Hallo zusammen, ich habe einen Resolver und einen Inkrementalgeber im Auge die ich zur Bestimmung und Regelung der Drehzahl eines Servomotors verwenden möchte. Allerdings werde ich aus den Angaben der Datenblättern nicht wirklich schlau. Hier werden zwar die max. Winkelfehler angegeben, wie komme ich jedoch von hier auf den Fehler der Drehzahl? Daten Resolver: Genauigkeit Winkel, Eingangsspannung, Eingangsfrequenz, Auflösung, und Polpaarzahl Daten Inkrementalgeber: Genauigkeit Winkel, Impulse, SinCos-Geber, Auflösung, Eingangsspannung max/min, Grenzfrequenz Vielen Dank im Voraus
Der D. schrieb: > Genauigkeit Winkel, Impulse, SinCos-Geber, > Auflösung, Eingangsspannung max/min, Grenzfrequenz Da wird digital gezählt, d.h. bis auf den Winkel haben diese Werte keinen Einfluss, sie erzeugen keinen Fehler. Z.B. Grenzfrequenz: unterhalb wird korrekt gezählt, oberhalb ist der Fehler beliebig gross. Entweder es tut oder es tut nicht, weil die Systemgrenzen überschritten wurden. Welchen Einfluss der Winkel hat, hängt von den Parametern des Systems ab, z.B. eben der Drehzahl. Sicher ist, dass eine Umdrehung eben 1 Umdrehung ist, ohne kumulativen Fehler. Nur auf die Unterteilung einer ganzen Umdrehung hat der Winkelfehler Einfluss. Georg
Georg schrieb: > Da wird digital gezählt, d.h. bis auf den Winkel haben diese Werte > keinen Einfluss, sie erzeugen keinen Fehler. So einfach ist das nicht. Je nach dem, mit welcher Zeitauflösung man aus den Inkrementen die Drehzahl bestimmt, sieht man die Ungleichheit der Teilung, i.e. die Abweichung gegenüber einer ideal gleichmäßigen Teilung als Funktion des Winkels.
@25.03.2017 01:11 >ich habe einen Resolver und einen Inkrementalgeber im Auge die ich zur >Bestimmung und Regelung der Drehzahl eines Servomotors verwenden möchte. Wirklich? Ein Servomotor dreht im Normalfall nicht dauerhaft, sondern nur einen bestimmten Winkel. Also wird man dort eher die IST-Postion messen und regeln. >Hier werden zwar die max. Winkelfehler angegeben, Eben weil das deren zentrale Aufgabe ist. Drehzahlmessung ist da eher ein Nebenprodukt. > wie komme ich jedoch >von hier auf den Fehler der Drehzahl? Nicht so ohne weiteres.
Der D. schrieb: > Resolver und einen Inkrementalgeber Beim Resolver hast Du halt eine Singleturn-Absolut Position. Beim Inkrementalgeber nicht! Von da her kann ein Resolver ein großer Vorteil sein da Du nicht zuerst die absolute Rotorlage (siehe nächste Frage) bestimmen musst um den Motor überhaupt führen zu können. Dagegen hat ein Inkrementalgeber oft mehr Striche und von da her auch oft eine höhere Genauigkeit. Der D. schrieb: > Regelung der Drehzahl eines Servomotors verwenden möchte Begriffsdefinition. Was genau ist Dein Servomotor? Eine normale Synchronmaschine? Der D. schrieb: > Hier werden zwar die max. Winkelfehler angegeben, wie komme ich jedoch > von hier auf den Fehler der Drehzahl? Garnicht. Deine Geber sind nur Winkelmesser. In Folge dessen kann der Hersteller auch nur Winkelfehler angeben. Die Drehzahlfehler entstehen aus Deinem Gesamtsystem Geber + auswertende Einheit (z.B. Frequenzumrichter). Was bringt einem z.B. ein genialer Geber (was die Wiederholgenauigkeit des Winkels angeht) wenn er die Winkelinformationen nicht äquidistant der auswertenden Einheit zur Verfügung stellt? Dann hat man zwar im statischen Fall einen super Winkel, sobald ich aber im dynamischen Fall eine Drehzahl messen möchte geht das in die Hose weil ich nicht die Zeitpunkte der Winkelerfassung kenne --> Delta X / Delta t = Geschwindigkeit schwankt stark. Genau das gleiche wenn die auswertende Einheit nicht sauber (Position oder Zeit) misst. Der D. schrieb: > Daten Resolver: > Genauigkeit Winkel, Ist unter anderem auch von der Einbaulage abhängig. Bei minimal schräg eingebautem Resolver ergibt sich ein Drehzahltaumeln. > Eingangsspannung, Die Eingangsspannung muss halt zur Erregerspannung der auswertenden Einheit passen. > Eingangsfrequenz, Wenn die auswertende Einheit eine falsche Erregerfrequenz verwendet, kann sich die Amplitude der modulierten Sin/Cos Signale minimieren --> Evtl. niedrigere Genauigkeit. > Auflösung, Wie kann ein Resolver eine Auflösung besitzen? Das ist doch zu 100% von der auswertenden Einheit abhängig. > und Polpaarzahl Bei höherer Polpaarzahl gewinnst Du evtl. nochmal etwas an Genauigkeit da du mehrere Striche pro Umdrehung hast. Allerdings hast Du dann wieder das Problem dass du nicht mehr Singleturn-Absolut bist. Für die Führung des Motors kann man etwas tricksen, indem man die Polpaarzahl des Resolvers anpasst auf die Polpaarzahl der Maschine. Die Position hast Du dann aber immernoch nicht Singelturn-Absolut! Der D. schrieb: > Daten Inkrementalgeber: > Genauigkeit Winkel, Unter was für Vorraussetzungen? Statisch? Dynamisch? > Impulse, Auch Impulse sind bei den Gebern unterschiedliche lang. Unter anderem misst man aus diesem Grund bei niedrigen Drehzahlen oft die Impulslängen, bei hohen Drehzahlen allerdings die Impulse pro Zeiteinheit. (Ja, auch weil die Impulse kürzer werden und man deshalb an Auflösung verliert). SinCos-Geber, > Auflösung, Auflösung ist eine Erfindung von Marketing-Leuten. Ich kann Dir einen Geber machen mit 100 Bit Auflösung. Allerdings rauschen davon halt 90 Bit ;-) >Eingangsspannung max/min, Uninteressant, die muss halt stimmen. >Grenzfrequenz Von Deiner Applikation abhängig was für eine maximale Drehzahl du fahren möchtest und ob evtl. noch Getriebe oder ähnliches dazwischen sind.
