EL7411模塊控制Hall直流無刷電機(jī)

第1頁EL7411EL7411模塊控制Hall直流無刷電機(jī)作者：史曉云職務(wù)：系統(tǒng)應(yīng)用部CNC技術(shù)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(jī)的控制模塊，可以通過增量編碼器實(shí)現(xiàn)高速控制和動態(tài)位置。模塊可以提供許多參數(shù)變量監(jiān)控，包括過電壓、欠壓、過電流、模塊溫度或者電機(jī)負(fù)載等。本文介紹EL7411模塊控制帶霍爾傳感器的直流無刷電機(jī)。模塊輸出電流可以通過ZB8610風(fēng)扇配件進(jìn)行增加。附件：序號文件名備注歷史版本：免責(zé)聲明：我們已對本文檔描述的內(nèi)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(nèi)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(jìn)建議。參考信息：目錄1. 硬件介紹 31.1. 硬件接線 32. TwinCAT3調(diào)試EL7411 42.1. 參數(shù)復(fù)位 42.2. 操作模式設(shè)置 42.3. 驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置 62.4. 電機(jī)參數(shù)設(shè)置 72.4.1. ScanMotor 72.5. 位置反饋參數(shù)設(shè)置 82.5.1. ScanFeedback 92.6. TwinCATNCPTP控制 102.6.1. 集成硬件到TwinCATNC 102.6.2. 參數(shù)配置到TwinCATNC 112.6.3. 測試運(yùn)行 132.6.4. 驅(qū)動參數(shù)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(hù)。驅(qū)動器過電流保護(hù)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(jī)動力線：直流無刷電機(jī)UVW。負(fù)載電壓：8-48VDC，過電流保護(hù)。位置反饋設(shè)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(fēng)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(shí)現(xiàn)電機(jī)使能。TwinCAT3調(diào)試EL7411參數(shù)復(fù)位參數(shù)復(fù)位通常用于對于EL7411模塊進(jìn)行參數(shù)初始化，當(dāng)出現(xiàn)參數(shù)錯誤等不明確的情況下，可以采用這個方法進(jìn)行初始化，方法如下： 在CoE-Online參數(shù)中將1011:01中寫入Dec:1684107116||Hex:0x64616F6C并確認(rèn)，所有的參數(shù)和狀態(tài)得到恢復(fù)。操作模式設(shè)置EL7411的操作模式包括CSP、CSV、CST、CSTCA等四種。每種模式對應(yīng)不同的控制變量和結(jié)構(gòu)體參數(shù)，CSP模式是出廠默認(rèn)的模式。本文以CSV為案例進(jìn)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(xiàng)中可以設(shè)定控制模式。參數(shù)7010:03hex中可以選擇操作模式。選擇“ProcessData”選項(xiàng)。選擇PDO模式（CSP:Position/CSV:Velocity/CST:Torque/CSTA）。驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置驅(qū)動器參數(shù)可以設(shè)置電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)的PID參數(shù)、驅(qū)動電壓、誤差監(jiān)控、電機(jī)換向參數(shù)等。電機(jī)參數(shù)設(shè)置電機(jī)參數(shù)8011進(jìn)行設(shè)置，包括電機(jī)額定電壓、額定電流、電機(jī)極對數(shù)、額定速度等：ScanMotor功能介紹： EL7411的部分參數(shù)可以通過ScanMotor功能進(jìn)行設(shè)置。8011:19：Windinginductance。8011:30：Windingresistance。功能執(zhí)行：準(zhǔn)確設(shè)置電機(jī)參數(shù)。在參數(shù)FB00:01”Request”中寫入命令0x8007。參數(shù)掃描。參數(shù)FB00:02”Status”顯示參數(shù)掃描進(jìn)程，數(shù)值為100則參數(shù)掃描結(jié)束?？梢酝ㄟ^狀態(tài)值顯示當(dāng)前狀態(tài)，例如報錯等可以進(jìn)一步在DiagHistory中顯示。CAUTION：確保電機(jī)與機(jī)械脫開，防止機(jī)械壞損！確保電機(jī)軸能夠自由移動！位置反饋參數(shù)設(shè)置包括：Operationwithoutfeedback、OperationwithHallsensors、Operationwithanincrementalencoder、OperationwithanincrementalencoderandHallsensors。需要設(shè)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(shù)ScanFeedback功能介紹：反饋參數(shù)設(shè)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(shè)置：800A:12”Phasing”。Hall偏置參數(shù)設(shè)置：800A:13”Hallcommutationadjust”。反饋參數(shù)檢測。8008:13“EncoderincrementsperRevolution”。8011:13“Motorpolepairs”。功能應(yīng)用：準(zhǔn)確設(shè)置電機(jī)參數(shù)。在參數(shù)FB00:01”Request”中寫入命令0x8007。參數(shù)掃描。參數(shù)FB00:02”Status”顯示參數(shù)掃描進(jìn)程，數(shù)值為100則參數(shù)掃描結(jié)束?？梢酝ㄟ^狀態(tài)值顯示當(dāng)前狀態(tài)，例如報錯等可以進(jìn)一步在DiagHistory中顯示。 