Kommutierungsverfahren

Die wesentlichen Merkmale eines Servomotors wie sehr guter Gleichlauf, hoher Wirkungsgrad und optimale thermische Auslastung werden in hohem Maße von der Kommutierung beeinflusst. Unter Kommutierung versteht man den Stromübergang von einer Wicklung zur nächsten. Der Zeitpunkt der Kommutierung muss mit dem Magnetfeld des Rotors harmonisiert werden, damit der Servomotor am effektivsten arbeitet.

Rotatorische Servomotoren

Mechanische Kommutierung

Diese Bürsten behafteten Motoren erzeugen das für den Motorenlauf notwendige Wechselfeld durch Schleifkontakte, die durch ihre geometrische Anordnung den Strom umschalten. Dieser einfachen mechanischen Kommutierung stehen Bürstenverluste und -verschleiß gegenüber.

Elektronische Kommutierung

Diese modernen Motoren erzeugen das für den Motorenlauf notwendige Wechselfeld über eine elektronische Schaltung, verschleißfrei und reibungslos. Der eingesetzte Motortyp und das eingesetzte Gebersystem entscheidet über das Kommutierungsverfahren.

Absolutes Gebersystem (Motor-Feedback) innerhalb einer Umdrehung

Beispiele für diese Art von Gebersystemen sind: Resolver, EnDat, BiSS und HIPERFACE

Hierbei kommen zwei unterschiedliche Kommutierungsverfahren zur Anwendung:

Mechanische Justierung des Gebers

Das Gebersystem des Motors ist vom Werk aus mechanisch justiert (Geber und Rotor sind aufeinander abgeglichen), aber die Rotorposition ist unbekannt.
Der Kommutierungswinkel wird einmalig mit dem Kommando P160 über die IDN "P0-0-165_Command mode_Static current vector" und die IDN "P-0-057 "Electrical commutation offset" ermittelt, d.h. in P-0-0058 wird der entsprechende mechanische Winkel vom Gebersystem kommend, angezeigt und ausgelesen, und in die IDN "P-0-0150_Parameter chanel_Adjustable commutation offset" (Motordatenbank) gespeichert. Damit der Parameter verwendet werden kann, muss die IDN "P-0-0150_Parameter chanel_Commutation mode" (Motordatenbank) auf 3: "Adjustable offset" eingestellt werden. Der zugehörige Wert der IDN "P-0-057 "Electrical commutation offset" wird ebenfalls in der Motordatenbank gespeichert.

Elektronische Justierung des Gebersystems

Kommutierungsverfahren 1:

Synchron-Motoren!

Die elektronische Justierung ist nur bei Synchron-Motoren erforderlich. Bei Asynchron-Motoren wird das Magnetfeld des Rotors elektronisch erzeugt und kann somit passend zu dem elektromagnetischen Feld der Wicklung gestellt werden.

Je nach Gebersystem gibt es wiederum zwei unterschiedliche Kommutierungsverfahren:

  1. Der Geber ist vom Hersteller immer in der gleichen rotatorischen Position auf dem Rotor angebracht, aber die Rotorposition ist unbekannt
    Der Kommutierungswinkel wird einmalig mit dem Kommando P160 über die IDN "P0-0-165_Command mode_Static current vector" und die IDN "P-0-057 "Electrical commutation offset" ermittelt, d.h. in P-0-0058 wird der entsprechende mechanische Winkel vom Gebersystem kommend, angezeigt und ausgelesen, und im Datenspeicher des Gebersystems (Ausnahme) und in die IDN "P-0-0150_Parameter chanel_Adjustable commutation offset" (Motordatenbank) gespeichert. Damit der Parameter verwendet werden kann, muss die IDN "P-0-0150_Parameter chanel_Commutation mode" (Motordatenbank) auf 3: "Adjustable offset" eingestellt werden. Der zugehörige Wert der IDN "P-0-057 "Electrical commutation offset" wird ebenfalls in der Motordatenbank gespeichert. Dieses Verfahren erfordert ein Gebersystem mit Datenspeicher und Datenleitung.
  2. Der Winkel zwischen Gebersystem und Rotor wird vom Motorhersteller mit einem geberspezifischen Kommando ermittelt und dem Gebersystem übermittelt. Das Gebersystem speichert diesen Winkel und verrechnet ihn intern, aber die Rotorposition ist unbekannt.
    Der Kommutierungswinkel wird einmalig mit dem Kommando P160 über die IDN "P0-0-165_Command mode_Static current vector" und der IDN "P-0-057 "Electrical commutation offset" ermittelt, d.h. in P-0-0058 wird der entsprechende mechanische Winkel vom Gebersystem kommend, angezeigt und ausgelesen, und im Datenspeicher des Gebersystems (Ausnahme) und in die IDN "P-0-0150_Parameter chanel_Adjustable commutation offset" (Motordatenbank) gespeichert. Damit der Parameter verwendet werden kann, muss die IDN "P-0-0150_Parameter chanel_Commutation mode" (Motordatenbank) auf 3: "Adjustable offset" eingestellt werden. Bei internen Berechnungsvorgängen wird dieser Winkel immer mit verrechnet. Dieses Verfahren erfordert ein intelligentes Gebersystem.

