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SimplIQ驱动器/控制器 ELMO数字式驱动器拥有小体积，高功率密度，高刚性，高可靠性，智能化的优点，广泛应用在机器人，包装印刷，多轴设备的应用 |
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Gold Line系列高阶驱动器/控制器 ELMO下一代金线系列驱动器拥有小体积，高功率密度，高刚性，高可靠性，智能化的优点，而且兼容Ethercat,广泛应用在机器人，包装印刷，多轴设备的应用 |
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ExtrIQ 军工级驱动器/控制器 ELMO军工接驱动器拥有小体积，高功率密度，高刚性，高可靠性，智能化的优点，广泛应用在各类地形车，炮塔或雷达的转向，各类飞行器姿态的控制等，耐冲击，可在-40~70摄食度的条件下工作。 |
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２００８ 年 第 ３０ 卷 第 ３ 期 第 ３９ 页 电 气 传 动 自 动 化 ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＤＲＩＶＥ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮ Ｖｏｌ．３０ ， Ｎｏ．３ （ ４１ ２００８ ， ３０ ３） ： ３９～ 文章编号： １００５ — ７２７７ ２００８） ０３ — ００３９ — ０３ （ Ｅｌｍｏ２０／４６０ 型直线电机驱动器及其调试尹进田， 李白雅（ 湖南科技大学 信息与电气工程学院， 湖南 湘潭 ４１１２０１） 摘要： Ｅｌｍｏ２０／４６０ 是直线电机驱动器， 并配备有专用的控制软件及相关的程序， 能方便快捷地与配套电机进 行调试； 详细介绍了其调试步骤及其硬件接线图。 关键词： 直线电机； 驱动器； Ｅｌｍｏ２０／４６０ ； 滤波器 中图分类号： ＴＭ３５９．４ 文献标识码： Ｂ Ｌｉｎｅａｒ ｍｏｔｏｒ ｄｒ ｉｖｅｒ Ｅｌｍｏ２０／４６０ ａｎｄ ｉｔｓ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇＹＩＮ Ｊ ｉｎ－ ｔｉａｎ ， ＬＩ Ｂａｉ－ ｙａ（ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＆ Ｅ１ｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｘｉａｎｇｔａｎ ４１１２０１ ， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｅｌｍ０２０／４６０ ｉｓ ａ ｌｉｎｅａｒ ｍｏｔｏｒ ｄｒｉｖｅｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏ１ ｓｏｆｔｗａｒｅ ａｎｄ ｒｅｌａｔｅｄ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ． Ｉｔ ｉｓ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ａｎｄ ｆａｓｔ ｔｏ ｄｅｂｕｇ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍａｔｉｎｇ ｍｏｔｏｒ． Ｔｈｅ ｓｔｅｐ ｏｆ ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ ａｎｄ ｈａｒｄｗａｒｅ’ ｈｏｏｋｕｐ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｄｅｔａｉｌ． ｓ Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ｌｉｎｅａｒ ｍｏｔｏｒ； ｄｒｉｖｅｒ； ＥＩｍｏ２０／４６０ ； ｆｉｌｔｅｒ １ 简介在 驱 动 器 上 使 用 的 ＣＡＮｏｐｅｎ 协 议 可 以 在 式有 ＲＳ２３２ 和 ＣＡＮｏｐｅｎ ， 它本身具有全数字式的 电流环、 速度环和位置环。