CAUTION：確保電機(jī)與機(jī)械脫開，防止機(jī)械壞損！確保電機(jī)軸能夠自由移動！TwinCATNCPTP控制TwinCATNC控制包括硬件鏈接以及參數(shù)設(shè)定，將EL7411的BLDC電機(jī)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(wù)。添加一個NC軸（ContinuousAxis）到當(dāng)前的TwinCATNC任務(wù)中。鏈接NC軸（Term2(EL7411）#Servointerface）并添加對應(yīng)模塊。鏈接對應(yīng)的變量到TwinCATNC，不同的模式會自動產(chǎn)生不同的變量進(jìn)行連接。參數(shù)配置到TwinCATNC軸單位設(shè)定：旋轉(zhuǎn)軸、直線軸。NCAxis>"Settings"tab>drop-downmenu"Unit"。參考速度|最大速度設(shè)定NCAxis>"Parameters"tab>"ReferenceVelocity"and"MaximumVelocity"。動態(tài)參數(shù)設(shè)定NCAxis>"Dynamics"tab。旋轉(zhuǎn)軸編碼器齒輪比參數(shù)設(shè)定NCAxis>"Enc">"Parameters"tab。 注意：編碼器電子齒輪比可以設(shè)定為分?jǐn)?shù)，可以通過分子和分母進(jìn)行分辨率設(shè)定：?Numerator:"ScalingFactorNumerator"?Denominator:"ScalingFactorDenominator"增量編碼器1024增量數(shù)值，每圈360°，參數(shù)設(shè)置如下：?ScalingFactorNumerator：360°?ScalingFactorDenominator：1024*4=4096Unit：每圈脈沖數(shù)Factor：增量編碼器分辨率倍數(shù)x4不帶增量編碼器設(shè)定：?ScalingFactorNumerator：360°?ScalingFactorDenominator：65536直線軸的編碼器比例參數(shù)設(shè)置換算增量編碼器為Inc/mm；編碼器分辨率系數(shù)Factor為x4；輸入到對應(yīng)的參數(shù)ScalingFactorDenominator；例如：編碼器脈沖數(shù)對應(yīng)512inc/2mm，對應(yīng)的256inc/1mm?ScalingFactorNumerator：1?ScalingFactorDenominator：1024輸出速度比例參數(shù)NCAxis>"Drive">"Parameters"tab速度輸出此輪比參數(shù)僅用于CSV操作模式，參數(shù)的計(jì)算包括帶增量編碼器和不帶編碼器兩種。帶編碼器的參數(shù)輸出。帶編碼器的參數(shù)輸出： 例如：編碼器脈沖數(shù)為1024脈沖，輸出的參數(shù)值： OutputScalingFactor（Velocity）：=10.98632813不帶編碼器的參數(shù)輸出： OutputScalingFactor（Velocity）：=0.6866455078測試運(yùn)行Step1：測試準(zhǔn)備參數(shù)配置成功后，激活配置文件；選擇Online選項(xiàng)卡；編碼器參數(shù)檢查。通過手動移動電機(jī)軸，移動一圈是否為360°，如果電機(jī)手動轉(zhuǎn)動一圈參數(shù)不是360°，可以通過參數(shù)設(shè)置。Step2：運(yùn)行測試 運(yùn)行測試時，需要確保不會因?yàn)殡姍C(jī)的移動造成設(shè)備或者人員受傷。Step3：電機(jī)使能 如果電機(jī)使能失敗，檢查24V或者“HWEnable”信號輸入有問題。測試不同的運(yùn)動指令。檢測電機(jī)是否能夠穩(wěn)定運(yùn)行。Step3：根據(jù)測試結(jié)果機(jī)型調(diào)整是否出現(xiàn)報錯，需要在DiagHistory中查看？電機(jī)運(yùn)行方向是否正確？電機(jī)速度是否準(zhǔn)確？驅(qū)動參數(shù)優(yōu)化驅(qū)動器的PID基礎(chǔ)參數(shù)通過Scanningthemotor進(jìn)行設(shè)置?？梢酝ㄟ^控制器參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化電機(jī)性能，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的跟隨誤差降低、設(shè)定速度與當(dāng)前速度更加貼合并降低超調(diào)以及電機(jī)抖動。驅(qū)動優(yōu)化準(zhǔn)備：激活配置文件并使電機(jī)啟動"ReversingSequence"往復(fù)移動。通過Scopeview讀取電機(jī)的相關(guān)參數(shù)：EL7411parameter：PositionLag0x1A03TorqueactualvalueTwinCATNC參數(shù):PositionsetpointPositionactualvalueVelocitysetpointVelocityactualvalue根據(jù)反饋方式進(jìn)行參數(shù)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(guān)閉設(shè)定參數(shù)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(dāng)前的速度和位置，直到速度或者位置開始抖動停止數(shù)值優(yōu)化。積分時間和增益的數(shù)值在當(dāng)前的基礎(chǔ)上降低20%，作為緩沖；如果當(dāng)前的速度值超調(diào)，降低速度前饋8010:5C"Velocityloopvoltagefeedforwardgain(voltagemode)"。速度環(huán)優(yōu)化結(jié)束。Step2：位置環(huán)優(yōu)化（速度環(huán)優(yōu)化結(jié)束之后，可以對位置環(huán)進(jìn)行優(yōu)化）逐步增加位置環(huán)增益數(shù)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(jié)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(dāng)前的錯誤問題。報警列表

上海（中國區(qū)總部）中國上海市靜安區(qū)汶水路299弄9號（市北智匯園）電話 北京分公司北京市西城區(qū)新街口北大街3號新街高和大廈407室電話:010-8