Nicht absolutes Gebersystem (Feedback) innerhalb einer Umdrehung

Beispiele für diese Art von Gebersystemen sind: SIN / COS 1Vss, TTL

In diesem Fall muss ein spezieller Kommutierungsvorgang (wake&shake) gestartet werden, um den Kommutierungswinkel zu ermitteln. Dieser Winkel wird intern gespeichert und beim Betrieb berücksichtigt. Wird der AX5000 ausgeschaltet oder wird die "EtherCAT-State machine" in "Pre-op" oder tiefer geschaltet, geht der Kommutierungswinkel auf Grund des nicht absoluten Gebersystems verloren.  "wake&shake" kann nur fehlerfrei funktionieren, wenn das Antriebssystem stabil läuft, d.h. es sollten keine Schwingungen auftreten, welche den Motor von außen beeinflussen. Weiterhin ist bei der Erstinbetriebnahme eine Stabilitätsuntersuchung mit den Default-Werten der "IDN P-0-0165" notwendig.

Kommutierungsverfahren 2:

Schwingungsfähiges System!

Für diese Stabilitätsuntersuchung ist es wichtig, die Applikation im Vorfeld zu analysieren und den ungünstigsten Fall der Schwingung zu ermitteln. Dieser Fall kann sowohl unter Lastbedingungen als auch ohne Last vorliegen.

WARNUNG

Verletzungsgefahr durch unkontrollierte Bewegungen!

Bei dem nachfolgend beschriebenen Verfahren wird die Motorwelle unmittelbar auf eine bestimmte Position gebracht. Stellen Sie sicher, dass Ihre Applikation diese Bewegung erlaubt und sichern Sie die Umgebung gegen unbeabsichtigtes Betreten ab und stellen Sie sicher, dass sich keine Personen im Gefährdungsbereich befinden.

Schwingungsfähiges System

Bei einem schwingenden System müssen Sie den Schwingungsverlauf analysieren und entsprechende Maßnahmen zur Dämpfung treffen. Schwingungen wirken sich immer beim "wake&shake" in Phase 2 aus, in Phase 1 sind Schwingungen eher unkritisch.

Kommutierungsverfahren 3:

Abklingende Schwingung

Bei dieser Art der Schwingung ist die Amplitude (k) und die Abklingzeit (l) zu beurteilen. Mit den Parameter IDN-P-0-0165 "Commutation pos control: Kp" können Sie sowohl die Amplitude (k), als auch die Abklingzeit (l) beeinflussen. Der Parameter IDN-P-0-0165 " Second phase duration" sollte > als die Abklingzeit (l) sein.

Kommutierungsverfahren 4:

Konstante Schwingung

Diese Art der Schwingung ist unzulässig, da kein stabiler Regelungsprozess stattfindet. Der Parameter IDN-P-0-0165 "Commutation pos control: Kp" ist zu prüfen und ggf. anzupassen. Wenn diese Maßnahme keine Wirkung zeigt, müssen Sie die Schwingung mechanisch dämpfen.