驱动器的调试在 ＰＣ 上 进行， 用到调试软件 Ｃｏｍｐｏｓｅｒ ， 驱动器与电机之间 通过 ＲＳ２３２ 进行通信。驱动器与电机之间的硬件 连线示意图如图 １ 所示。 ＣＡＮｏｐｅｎ 和 ＲＳ － ２３２ 总 线 上 快 速 、 同 步 的 与 Ｉｎｔｅｒｌｕｄｅ 实现协调的通讯。 Ｉｎｔｅｒｌｕｄｅ 是一个很直观的通讯库， 为软件开发者提供了一种快速简单的 方式来开发包含数字伺服驱动器的运动控制系 统。高性能可访问的通讯库 Ｉｎｔｅｒｌｕｄｅ 提供了一个 有效简单的通讯渠道去连接用于用户实际应用中 的伺服驱动器， 不但节省了编程时间和成本， 还可 以保证用户其它应用与驱动器之间的兼容性。 （ Ｉｎｔｅｒｌｕｄｅ 的应用编程接口 ＡＰｌ） 可以作为一种动态 连接库， 直接用于用户的应用， 按照嵌入式组件进 行操作， 它全面支持在内插值运动控制器中应用 的 ＣＡＮｏｐｅｎＤＳ－ ３０１ 同步通讯。具有自主产权的基 于 Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ 平 台的 Ｃｏｍｐｏｓｅｒ 控制软件， 可以方便 快捷的配置 、 测 试、 精确调 整网络中 的 任 意一台单电机驱动器。 Ｅｌｍｏ２０／４６０ 是 数 字智能伺服驱动器中的 Ｔｕｂａ 系 列 ， 可 输 入 三 相 ３８０Ｖ 交 流 电 压 ， 持 续 输 出 电 流 可 达 ２０Ａ， 通 讯 方 ? ? ４０ 电气传动自动化 ２００８ 年 第 ３ 期 ２ Ｅｌｍｏ２０／４６０ 驱动器具体调试步骤当一个新的电机和驱动器连接后， 都要重新进 行调试， 重新设置一些参数以便让驱动器能更好的 驱动电机 。调试 过 程 在 ＰＣ 上 进 行 ， 调 试 软 件 为 还要进行一项调试， 那就是电机启动时候的换相调 试。下面重点进行电流环和位置环的调试说明。 ２．１ 电流环调节电流环调试是必须进行的， 关系到电机驱动的 性能。它是全自动进行的： 在 Ｃｏｍｐｏｓｅｒ 里， 软件自 动对电流闭环进行逐步赋予数值， 然后根据它的响 应最终确定最优的 ＰＩ 参数。不过， 自动确定的 ＰＩ 参数有可能会导致电机运行 时候的噪音过大， 这样我们就 需要进行手动调整电流环的 Ｃｏｍｐｏｓｅｒ。Ｅｌｍｏ２０／４６０ 驱动器本身有三个闭环， 包括电流环、 速度环和位置环。在调试的时候这三个 闭环都要逐个调试， 以便找到最适合的参数。另外， ＰＩ 参数。手动调整步骤如下： 降 低 电 流 环 的 增 益 Ｋｐ 〔 １〕 和 〔 ＫＩ １〕 ， 降低 ２ 倍或者 ４ 倍。方 法： 在 Ｃｏｍｐｏｓｅｒ 里选择 保存 当前的 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 文件， 以便 以 后 恢 复 ； 在 Ｓｍａｒｔ ｔｅｒｍｉｎａｌ 窗 口 输 入 ： Ｋ〔 １〕 ＝Ｋ〔 １〕 ／２ 或 （ ｐ ｐ 者除以 ４， 减小 的倍数可以 自 〔 〔 己调试看结果） ； ＫＩ １〕 ＝ＫＩ １〕 ／ （ ２； ｓｖ 这个命令是保存修改后的参 数） 。可以尝试降低不同 倍数， 观察噪音的情况。 每次降 低 后 ， 在 Ｃｏｍｐｏｓｅｒ 软 件 的 Ｍｏｎｉｔｏｒ 窗口里记录Ｐｏｓｉｔｉｏｎ 和 Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｃｏｍｍａｎｄ 等 参 数 ， 看系统性能 位置误差） 是否有改 （ 变。 