentregelung ja glaube ich nicht das Richtige.
Genauigkeit im Stillstand, idealerweise plus minus 2-3 Prozent.
Gedacht ist es so, dass der Motor bereits sich dreht, und dann nach Signaleingang der Strom für genau das benötigte Drehmoment gegeben wird.

 

[d-eye]

Je nach geforderter Leistung käme ein V90 mit PN, passendem Servomotor und eine 1500er CPU in Betracht.
Technologieobjekt SpeedAxis in der CPU anlegen und mit dem V90 verheiraten, dann kannst du z.B. Drehzahlgesteuert fahren und ein Drehmomentlimit aufschalten. Funzt prima.

Normalerweise mache ich so etwas mit dem S120 und D435 + Scout, da hält es die Drehmomente sehr genau im 1/10 Nm Bereich. Ist aber keine Low-Cost Lösung.

 

[Knaller]

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Moin
Die Spezifikation sollte schon genauer sein.
Die geforderten Genauigkeit von 2bis 3 % ist ohne Kraftmessdose nicht erreichbar.
Ein Antriebspaket hat eine Streuung von ca. 5% wenn es gut läuft. Das ist System bedingt durch Bauteile Toleranzen. Stromsensoren und Geber haben ein Rauschen auf dem Signal


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[Fred5506]

Morgen,

Hab also nochmal überlegt. Die Anwendung schaut folgendermassen aus: Ich habe einen Motor, an den ein Drehzahl und eine Drehmomentdose angeschlossen sind. Der Motor läuft fürs erste auf Drehzahlregelung, währenddessen nimmt die Dose die Drehmomentänderungen auf, und bildet einen Mittelwert. Der soll als Wert für die Drehmomentbegrenzung fungieren, nschdem die Drehzahlregelung ausgeschaltet ist. Da der Motor max. 200 Nm schafft, ist eine variable Begrenzung bis max. 200 Nm denke ich vonnöten. Wenn der Poti 12 bit hat, hätte ich 1024 Werte für 0-200 Nm, das wäre noch OK. Art der Ein-/Ausgangssignale ist erstmal sekundär. Steuerung von 5% wäre OK. Ich kann mir aber nicht erklären, wofür ich die Dose sonst benötige, Habe ja keine Drehmomentregelung in dem Sinn...

 

[zako]

Klar,
Eine Drehmomentdose hatte ich auch schon überlegt anzuschließen, allerdings ist eine Drehmomentregelung ja glaube ich nicht das Richtige.
Genauigkeit im Stillstand, idealerweise plus minus 2-3 Prozent.
Gedacht ist es so, dass der Motor bereits sich dreht, und dann nach Signaleingang der Strom für genau das benötigte Drehmoment gegeben wird.

Beim SINAMICS S120 in VECTOR- Regelung mit Asynchronmotor ist dessen Drehmomentgenauigkeit mit +/- 1,5% von Mn angegeben. Randbedingungen sind im Katalog genannt - u.a. Verwendung eines 1PH7 / 1PH8 - Motors (dann sind nämlich die Motordaten genau bekannt) - siehe Kapitel 13:
https://w3app.siemens.com/mcms/info.../Documentsu20Catalogs/PM21_2013_Gesamt_D2.pdf
Diese Betriebsart wird z.B. bei Prüfständen oder Wicklern wo es auf hohe Drehmomentgenauigkeit ankommt verwendet.

Sehr gut geeignet sind auch Synchronmotoren. Am besten mit schrägen Nuten, damit Rastmomente möglichst nicht auftreten. Ansonsten gibt es auch noch das Funktionsmodul "Rastmomentkompensation". Bzgl. Drehmomentgenauigkeit kommst Du damit in eine ähnliche Liga wie mit der VECTOR- Regelung.

So wie ich Deine Beschreibung deute, würde ich mit "übersteuerter Drehzahlregelung" verfahren. D.h. Du gibst eine Drehmomentgrenze vor und auch einen Drehzahlsollwert. Wenn das Drehmoment nicht erreicht wird dreht der Antrieb entsprechend schnell, falls es erreicht wird, ist das Drehmoment constant. Vorteil ist, wenn z.B. die Last wieder wegbricht, dann beschleunigt der Antrieb auf max. der Solldrehzahl.

 

[Fred5506]

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Hallo zako,

Danke für deine Antwort. Ist das die sensorlose Vektorregelung oder benötigt man da eine Form von Rückführung? Glaube nicht oder?
Was passiert denn, wenn bei der Vektorregelung das Drehmoment erreicht wird, bzw. ein stärkeres Moment dagegen hält? Bleibt der Motor dann stehen?

:edit:
Absicht ist, dass der Motor bei Erreichen der Drehmomentspitze stehen bleibt.

 

[zako]

Danke für deine Antwort. Ist das die sensorlose Vektorregelung oder benötigt man da eine Form von Rückführung? Glaube nicht oder?
==> Ein Motorgeber bringt Vorteile in der Genauigkeit besonders bei kleinen Drehzahlen.


Was passiert denn, wenn bei der Vektorregelung das Drehmoment erreicht wird, bzw. ein stärkeres Moment dagegen hält? Bleibt der Motor dann stehen?
==> Dann bleibt die Achse stehen. Falls Du eine "aktive" Gegenlast hast, dann drückt Dich die Last zurück, falls das Gegenmoment größer als das Motormoment ist.