Attuatore: Motore in corrente continua (DC)

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1 Auaor: Moor in corrn coninua DC Sisma: Movimnazion monoass Modllo pr moor DC Accoppiaor oico Circuio ingrao piloa pr moor DC Sisma di piloaggio razionao

2 Encodr incrmnal 360 impulsi/giro Moor in DC Vi snza fin con passo 3mm/giro L80mm 60 giri X X Giuno Bandirin Foo accoppiaori HOA00

3 Giuno - X X Bandirin Foo accoppiaori 3

4 S V0749 PEMOTEC : 4V DC 360 couns/rvoluion 4

5 PEMOTEC: 4V DC 5

6 Numrologia: L80 mm corsa massima mccanica x3 mm/giro passo vi snza fin 600 giri/minuo & 360 impulsi/giro ncodr incrmnal 3000µm/giro/360*4 conggi/giro.08µm/conggio 600giri/60s*3mm/giro 80mm/s 80mm/3mm/giro 60giri ass moor 440 conggi/giro*60 giri conggi 80mm/80mm/s.5s Pr L80mm 6

7 Sruura di un moor a corrn coninua c.c c.c.. OTOE: spir avvol su di un cilindro frromagnico roan circuio di armaura; STATOE: magni prmanni fissi ch circondano il roor o circuio di cciazion; TAFEO: zona comprsa ra saor roor, sd di campo magnico; COLLETTOE o COMMUTATOE: par inizial dll avvolgimno sul roor, collgao all alimnazion mdian spazzol; 7

8 STATOE OTOE COLLETTOE SPAZZOLE CON MOLLA 8

9 La par sinisra dl roor è rspina dal magn di sinisra d airaa da qullo di dsra. Analogamn fa la par in basso a dsra. La coppia mccanica gnra la roazion. Quando il roor sarà allinao orizzonalmn, il commuaor invrirà la dirzion dlla corrn ch scorr ngli avvolgimni, invrndo il campo magnico 9

10 Moor snza spazzol o moor brushlss Scompar il collor a spazzol: gli avvolgimni sono mssi sulla par fissa STATOE, mnr i magni sono monai sulla par ruoan OTOE. Migliori condizioni di scambio rmico: Gli avvolgimni lrici possono smalir più facilmn il calor gnrao. Migliori prsazioni mccanich: usando mariali magnici più fficini com lgh di samario-cobalo, si possono ridurr ulriormn l dimnsioni dl roor, consgunmn si riducono l inrzi dl roor. Circuio di alimnazion piu sofisicao rispo a qullo uilizzao pr un moor con spazzol: bisogna sosiuir l funzioni dl collor mccanico con un conrollo lronico di ponza. 0

11 Circuio di Armaura roor V a a In gnral, la coppia moric N m dipnd sia dalla corrn circolan nl circuio di armaura I a ch da qulla circolan nl circuio di cciazion I N m Φ * I a ~ I * I a I a L a In quso caso il modllo non linar, pr avr un comporamno linar ncssario ch una dll du corrni sia mannua cosan pr smpio I mnr l alra I a vin usaa qual variabil di conrollo. V L ω, θ I Circuio di Ecciazion saor

12 Modllo di un moor a c.c. saor con magni prmanni Par lrica dl modllo V nsion applicaa all armaura roor qual variabil di conrollo; E f..m. gnraa dalla variazion dl flusso di B pr via dlla roazion dl roor I corrn circolan nll armaura L induanza dll armaura rsisnza dll armaura ω vlocia angolar di roazion dl roor cosan di f..m. Accoppiamno lromccanico E *ω L [ ][E]/[ω]V*s V I E V *I L*[dI/ [di/d]] [ *ω] Equazion lrica

13 Modllo di un moor a c.c. Par mccanica dl modllo N m coppia moric gnraa coppia lromccanica N l coppia applica all albro dl roor dal carico poso in roazion N a coppia di ario N bilancio dll coppi N N m - [N l N a ] J momno di inrzia I corrn circolan nll armaura roor ω vlocia angolar di roazion dl roor cosan di coppia η cofficin di ario viscoso Accoppiamno lromccanico N m *I Coppia d ario N a η*ω [ ][N]/[I]N*m/A -nda quazion cardinal pr corpi rigidi roani ass fisso N J*[dω/d] [ *I N l η*ω] J*[dω/d] Equazion mccanica 3

14 Funzionamno a rgim dl moor a corrn coninua: alimno il circuio di armaura roor con grandzz cosani nl mpo; ando ch si sia sauria la fas ransioria; V *I L*[dI/ [di/d]] *ω [N m N l N a ] J*[dω/d] Equazion lrica Equazion mccanica V *I *ω [N m N l N a ] 0 & N m *I & N a η*ω V *N m / *ω ων m ω Vlocia angolar a vuoo ω max V/ a di carico: ων m V/ / * Ν m Puno di lavoro Coppia di spuno N m max *V/ Cararisica mccanica Ν m 4

