EL7411模塊控制Hall直流無刷電機

第1頁EL7411EL7411模塊控制Hall直流無刷電機作者：史曉云職務：系統(tǒng)應用部CNC技術主管公司：BECKHOFF中國郵箱：x.shi@日期：2022-12-13摘要：EL7411-0000模塊是用于控制無刷直流BLDC電機的控制模塊，可以通過增量編碼器實現高速控制和動態(tài)位置。模塊可以提供許多參數變量監(jiān)控，包括過電壓、欠壓、過電流、模塊溫度或者電機負載等。本文介紹EL7411模塊控制帶霍爾傳感器的直流無刷電機。模塊輸出電流可以通過ZB8610風扇配件進行增加。附件：序號文件名備注歷史版本：免責聲明：我們已對本文檔描述的內容做測試。但是差錯在所難免，無法保證絕對正確并完全滿足您的使用需求。本文檔的內容可能隨時更新，如有改動，恕不事先通知，也歡迎您提出改進建議。參考信息：目錄1. 硬件介紹 31.1. 硬件接線 32. TwinCAT3調試EL7411 42.1. 參數復位 42.2. 操作模式設置 42.3. 驅動器參數設置 62.4. 電機參數設置 72.4.1. ScanMotor 72.5. 位置反饋參數設置 82.5.1. ScanFeedback 92.6. TwinCATNCPTP控制 102.6.1. 集成硬件到TwinCATNC 102.6.2. 參數配置到TwinCATNC 112.6.3. 測試運行 132.6.4. 驅動參數優(yōu)化 143. 常用報警處理 163.1. 模塊指示燈顯示 163.2. 報警查詢 173.2.1. 報警列表 18