Kommutierungsverfahren 5:

Ansteigende Schwingung

Diese Art der Schwingung ist unzulässig, da kein stabiler Regelungsprozess stattfindet. Der Parameter IDN-P-0-0165 "Commutation pos control: Kp" ist zu prüfen und ggf. anzupassen. Wenn diese Maßnahme keine Wirkung zeigt, müssen Sie die Schwingung mechanisch dämpfen.

Im Zuge dieser Untersuchung wird die Motorwelle auf frei definierbare elektrische Positionen mittels Stromeinprägung gedreht. Nach Abschaltung der Stromeinprägung sollte der Motor in seiner erreichten Position stehen bleiben. BECKHOFF empfiehlt die Positionen 0°, 90°, 180° und 270°. Bei kritischen Applikationen sollten anstatt vier, acht Positionen gewählt werden (0°, 45°, 90°, 135° ...270°). Die Parametrierung der Stromeinprägung erfolgt in der IDN P-0-0165 unter "Static current vektor", die frei wählbare elektrische Position wird in der IDN P-0-0057 eingestellt. Bei jeder Stellung ist  "wake&shake" durchzuführen und nur bei fehlerfreiem Durchlauf ist die Stabilität des Systems gewährleistet.
 

Kommutierungsverfahren 6:

Schwingendes System!

Wenn die Applikation schwingt, müssen Sie auf der mechanischen Seite Abhilfe schaffen. Sie können die Kommutierung mittels wake&shake bedingt durchführen, sollten aber durch geschickte Parameterwahl bei der IDN "P-0-0165" den Einfluss der Schwingung so klein wie möglich halten, da es durch zu starkes Nachschwingen zu einem Kommutierungsfehler kommt, der aus der Tatsache resultiert, dass der nach Beendigung des Kommandos gemessene Winkel als Kommutierungswinkel eingetragen wird.

WARNUNG

Verletzungsgefahr durch unkontrollierte Bewegungen!

Bei dem nachfolgend beschriebenen Verfahren wird die Motorwelle schrittweise bewegt. In Phase 1 beträgt die max. elektrische Bewegung 8 x (Wert aus "P-0-0-0165_Fist phase position monitoring limit"). In Phase 2 beträgt sie 0,5 x (Wert aus "P-0-0-0165_Fist phase step width"). Diese Formel gilt nur, wenn die vorangegangene Stabilitätsuntersuchung positiv abgeschlossen wurde. Stellen Sie sicher, dass Ihre Applikation diese Bewegung erlaubt und sichern Sie die Umgebung gegen unbeabsichtigtes Betreten ab und stellen Sie sicher, dass sich keine Personen im Gefährdungsbereich befinden.

Die Kommutierungsfunktion wake&shake besteht aus 2 Phasen. In Phase 1 wird eine grobe Ortsbestimmung des Rotors vorgenommen und in Phase 2 erfolgt die genaue Ortsbestimmung. Das Ziel der Kommutierungsfunktion ist, die exakte Ortsbestimmung des Rotors bei minimaler Bewegung durchzuführen.

Bei Servomotoren besteht durch die Polpaare ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen elektrischer und mechanischer Umdrehung. Eine elektrische Umdrehung entspricht immer einer mechanischen Umdrehung geteilt durch die Anzahl der Polpaare. In dem folgenden Beispiel ist zwecks einfacherer Berechnung ein Motor mit einem Polpaar dargestellt.

Die Parametrierung erfolgt über die IDN P-0-0165 "Commutation offset calibration parameter". Die Winkelangaben beziehen sich immer auf  elektrische Umdrehungen!

IDN P-0-0165 - Commutation offset calibration parameter

Parameter

Default

Beschreibung

Command mode

0: Static current vector

Auswahl zwischen zwei Kommutierungsverfahren

Activation

0: manual

Auswahl, wann der Kommutierungsvorgang gestartet wird

Static current vector

 

Kommutierungsverfahren

  Current level

Stillstandsstrom in %

Stromstärke des Stromvektors (Angabe = 100% x P0-0093 / P0-0092)

  Duration

3000 ms

Zeitraum in der die parametrierte Stromstärke gehalten wird, damit sich evtl. vorhandene Schwingungen beruhigen können und so ein optimaler Kommutierungswinkel erreicht wird