电流环 ＰＩ 参数为不同值时 的 Ｐｏｓｉｔｉｏｎ、 Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ｃｏｍｍａｎｄ 以及它们 之差的图形 如图 ２、 ３、 所示 （ 假定电流环自动调 ４ 整 后 的 ＰＩ 参 数 为 Ｋｐ〔 ｌ〕 ， ＫＩ 〔 １〕 ） 。由以上图形可以看出， 在 适 当 地 降 低 ＰＩ 参 数 之 后 ， 电 机的性能并没有明显的变化。 从实际中可以观察到， 电机的 噪声确有非常明显的降低。 所 以当电流环自动调整后， 如果 发现电机噪声较大， 可以按照 此方法手动调整一下电流环 的 ＰＩ 参数。 ２．２ 速度环调试速度环的调试基本上可 ２００８ 年 第 ３ 期 尹进田， 李白雅 Ｅｌｍｏ２０／４６０ 型直线电机驱动器及其调试 ? ? ４１ 增益表参数的填写： ① 将手 动凋整得到的那组增益值， 填写 到增益表相应速度下， 并选定这 一组， 然后点击鼠标邮件， 使用 Ｉｎｔｅｒｐｅｒａｔｅ ａｌｌ 将 整 个 增 益 表 都 用这条数据填满； ②将 Ｋ〔 ３〕（ 位 Ｐ 置环增益） 乘以 ５， 得到一个数值。这个数值就是要填写的下一 条增益的相对应的速度值， 找到 数值最相近的一条， 分别将 ＫＰ 〔 ２〕 ／２， Ｋ〔Ｉ ２〕 ／４， Ｋ〔 ３〕 ／２ 的 数 值 填 Ｐ 入， 也选上这一组， 然后点击鼠标 邮件， 使用 Ｉｎｔｅｒｐｅｒａｔｅ ａ１１ ； ③ 重 复上一步， 直到 接近增益 表最 小 速 度 一 项 为 止 （ 建 议 到 ５００ ｃｏｕｎｔｓ／ｓ 为止） ； ④在高级手动调节对话框里， 设置最后一行的参 数如图 ６ 所示。设置 Ｓｔｅｐ 值为 ２０００， Ｓｐｅｅｄ 值为 ２００００ｃｎｔ／ｓｅｃ； ⑤按下按钮 Ｒｕｎ Ｔｅｓｔ， 得到的响 应如图 ７ 所示。 ２．４ 电机启动时换相调节直线电机没 有安装霍尔 传 感器， 因此 在电机初始 启动的 时候转子位置 的初始确定 比较 麻烦。 Ｅｌｍｏ 驱动器可以自动调 试转子位置的初 始确定， 但是 以分为自动调试和手动调试。自动调试由 调试后， 电机上电的时候经常会出现换相失败的情 况， 所以仅仅依靠它的自动调试是不行的。 Ｃｏｍｐｏｓｅｒ 自动完成， 手动主要也是进行 ＫＰ、 Ｉ 的调 Ｋ 节。速度调节过程中， 当 Ｋｐ 增大到一定程度的时候， 在速度和电流的波形中， 有高频振荡。此时加 一 个 低 通 滤 波 器 将 会 减 少 电 流 噪 声 ， Ｃｏｍｐｏｓｅｒ 中 有滤波器设计的插件。 ３ 结束语本 文 涉 及 的 驱 动 器 Ｅｌｍｏ２０／４６０ 性 能 稳 定 、 可 靠、 用户反映良好， 因此有较强的实用性。参考文献： 〔 〕 〔 １〕 杨宜民． 新型驱动器及其应用 Ｍ ． 北京： 机械工业出版社， ２．３ 位置环调节 Ｅｌｍｏ 控制器可以单独做位置的控制。位置环的调节也分为自动调节和手动调节。自动调节和速度 环的自动调节步骤基本上一样， 不再赘述。主要介绍 一下手动调节： ①把速度环的 Ｋ１ 减小为原来的一半， 速度设为 ２００００； ②设置位置环 Ｋｐ＝０．５／ｒｉｓｅ ｔｉｍｅ。这 使位置带宽为速度带宽的 １／４。设置好之后运行， 系统响应如图 ４ 所示； ③ 为了更好地调节位置环 ， 完成向导后 在 Ｔｏｏｌｓ 菜单下 选择 Ａｄｖａｎｃｅｄ ｍａｎｕａｌ １９９８．〔 ２〕 王水平 ． ＰＷＭ 控制与驱动器使用指南及应用电路： 单端 控 制 与 驱 动 器 部 分 Ｍ〕 ． 西 安 ： 西 安 电 子 科 技 大 学 出 版 〔 社， ２００４． 作者简介： 尹 进 田 （ １９８１－ ） ， 男 ， 湖 南 科 技 大 学 研 究 生 ， 研 究 方 向 为 电 机控制与设计。 李白雅（ １９６４－ ） ， 女， 教授， 研究方向为电机控制。 收稿日期： ２００７－ ０４－ ２５ ｔｕｎｉｎｇ， 如图 ５ 所示。
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