硬件介紹 過電流保護。驅動器過電流保護最大電流限制在3倍的額定電流持續(xù)1秒。硬件接線電機動力線：直流無刷電機UVW。負載電壓：8-48VDC，過電流保護。位置反饋設備：霍爾傳感器U,V,W增量編碼器外部輸入：外部輸入信號Point：8；Point16，可以用于加在硬限位。輔助硬件：EL9576制動模塊以及制動電阻ZB8110。ZB8610風扇模塊，用于輸出更高的最大電流。使能輸出信號：HWEnable，接口通過HWEnable實現電機使能。TwinCAT3調試EL7411參數復位參數復位通常用于對于EL7411模塊進行參數初始化，當出現參數錯誤等不明確的情況下，可以采用這個方法進行初始化，方法如下： 在CoE-Online參數中將1011:01中寫入Dec:1684107116||Hex:0x64616F6C并確認，所有的參數和狀態(tài)得到恢復。操作模式設置EL7411的操作模式包括CSP、CSV、CST、CSTCA等四種。每種模式對應不同的控制變量和結構體參數，CSP模式是出廠默認的模式。本文以CSV為案例進行介紹，速度模式下同樣控制控制位置。操作模式選擇步驟：選擇CoE-Online的選項中可以設定控制模式。參數7010:03hex中可以選擇操作模式。選擇“ProcessData”選項。選擇PDO模式（CSP:Position/CSV:Velocity/CST:Torque/CSTA）。驅動器參數設置驅動器參數可以設置電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)的PID參數、驅動電壓、誤差監(jiān)控、電機換向參數等。電機參數設置電機參數8011進行設置，包括電機額定電壓、額定電流、電機極對數、額定速度等：ScanMotor功能介紹： EL7411的部分參數可以通過ScanMotor功能進行設置。8011:19：Windinginductance。8011:30：Windingresistance。功能執(zhí)行：準確設置電機參數。在參數FB00:01”Request”中寫入命令0x8007。參數掃描。參數FB00:02”Status”顯示參數掃描進程，數值為100則參數掃描結束。可以通過狀態(tài)值顯示當前狀態(tài)，例如報錯等可以進一步在DiagHistory中顯示。CAUTION：確保電機與機械脫開，防止機械壞損！確保電機軸能夠自由移動！位置反饋參數設置包括：Operationwithoutfeedback、OperationwithHallsensors、Operationwithanincrementalencoder、OperationwithanincrementalencoderandHallsensors。需要設置的是：OperationwithHallsensors。編碼器"Commutationtype"8010:64hex:"Six-Stephall"。編碼器類型8008:12hex:disable"disabled".配置Hall傳感器參數ScanFeedback功能介紹：反饋參數設置，可以通過本功能執(zhí)行。編碼器移動方向：8008:01“Invertfeedbackdirection”。Hall傳感器設置：800A:12”Phasing”。Hall偏置參數設置：800A:13”Hallcommutationadjust”。反饋參數檢測。8008:13“EncoderincrementsperRevolution”。8011:13“Motorpolepairs”。功能應用：準確設置電機參數。在參數FB00:01”Request”中寫入命令0x8007。參數掃描。參數FB00:02”Status”顯示參數掃描進程，數值為100則參數掃描結束?？梢酝ㄟ^狀態(tài)值顯示當前狀態(tài)，例如報錯等可以進一步在DiagHistory中顯示。 CAUTION：確保電機與機械脫開，防止機械壞損！確保電機軸能夠自由移動！TwinCATNCPTP控制TwinCATNC控制包括硬件鏈接以及參數設定，將EL7411的BLDC電機集成到TwinCATNC控制中。集成硬件到TwinCATNC控制系統(tǒng)掃描硬件。創(chuàng)建TwinCATNCTask包括手動或者自動創(chuàng)建任務。添加一個NC軸（ContinuousAxis）到當前的TwinCATNC任務中。鏈接NC軸（Term2(EL7411）#Servointerface）并添加對應模塊。鏈接對應的變量到TwinCATNC，不同的模式會自動產生不同的變量進行連接。參數配置到TwinCATNC軸單位設定：旋轉軸、直線軸。NCAxis>"Settings"tab>drop-downmenu"Unit"。參考速度|最大速度設定NCAxis>"Parameters"tab>"ReferenceVelocity"and"MaximumVelocity"。動態(tài)參數設定NCAxis>"Dynamics"tab。旋轉軸編碼器齒輪比參數設定NCAxis>"Enc">"Parameters"tab。 注意：編碼器電子齒輪比可以設定為分數，可以通過分子和分母進行分辨率設定：?Numerator:"ScalingFactorNumerator"?Denominator:"ScalingFactorDenominator"增量編碼器1024增量數值，每圈360°，參數設置如下：?ScalingFactorNumerator：360°?ScalingFactorDenominator：1024*4=4096Unit：每圈脈沖數Factor：增量編碼器分辨率倍數x4不帶增量編碼器設定：?ScalingFactorNumerator：360°?ScalingFactorDenominator：65536直線軸的編碼器比例參數設置換算增量編碼器為Inc/mm；編碼器分辨率系數Factor為x4；輸入到對應的參數ScalingFactorDenominator；例如：編碼器脈沖數對應512inc/2mm，對應的256inc/1mm?ScalingFactorNumerator：1?ScalingFactorDenominator：1024輸出速度比例參數NCAxis>"Drive">"Parameters"tab速度輸出此輪比參數僅用于CSV操作模式，參數的計算包括帶增量編碼器和不帶編碼器兩種。帶編碼器的參數輸出。帶編碼器的參數輸出： 例如：編碼器脈沖數為1024脈沖，輸出的參數值： OutputScalingFactor（Velocity）：=10.98632813不帶編碼器的參數輸出： OutputScalingFactor（Velocity）：=0.6866455078測試運行Step1：測試準備參數配置成功后，激活配置文件；選擇Online選項卡；編碼器參數檢查。通過手動移動電機軸，移動一圈是否為360°，如果電機手動轉動一圈參數不是360°，可以通過參數設置。Step2：運行測試 運行測試時，需要確保不會因為電機的移動造成設備或者人員受傷。Step3：電機使能 如果電機使能失敗，檢查24V或者“HWEnable”信號輸入有問題。測試不同的運動指令。檢測電機是否能夠穩(wěn)定運行。Step3：根據測試結果機型調整是否出現報錯，需要在DiagHistory中查看？電機運行方向是否正確？電機速度是否準確？驅動參數優(yōu)化驅動器的PID基礎參數通過Scanningthemotor進行設置。可以通過控制器參數進一步優(yōu)化電機性能，實現電機的跟隨誤差降低、設定速度與當前速度更加貼合并降低超調以及電機抖動。驅動優(yōu)化準備：激活配置文件并使電機啟動"ReversingSequence"往復移動。通過Scopeview讀取電機的相關參數：EL7411parameter：PositionLag0x1A03TorqueactualvalueTwinCATNC參數:PositionsetpointPositionactualvalueVelocitysetpointVelocityactualvalue根據反饋方式進行參數優(yōu)化沒有反饋傳感器Hall傳感器增量編碼器和Hall傳感器可選霍爾傳感器反饋優(yōu)化Step1：速度環(huán)優(yōu)化將位置環(huán)關閉設定參數8010:17"Positionloopproportionalgain"為0；逐步降低速度環(huán)積分時間8010:5A"Velocityloopintegraltime(voltagemode)"，同時逐步提高速度環(huán)增益8010:5B"Velocityloopproportionalgain(voltagemode)"。與此同時，通過ScopeView監(jiān)控當前的速度和位置，直到速度或者位置開始抖動停止數值優(yōu)化。積分時間和增益的數值在當前的基礎上降低20%，作為緩沖；如果當前的速度值超調，降低速度前饋8010:5C"Velocityloopvoltagefeedforwardgain(voltagemode)"。速度環(huán)優(yōu)化結束。Step2：位置環(huán)優(yōu)化（速度環(huán)優(yōu)化結束之后，可以對位置環(huán)進行優(yōu)化）逐步增加位置環(huán)增益數值8010:17"Positionloopproportionalgain"，以便位置誤差降低到0或者位置穩(wěn)定跟隨。位置環(huán)優(yōu)化結束。常用報警處理模塊指示燈顯示報警查詢EtherCAT提供了報警歷史記錄，可以配合報警指示燈判斷當前的錯誤問題。報警列表

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