Wake and shake

 

Kommutierungsverfahren

  First phase current vector

Stillstandsstrom in %

Kommutierungsverfahren 7: Stromstärke des Stromvektors (Angabe = 100% x P0-0093 / P0-0092)

  First phase ramp up time

100 ms

Kommutierungsverfahren 8:Zeit  in der der Stromvektor "a" seine parametrierte Stärke erreicht

  Second phase current level

Stiilstandsstrom in %

Kommutierungsverfahren 9:Stromstärke des Stromvektors (Angabe = 100% x P0-0093 / P0-0092)

  Second phase ramp up time

500 ms

Zeit  in der der Stromvektor "g" seine parametrierte Stärke erreicht

  Commutation pos control: Kp

0,04

Verstärkungsfaktor. Achtung: Wenn "0", dann wird in Phase 2 die Variante 2 durchgeführt

  Wake and shake expert

 

Achtung: Nur erfahrene Anwender sollten die folgenden Parameter ändern!

    First phase pos monitoring limit

0,5 Grad

Kommutierungsverfahren 10:Mindestdrehwinkel des Rotors für eine Bewegungserkennung

    First phase step width

22,5 Grad

Kommutierungsverfahren 11:Versatz des Stromvektors bzw. Segmenterkennungswinkel

    First phase waiting time after step

150 ms

Kommutierungsverfahren 12:Zeitraum zwischen der Bewegungserkennung und dem nächsten Step in Phase 1 bzw. zwischen Phase 1 und Phase 2 (Das evtl. schwingende System kann sich beruhigen)

    Second phase duration

3000 ms

Kommutierungsverfahren 13:Zeitraum in der die parametrierte Stromstärke gehalten wird, damit sich evtl. vorhandene Schwingungen beruhigen können und so ein optimaler Kommutierungswinkel erreicht wird

    Error monitoring (range of motion)

90 Grad

Max. Bewegung des Rotors bevor abgeschaltet wird, da sonst die Gefahr besteht, dass der Motor eine unkontrollierte Bewegung ausführt.

Kommutierungsverfahren 14: Kommutierungsverfahren 15: Kommutierungsverfahren 16: Kommutierungsverfahren 17: Kommutierungsverfahren 18: Kommutierungsverfahren 19: Kommutierungsverfahren 20:  = Bezugskennzeichen für untenstehende Beschreibung
 

 

Motor mit 3 Polpaaren

Motor mit einem Polpaar

Kommutierungsverfahren 21:

Kommutierungsverfahren 22:

Phase 1 - Grobe Ortsbestimmung des Rotors (Motorwelle)

Step 1

Kommutierungsverfahren 23:

Kommutierungsverfahren 24:

Kommutierungsverfahren 25:

Kommutierungsverfahren 26:  = siehe obere Parameterbeschreibung der IDN P-0-0165
 

Kommutierungsverfahren 27:  = Flussvektor des Rotors mit Permanentmagnet.

Ablauf:
Innerhalb der Zeit "b" wird ein Stromvektor "a" aufgezogen. Durch die steigende magnetische Kraft wird der Rotor "c" in Richtung des Stromvektors "a" gedreht. Die Drehrichtung "d" wird über das Feedbacksystem an den AX5000 übermittelt und dort gespeichert.

Step 2

Kommutierungsverfahren 28:

Kommutierungsverfahren 29:

Kommutierungsverfahren 30:

Kommutierungsverfahren 31:

Kommutierungsverfahren 32:  = siehe obere Parameterbeschreibung der IDN P-0-0165
 

Kommutierungsverfahren 33:  = Flussvektor des Rotors mit Permanentmagnet.

Ablauf:
Innerhalb der Zeit "b" wird ein Stromvektor "a" aufgezogen. Durch die steigende magnetische Kraft wird der Rotor "c" in Richtung des Stromvektors "a" gedreht. Die Drehrichtung "d" wird über das Feedbacksystem an den AX5000 übermittelt und dort gespeichert znd analysiert. Ergibt die Analyse, dass die Drehrichtung "d" des Rotors "c" sich gegenüber der vorherigen Bestromung nicht geändert hat, wird fortgefahren.