15 Funzionamno dinamico dl moor a corrn coninua: alimno il circuio di armaura roor con un gradino di nsion; sono inrssao alla fas ransioria; V *I L*[dI/ [di/d]] *ω [N m N l N a ] J*[dω/d] Equazion lrica Equazion mccanica in qual modalia vrra raggiuna la vlocia angolar ω di roazion di rgim dl moor? ω ω V ω V 0 ω 0? 5

16 6 ] sin [cos xp ] xp[ ] sin [cos xp ] xp[ sin xp, xp xp xp xp 0 xp b i b a ib a b i b a ib a b a A y ib a C c c y c c y Q P y y y y Qy d dy P d y d om om om par om inom ± φ α α α α α α α α α α α α α [/3] adici rali disin adici rali coincidni adici complss coniuga Equazion diffrnzial linar dl -ndo ordin a cofficini cosani d inomogna

17 [/3] Eq. lrica {s: L0} Eq. mccanica {s: N l 0&N a 0} V V I V [ I gradino J N l di L d ηω dω ] d J ω ω V dω d I I J dω d Equazion diffrnzial linar dl -mo ordin a cofficini cosani d inomogna ω isposa al gradino di un moor in c.c. In approssimazion dl -mo ordin {N l 0&N a 0&L0} ω ω A[ xp V / τ ] [ xp J τ ] J ; A V Y *-xp-x*58.4 ω ω 0 0,0 0,04 0,06 0,08 0, 7

18 8 ; 4 ; ] [ xp xp 0, Ω ± ± ± < L LJ LJ J LJ a L LJ J a b a i a b a i b a b LJ J ac b c b a A A c d d b d d a d d J d d LJ V d d J d d LJ V gradino V d d J I d d J N I d di L I V d di L I V l τ α α α α α ω ω ω ω ω ω ω ω ω ω ω ω ηω ω ω Eq. Elrica Eq. Mccanica {s: N {s: N l 0 & N 0 & N a 0} 0} isposa al gradino di un moor in c.c. In approssimazion dl -ndo ordin {N {N l 0 & N 0 & N a 0} 0} Condizion pr soluzion oscillan smorzaa [3/3] Equazion diffrnzial linar dl -ndo ndo ordin ordin a cofficini cosani d inomogna

19 Numrologia: {s: N l 0 & N a 0} b - 4ac J -4 LJ Numricamn: 0.074V*s 0.074N*m/A L0.475H L.75*0-6H 4Ω J3.3*0-6 kg*m -5 x 0-9 < 0 radici complss coniuga.7 x 0-0 > 0 radici rali disin 9

20 Modllo di un moor a c.c. V *I L*[dI/ [di/d]] *ω [ *I N l η*ω] J*[dω/d] Equazion lrica Equazion mccanica L[q. l.] Vs *Is L*s*Is *ωs Vs - *ωs L*s*I *Is L[q. mc.. ] *Is - N l s -η*ωs J*s*ωs *Is - N l s η J*s*ωs Vs - /Ls Is *Is - /ηjs ωs *ωs N l s PS: La f.c..m. [ *ω] ralizza una razion ngaiva ch ha un ffo sabilizzan sulla risposa in vlocia angolar di roazion dl srvomoor. 0

21 Modllo di un moor a c.c. nll iposi ch N l 0, ovvro ch non ci sia alcuna coppia srna applicaa sull ass dl roor V *I L*[dI/ [di/d]] *ω [ *I N l η*ω] J*[dω/d] Equazion lrica Equazion mccanica L[q. l.] Vs *Is L*s*Is *ωs Vs - *ωs L*s*I *Is L[q. mc.. ] *Is -η*ωs J*s*ωs *Is η J*s*ωs Vs - /Ls Is *Is /ηjs ωs *ωs

22 Modllo di un moor a c.c. Funzion di rasfrimno Gs V ω GV Gω [q. l.] Vs - *ωs L*s*Is [q. mc.] *Is η J*s*ωs Vs - *ωs L*s*[ *[η J*s*ωs s/ ] Vs [[ L*s* *η J*s/ / ]*ωs G ω V L s η J s J s FdT dl -mo ordin L 0 0 & η 0

23 3 Modllo di un moor a c.c. Modllo di un moor a c.c. Funzion si rasfrimno in approssimazion dl Funzion si rasfrimno in approssimazion dl ordin ordin s J s V s s G ω Polo lromccanico Polo lromccanico: s polo - * / *J Cosan di mpo lromccanica Cosan di mpo lromccanica: τ - / s polo *J / * ] [ s s G s J s G τ

24 Modllo di un moor a c.c. Funzion di rasfrimno in approssimazion dl ordin L - ω s G s [ xp / τ] V s τ s Numricamn: τ*j/ * 7.ms ω V*s 0.074N*m/A L.75*0-6 H 4Ω J3.3*0-6 kg*m Y *-xp-x* ,0 0,04 0,06 0,08 0, 4