Frank schrieb: > Auflösung ist eine Erfindung von Marketing-Leuten. Ich kann Dir einen > Geber machen mit 100 Bit Auflösung. Allerdings rauschen davon halt 90 > Bit ;-) Eben, darum sollte bei solchen Dinge zu einer Angabe der Auflösung auch immer die Messbedingungen spezifiziert werden, i.e. hier SNR. Ob die Digitalisierung daraus eine 10 oder 100 Bit Ausgabe macht, verbessert das Messergebnis nicht.
Danke schonmal für die vielen Informationen. Doch welchen Sensor ich jetzt wählen sollte, weiß ich leider noch nicht, daher vielleicht nochmal ein paar angaben zur Messbedingung: Es handelt sich um einen Asychronmotor von Lenze, welcher neu bestellt werden soll und bei der Konfiguration sind verschiedene Sensoren möglich, unter anderem der oben beschriebene Resolver und der Inkrementalgeber. An den Motor ist ein Getriebe angeflanscht mit einer Übersetzung i=3. Zur Auswertung soll ebenfalls ein Inverter von Lenze verwendet werden. Im Betrieb soll der Motor eine Drehzahl mit einer bestimmten Genauigkeit halten und zusätzlich ab einem bestimmten Zeitpunkt und für einen definierten Zeitraum den zurückgelegten Winkel erfassen. Zur Erfassung des Winkels kann ich in diesem Fall einfach die Angaben der Winkelfehler verwenden, oder? Welche Daten brauche ich jetzt noch, um abschätzen zu können welcher Sensor die Genauere Drehzahl liefert? Der Katalog bzw. die Datenblätter zu den Invertern sind wenig aufschlussreich.
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@Wolfgang (Gast) >> Auflösung ist eine Erfindung von Marketing-Leuten. Ich kann Dir einen >> Geber machen mit 100 Bit Auflösung. Allerdings rauschen davon halt 90 >> Bit ;-) >Eben, darum sollte bei solchen Dinge zu einer Angabe der Auflösung auch >immer die Messbedingungen spezifiziert werden, i.e. hier SNR. Man sollte vor allem den Unterschied zwischen Auflösung und Genauigkeit kennen.
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Wolfgang schrieb: > sieht man die Ungleichheit der > Teilung, i.e. die Abweichung gegenüber einer ideal gleichmäßigen Teilung > als Funktion des Winkels. Lesen sollte man können. Deshalb schrieb ich ja "bis auf den Winkel". Georg
Lässt sich der Fehler der Winkelgeschwindigkeit über delta_Winkel / t_Abtastzeit berechnen?
@ Der Dieb (Firma: Schule) (dieb) >Lässt sich der Fehler der Winkelgeschwindigkeit über delta_Winkel / >t_Abtastzeit berechnen? Ja.
Nur wird der Fehler dann mit kleiner werdender Abtastzeit größer, ist das denn logisch? Eigentlich verbessere ich doch mein System mit schnelleren Abtastzeiten
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@Der Dieb (Firma: Schule) (dieb) >Nur wird der Fehler dann mit kleiner werdender Abtastzeit größer, MEßzeit! Nicht Abtastzeit! > ist das denn logisch? Ja. Beispiel: Dein Inkrementalgeber liefert 1000 Pulse/U und generiert 100 Hz. Der Winkelfehler der Pule leigt bei 0,5Promille (=halbe Auflösung) Wenn man nun die Zeit zwischen zwei Pulsen mißt, hat man 50% Meßfehler. Mißt man die Zeit zwischen 10 Impulsen, hat man nur noch 5% Meßfehler, denn der Winkelfehler akkumuliert sich nicht, er ist konstant. Ist wie das Wiegen von Bohnen. Wenn eine Bohne 1g wiegt und die Waage 1g Auflösung hat, hat man bei der Wäägung einer einzelnen Bohne 100% Meßfehler. Wiegt man aber 1000 Bohnen gleichzeitig, ist es nur noch ein Promille, weil man den Meßbereich der Waage maximiert und damit den Einfluß der endlichen Auflösung bzw. des Meßfehlers minimiert. Das ist das kleine 1x1 der Meßtechnik.
Drehzahlberechnung für folgenden Resolver: http://www.ltn.de/produkte/resolver/resolver/?cHash=9cf4bd4a9c5f8f3f7ef1032c3690c2d9&tx_news_pi1%5Bcontroller%5D=News&tx_news_pi1%5Baction%5D=detail&tx_news_pi1%5Bnews%5D=41 Werte: delta_winkel = +/-6' = +/- 0,1° Eingangsfrequenz = 5 kHz -> Mess/Abtastzeit = 0,2 ms Berechnung Drehzahlfehler: delta_drehzahl = 60/360 * (+/- 0,1°)/0,2ms = +/- 83,3 U/min Korrekt?
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