Step 3

Kommutierungsverfahren 34:

Kommutierungsverfahren 35:

Kommutierungsverfahren 36:

Kommutierungsverfahren 37:

Kommutierungsverfahren 38:  = siehe obere Parameterbeschreibung der IDN P-0-0165
 

Kommutierungsverfahren 39:  = Flussvektor des Rotors mit Permanentmagnet.

Ablauf:
Der Stromvektor "a" wird wieder um den Betrag "e" in Richtung des Rotors "c" gestellt.
Nun wird wieder innerhalb der Zeit "b" der Stromvektor "a" aufgezogen. Durch die steigende magnetische Kraft wird der Rotor "c" in Richtung des Stromvektors "a" gedreht. Die Drehrichtung "d" wird über das Feedbacksystem an den AX5000 übermittelt und dort gespeichert und analysiert. In diesem Fall ergibt die Analyse, dass die Drehrichtung "d" des Rotors "c" sich gegenüber der vorherigen Bestromung geändert hat. Hierdurch ergibt sich der Sektor, indem sich der Rotor "c" befindet und die Phase 1 ist damit abgeschlossen.

 

Beispielhafte Darstellung eines Scopes von Phase 1

Kommutierungsverfahren 40:

Phase 2 - Genaue Ortsbestimmung des Rotors (Motorwelle)

In Phase 2 gibt es zwei Varianten für die genaue Ortsbestimmung. Bei der ersten Variante bewegt sich der Rotor nur minimal, Voraussetzung ist aber ein sehr stabiles System mit nur geringer Schwingungsneigung. Bei der zweiten Variante kann sich der Rotor max. um die hälfte des Sektors Kommutierungsverfahren 41:  bewegen, sie ist aber deutlich toleranter gegen Schwingungen.

Mit dem eingestellten Wert des Parameters IDN-P-0-0165 "Commutation pos control: Kp" wird gesteuert, welche Variante angewendet wird:'
IDN-P-0-0165 "Commutation pos control: Kp" > 0 --> Variante 1
IDN-P-0-0165 "Commutation pos control: Kp" = 0 --> Variante 2

 

Variante 1 (IDN-P-0-0165 "Commutation pos control: Kp" > 0 )

Kommutierungsverfahren 42:

Kommutierungsverfahren 43:

Kommutierungsverfahren 44:

Kommutierungsverfahren 45:

Kommutierungsverfahren 46:  = siehe obere Parameterbeschreibung der IDN P-0-0165
 

Kommutierungsverfahren 47:  = Flussvektor des Rotors mit Permanentmagnet.

Kommutierungsverfahren 48:  = Bewegung des Rotors

Ablauf:
Ausgehend von der Endstellung des Stromvektors "a" in Phase 1 wird der Stromvektor "g" aufgezogen. Durch die steigende magnetische Kraft wird der Rotor "c" in Richtung des Stromvektors "g" gedreht. Diese Drehung wird über das Feedbacksystem an den AX5000 übermittelt und einem Regelkreis zugeführt. Dieser Regelkreis korrigiert umgehend die Richtung des Stromvektors. Dieser Algorithmus wird solange durchlaufen, bis die parametrierte Stromstärke ereicht ist und der Stromvektor annähernd deckungsgleich mit dem Flussvektor ist. Nun wird der Strom über den Zeitraum "h" gehalten und damit sichergestellt, dass eine optimale Kommutierung stattfindet. Bei diesem Regelalgorithmus bewegt sich der Rotor nur minimal "i".

 

Variante 2 (IDN-P-0-0165 "Commutation pos control: Kp" = 0 )

Kommutierungsverfahren 49:

Kommutierungsverfahren 50:

Kommutierungsverfahren 51:

Kommutierungsverfahren 52:

Kommutierungsverfahren 53:  = siehe obere Parameterbeschreibung der IDN P-0-0165
 

Kommutierungsverfahren 54:  = Flussvektor des Rotors mit Permanentmagnet.

