Žaga vodena s servo pogoni

BURŠIĆ, MARKO (author), Miljavec, Damijan (mentor)

V današnji industriji so zahteve po preciznih in hitrih pomikih strojev čedalje večje. Razlogi za to so čedalje večje zahteve po produktivnosti in kvaliteti izdelave končnih izdelkov, zato so je v zadnjih letih povečala uporaba servopogonov. Diplomsko delo zajema projekt izdelave žage za odrez lesenih desk zelo hitrega pomika. Uspešna izdelava podobnega projekta zahteva znanje iz teorij regulacijskih sistemov in mehatronike. Diplomsko delo je razdeljeno v več poglavij z namenom spoznavanja ključnih znanj, ki so bila potrebna za praktično izvedbo projekta. Najprej so opisani dajalniki pozicije, ki so nepogrešljivi člen za zagotavljanje točne povratne informacije o trenutni poziciji pogona. Izbral sem dajalnike, ki so ta trenutek najbolj v uporabi, in opisal uveljavljene postopke preračuna ter približka. V poglavju Električni stroji se nahajajo opisi enosmernega kolektorskega stroja, sinhronskega motorja s trajnimi magneti ter opis asinhronskega stroja. Slednji je v kombinaciji s frekvenčnim pretvornikom popolnoma izpodrinil enosmerne motorje, ki so bili do sedanjega časa uporabljeni kot pogoni spremenljive hitrosti. Izdelava projekta, opisanega v diplomskem delu, je zahtevala pogone z zelo visoko dinamiko, zato so prišli v upoštev le sinhronski motorji s trajnimi magneti. Razumevanje njihovih obratovalnih lastnosti presega znanje, ki je potrebno za njihovo uporabo v industrijskih aplikacijah, zato je večina teorije o sinhronskem stroju izpuščena. Namesto tega so predstavljene Parkove in Clarkine preslikave, s pomočjo katerih je možno opisati kompleksen sinhronski stroj v lažjo obliko modela enosmernega kolektorskega stroja s tujim vzbujanjem. Vsak stroj je mehansko sklopljen z bremenom in v ta namen potrebuje določen prilagoditveni sklop, ki se imenuje prenos. Primarna vloga prenosa je prilagoditev električnega stroja bremenu s pravilnim izborom prestavnega razmerja. Poglavje Teorija regulacij in krmiljenja zajema osnovne pojme, ki se postopoma združijo v obliko kaskadne regulacije, ki je temelj regulacijskega kroga pozicioniranja. Pozicionirni sistemi zahtevajo poleg zelo odzivnega regulacijskega kroga tudi zmožnost pomika z nadzorovano hitrostjo in pospeškom, zato je potreba po generatorju trajektorije, ki zadaja želen profil hitrosti pomika. V zadnjem poglavju je predstavljena problematika stroja in njegova praktična izvedba. Opisan je postopek izbire velikosti motorjev in uporaba razpoložljivih inženirskih programov. Iz dokaj kompleksnega grafičnega vmesnika in včasih težko razumljivih navodil za uporabo sem izluščil parametre regulacijskih zank, ki so potrebne za osnovno rabo, ter jih za lažje razumevanje narisal na preglednejši način. Opisan sta tudi postopek optimizacije z vstavljanjem korekcijskih členov in pravilen redosled postopka optimizacije.

• Language: Slovenian
• Keywords: servopogon, teorija orientacije polja, Simotion/Sinamics, dajalniki pozicije
• Work type: Undergraduate thesis
• Organization: FE - Faculty of Electrical Engineering
• Year: 2016
• PID: 20.500.12556/RUL-85629
• Publication date in RUL: 19.09.2016

Secondary language

• Language: English
• Title: Sawmill driven by servo drives

Abstract

The demands in today's industry for precise and rapid movements of machinery are growing. The reasons are increasing demands for productivity and the quality of manufactured products, consequently the use of servo drives has increased in recent years. The thesis includes the project for setting up a fast moving saw cutting machine for wooden boards based on the Siemens Simotion controller and the Sinamics S120 servo drives. For a proper understanding of the functioning of servo drives in the paper, there is a brief summary of the control theory, position encoders and a theoretical background of the field oriented motor control principle. The latter allows the simplification of the control of a permanent magnets synchronous machine similar to the control of the brush DC motor with separate excitation. Finally, it presents the practical realization of the machine using Siemens servo drives and the Simotion controller. It describes the correct setup procedure and the optimization of each drive.

• Keywords: servo drive, motion control, Simotion/Sinamics, control theory, field oriented control