25 5 Modllo di un moor a c.c. Modllo di un moor a c.c. Funzion si rasfrimno Gs Funzion si rasfrimno Gs s J s L V G η ω s J L s L J s J L s L s J η η η η s J L s L J V G η η ω S η 0 0 & L piccolo L piccolo J L << 4 s J L s J V G ω 4 4 4, J L L J L L LJ J LJ J J LJ LJ J J s ± ± ± ± poli in s: poli in s: x x...nll iposi N l cio N a 0 0

26 Modllo di un moor a c.c. Funzion di rasfrimno Gs poli in s: s, J ± J LJ 4LJ 4LJ J ± J J LJ ± L 4L J x x L ± L J Polo lromccanico: s L L J J Polo lrico: s L L J L L J L L J L 6

27 Numrologia: FdT s N l 0 & N a 0 s G s ω V s J s L J s b - 4ac J -4 LJ c b a Numricamn: 0.074V*s 0.074N*m/A L0.475H L.75*0-6H 4Ω J3.3*0-6 kg*m -5 x 0-9 < 0 radici complss coniuga.7 x 0-0 > 0 radici rali disin 7

28 Modllo di un moor a c.c. Funzion di rasfrimno Gs Nlla dinamica dl moor, il polo lromccanico dominan rispo al polo lrico [τ[ m >>τ l Polo lromccanico: J s Polo lrico: J s L s τ L τ s l ] ω ω Numricamn: 0.074V*s 0.074N*m/A L0.475H 4Ω J3.3*0-6 kg*m Numricamn: 0.074V*s 0.074N*m/A L.75*0-6 H 4Ω J3.3*0-6 kg*m s, ± j s -58 s -.45*0 6 τ 7ms τ 0.7µs 8

29 τ Numrologia: τ 0 J τ J 7.8Ω 0.4 x0 3 s 9 Ncm 0.Vs gcm / 0 4 A 0 m m / cm / cm τ J L ω max V V ω max 4 V 300 giri / min πrad 60 s / min ω max Vs / giro ω max N max 9

30 Numrologia: τ J L Ν max V N max N max V 7 x0 Nm 7.8Ω 4 V Nm / A 9 Ncm / A ω max N max 30

31 Logica di conrollo pr fin corsa in una movimnazion monoass [/3] X0 X X x3 Y Y s X0 Y s X00 & X0 & x & x3 Y s X00 & X & x0 & x30 0 3

32 Logica di conrollo pr fin corsa in una movimnazion monoass [/3] Y s X0 Y s X00 & X0 & x & x3 X0 X X Y X3 Y s X00 & X & x0 & x30 3

33 Logica di conrollo pr fin corsa in una movimnazion monoass [3/3] X0 X X x3 Y X X X0 X Y X0 X*X*X3 X*X*X3 33

34 Circuio ingrao piloa pr moor DC PONTE-H LMD800 34

35 Principio dl pon H [/] 35

36 Principio dl pon H [/] 36

37 PONTE-H LMD OUTPUT GOUND MOTO POWE SUPPLY PWM BAE DIECTION OUTPUT PACAGE: TO0 37

38 Diagramma a blocchi dl pon H: LMD800T 38

39 PONTE-H LMD800 39

40 PONTE-H LMD800 40

41 0.0µF OUTPUT PWM BAE DI µp 0.0µF OUTPUT 4

42 I/O P3 I/O P5 4

43 ADC µp PWM DI LMD 800 OUT OUT 43

44 44

45 provina_3004.bs '{$STAMP BS} '{$PBASIC.5} a VA By loop: DEBUGIN a DEBUG a GOTO loop END prova0_3004.bs '{$STAMP BS} DI3 DI5 OUT3 rno: OUT5 PAUSE 5 OUT50 PAUSE 5 GOTO rno END prova_3004.bs '{$STAMP BS} '{$PBASIC.5} vrso VA Bi n VA Word DI3 DI5 ' asira: DEBUG " insrir vrso > orario 0 > aniorario ",C,LF DEBUGIN vrso ' n000 OUT3vrso rno: nn- OUT5 PAUSE OUT50 PAUSE IF n<>0 THEN rno ' GOTO asira END ' vrso I/O P3 ' impulso I/O P5 45

46 prova_80304.bs '{$STAMP BS} '{$PBASIC.5} vrso VA Bi n VA Word DI3 DI5 ' vrso P3 ' impulso P5 ripi: vrso n500 OUT3vrso rno: nn- OUT5 PAUSE OUT50 PAUSE IF n<>0 THEN rno ' ' vrso0 n500 OUT3vrso rno: nn- OUT5 PAUSE OUT50 PAUSE IF n<>0 THEN rno ' GOTO ripi Vrsion lna PAUSE 0 46