Kommutierungsverfahren 55:  = Bewegung des Rotors

Ablauf:
Ausgehend von der Ermittlung des Sektors "e" in Phase 1 wird der Stromvektor "g" exakt in die Mitte des Sektors "e" gestellt und dort aufgezogen. Durch die steigende magnetische Kraft wird der Rotor "c" solange in Richtung des Stromvektors "g" gedreht, bis sie deckungsgleich sind. Bei dieser statischen Ausrichtung kann sich der Rotor maximal um die halbe Sektorbreite "e" bewegen.

 

Einflussnahme mittels  der IDN P-0-0165 auf wake&shake

Parameter

Default

Mögliche Ursachen, die eine Änderung des Default-Wertes erfordern

First phase current level

Stillstandsstrom in %

Schwergängiges System, hohe Dämpfung --> Wert erhöhen
Leichtgängiges System, geringe Dämpfung --> Wert senken

First phase ramp up time

100 ms

Schwergängiges System, hohe Dämpfung--> Wert erhöhen
Leichtgängiges System, geringe Dämpfung--> Wert senken

First phase pos monitoring limit

0,5 grad

Applikation lässt unkontrollierte Bewegungsänderungen nur sehr eingeschränkt zu --> Wert senken
Das System hat eine geringe Dämpfung --> Wert senken
Die Lastverhältnisse erfordern ein höheres Überschwingen --> Wert erhöhen

Fist phase step width

22,5 grad

 

First phase waiting time after step

150 ms

Abklingverhalten des Systems:
Lange Einschwingzeit --> Wert erhöhen
Kurze Einschwingzeit --> Wert senken

Second phase current level

Stillstandsstrom in %

 

Second phase ramp up time

500 ms

 

Second phase duration

3000 ms

 

Error monitoring (range of motion)

 

90 grad

Applikation lässt unkontrollierte Bewegungsänderungen nur sehr eingeschränkt zu --> Wert senken
Das System hat eine geringe Dämpfung --> Wert senken
Die Lastverhältnisse erfordern ein höheres Überschwingen --> Wert erhöhen

Commutation pos control: Kp
 

0,04

Hohe Laststeifigkeit --> Wert erhöhen

Geringe Laststeifigkeit --> Wert senken

Sonderfall "0": In Phase 2 wird die Variante 2 durchgeführt

Linearmotoren

Die obige Beschreibung der Kommutierungsverfahren trifft sowohl auf rotatorische Motoren als auch auf Linearmotoren zu. Bauart bedingt gibt es lediglich in der Nomenklatur einige Abweichungen (z.B. Motorwelle (Rotor) @ Primärteil; "Grad"  @  "mm" (Umrechnung erforderlich))

WARNUNG

Verletzungsgefahr durch unkontrollierte Bewegungen!

Bei "wake&shake" wird das Primärteil schrittweise bewegt. In Phase 1 beträgt die max. elektrische Bewegung 8 x (Wert aus "P-0-0-0165_Fist phase position monitoring limit"). In Phase 2 beträgt sie 0,5 x (Wert aus "P-0-0-0165_Fist phase step width"). Diese Formel gilt nur, wenn die vorangegangene Stabilitätsuntersuchung positiv abgeschlossen wurde. Stellen Sie sicher, dass Ihre Applikation diese Bewegung erlaubt und sichern Sie die Umgebung gegen unbeabsichtigtes Betreten ab und stellen Sie sicher, dass sich keine Personen im Gefährdungsbereich befinden.

Linearmotoren bestehen aus einem ortsfesten Sekundärteil auf dem Permanentmagneten mit wechselnder Polarität und gleichem Abstand aufgebracht sind. Über diesem Magnetfeld kann ein Primärteil translatorisch bewegt werden. Diese Bewegung wird durch die Erzeugung eines elektromagnetischen Feldes im Primärteil erzeugt. Linearmotoren sind haben immer nur ein Polpaar und somit entspricht der Polpaarabstand einer elektrischen Umdrehung.

Kommutierungsverfahren 56:

Das oben beschriebene Kapitel "Elektronische Kommutierung" ist auch auf Linearmotoren anwendbar.

Kommutierungsfehler "F2A0"

Während des Betriebs des Motors wird die Kommutierung permanent überwacht. Folgende Bedingungen müssen zutreffen, damit der AX5000 einen Kommutierungsfehler erkennt:

  1. Die aktuelle Geschwindigkeit muss größer sein als die in der IDN "P-0-0069 Commutation monitoring" eingestellte Grenzgeschwindigkeit
  2. Der Strom- und der Beschleunigungsvektor haben unterschiedliche Vorzeichen.
  3. Der aktuelle Strom ist größer als 90% des Wertes aus der IDN "P-0-0092 Configured channel peak current".

Wenn diese drei Bedingungen zutreffen, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass ein Kommutierungsfehler vorliegt und der Motor unkontrolliert beschleunigt wird, der AX5000 erzeugt einen Kommutierungsfehler und schaltet den Motor drehmomentfrei, d.h. er kommt unkontrolliert zum Stillstand.

WARNUNG

Verletzungsgefahr durch unkontrollierte Bewegungen!

Vom Erkennen des Fehlers bis zum Stillstand des Motors wird noch eine gewisse Wegstrecke zurückgelegt. Stellen Sie sicher, dass Ihre Applikation diese Bewegung erlaubt und sichern Sie die Umgebung gegen unbeabsichtigtes Betreten ab und stellen Sie sicher, dass sich keine Personen im Gefährdungsbereich befinden. Dies gilt besonders für vertikale Achsen.

Kommutierungsverfahren 57:

Auftreten des Kommutierungsfehlers

Der Kommutierungsfehler tritt fast immer bei der Inbetriebnahme der Achse auf. Sollte dieser Fehler beim regulären Betrieb der Achse auftreten müssen Sie besondere Maßnahmen ergreifen. Siehe folgendes Kapitel.

Kommutierungsfehler beim regulären Betrieb (sehr selten)

In besonderen Betriebssituationen kann ein regulärer Betrieb der Achse die drei oben genannten Bedingungen erfüllen und somit trotz korrekter Kommutierung diese Fehlermeldung auslösen. Nachfolgend sind einige Beispiele genannt, welche aber sehr selten auftreten:

  1. Wenn der Servoverstärker am Limit arbeitet (Bedingung 1 und 3 sind erfüllt) und äußere Kräfte bewirken ein gegensätzliches Drehmoment, wodurchb die Bedingung 2 auch erfüllt wird und der Servoverstärker erzeugt so einen Kommutierungsfehler.
  2. Der Servoverstärker arbeitet am Limit (Bedingung 1 und 3 sind erfüllt) und durch schnelle Richtungswechsel oder Drehzahlwechsel entsteht ein oszillierender Stromverlauf. Dadurch wird Bedingung 2 auch erfüllt und es kommt zu diesen Kommutierungsfehler.

Wenn diese Beispiele nicht auf Ihre Applikation zutreffen, analysieren Sie die Applikation und versuchen Sie die Ursache zu finden. Wenn Sie die Ursache nicht abstellen können, die Achse dennoch betreiben wollen, gibt es nur eine Möglichkeit, um den Kommutierungsfehler zu unterdrücken:

Parametrieren Sie den Wert der IDN P-0-0069 auf die zulässige Höchstgeschwindigkeit des Motors, dann kann Punkt 1 der oben beschriebenen Faktoren nicht zutreffen und der Kommutierungsfehler wird nicht mehr auftreten.

WARNUNG

Verletzungsgefahr durch unkontrollierte Bewegungen!

Das Erhöhen des Wertes der IDN "P-0-0069" auf die Höchstdrehzahl hat immer zur Folge, dass die Kommutierungsüberwachung keinen Fehler mehr verursacht, auch wenn andere Umstände dies eigentlich erfordern. Dies ist besonders kritisch beim Austausch des Motors. Wenn der Wert der IDN "P-0-0069" NICHT zurückgestellt wird, kann zu unkontrollierten Bewegungen des Motors kommen. Die Fa. Beckhoff empfiehlt, den Wert der IDN "P-0-0069" NICHT zu erhöhen!

Kommutierungsverfahren 58:

Auslegung des Antriebs

Der Antrieb sollte generell nicht am Limit ausgelegt werden, d.h. dass u.a. der aktuelle Strom max. 90% des Wertes aus P-0-0092 "Configured channel peak current" erreichen sollte.