Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Motor Resolver Winkeleinstellung prüfen


von Helmar S. (Gast)


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Hallo,

ich habe hier einige ältere Servomotoren, diese haben zur Lagebestimmung 
Resolver verbaut.
Nun möchte ich die mechanische Einstellung der Resolver prüfen, also 
quasi ob der "magnetische Nullpunkt" mit dem Resolver übereinstimmt.

Jetzt ist die Frage wie ich das machen kann. Ich habe mal einen der 
Servomotoren mittels eines anderen Motor angetrieben, quasi als 
Generator.
Die Phasen U, V, W habe ich über drei Widerstände verbunden, so sollte 
ich ja einen Sternpunkt bekommen. Dann habe ich die Masse des Tastkopfs 
mit diesem Sternpunkt verbunden und die Spitze direkt mit Phase U.

Die Erregerwicklung des Resolvers speise ich mit einem 
Funktionsgenerator.
Die beiden "minus" Anschlüsse des Resolvers habe ich jeweils mit einer 
Tastkopfmasse verbunden und die "plus" Anschlüsse jeweils mit einer 
Spitze.

Ist dieser Aufbau geeignet um die korrekte Positionierung zu ermitteln?

Einen anderen Ansatz den ich im Internet gefunden habe ist, Phase U und 
V an eine niedrige DC Spannung anzuschließen. (U an plus und V an 
minus).
Der Motor rastet dann alle 120°.

Für ein paar Tipps wäre ich sehr dankbar.

Grüße Helmar

von Dieter (Gast)


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Als andere Lösung würde ich es mit einer Stroboskopscheibe versuchen. 
Der auftretende unterschiedliche Phasenversatz korreliert (nicht ganz 
linear) mit den Lastmomenten.

von Werner H. (werner45)


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Ich verstehe das Problem nicht ganz.
Ein Servomotor treibt ja irgendwas an. Als Verbindung dafür wird eine 
Kupplung oder ein Getriebe verwendet. Die absolute Stellung des 
Resolvers ist erstmal egal, die genaue Zuordnung am Zielobjekt wird dann 
halt über die Kupplung eingestellt.

Gruß   -   Werner

von Helmar S. (Gast)


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Danke für Eure Antworten. Den Ansatz mit der Stroboskopscheibe habe ich 
leider nicht ganz verstanden.

Möglicherweise war meine Beschreibung unklar. Es hat nichts mit dem 
System zu tun in welchem die Motoren verbaut werden sollen, sondern nur 
um den Motor an sich.

Der Servoregler benötigt für die korrekte Kommutierung die korrekte Lage 
des Rotors. Dazu sind die Resolver da, das funktioniert aber ja nur wenn 
der Resolver korrekt in Bezug auf den Rotor des Motors ausgerichtet ist.
Dies möchte ich überprüfen und ggf. nachjustieren.

Der Motor dürfte 6 Pole haben, der Resolver 4, scheint evtl. eine etwas 
eigenartige Konstellation zu sein.

Danke

von Helmar S. (Gast)


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Wenn ich nun eine DC Spannung auf Phase U und V gebe, so dass der Rotor 
quasi einrastet, ist das dann tatsächlich auch der Punkt an dem die 
induzierte Spannung (Back EMF) den Nulldurchgang hat?

Wäre für Antworten sehr dankbar.

von Dieter (Gast)


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Bei Deinen Servomotoren scheint es sich um Synchronmotoren fuer 
Drehstrom zu handeln.

Der Resolver laeuft synchron zur Masterphase des Umrichters. Wichtigste 
Aufgabe ist rechtzeitig zu erkennen, ob der Motor aus "dem Tritt" komnt, 
weil es sonst den Umrichter zerlegen koennte.

von Dieter (Gast)


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Bei Deiner Frage waere W die Masterphase. Je nach Auswerteschaltungstyp 
des Umformers waere die Antwort ja oder das Maximum, da Minimum 90° 
verschoben.

Sorry, die AW ist damit nicht so eindeutig, wie es der TO braeuchte.

von Helmar S. (Gast)


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Ja leider ist mir das noch etwas unklar. Die von mir oben geschriebenen 
Aussagen sind wenn ich mir das so überlege höchstwahrscheinlich auch 
falsch.

Daher lieber anders herum. Wenn ich Phase U mit Plus und Phase V mit 
Minus einer Gleichspannungsquelle verbinde, so dass der Motor 
"einrastet" welchen Winkel hat der Rotor dann?

Kann mir jemand hierzu eine Antwort geben?

Vielen Dank

von Dieter (Gast)


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Beu Sternschaltung oder Dreiecksschaltung der Wicklungen waere noch 
eiimal ein Winkelversatz zu beruecksichtigen. D.h. 30 oder 60°.

Wenn Du sagen kannst, wie Du die DC Quelle anschliessen must fuer 
minimale geraden Winkelwert, gegenueber Deinem Beispiel von 12:15,  dann 
kann es noch werden.

von Helmar S. (Gast)


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Habe da nochmal etwas darüber nachgedacht und denke es könnte wie folgt 
sein.

Schließe ich Phase U an Plus und Phase V an Minus einer DC Quelle an, so 
steht der Rotor zwischen Zwei Magnetpolen.

Da der Motor 6 Pole hat rastet er alle 20 Grad, wenn man die 
entsprechenden Phasen bestromt.

Im obigen Versuch dürfte der Motor dann bei 10 Grad stehen.

Kann das jemand unter Annahme meiner Angaben (6 poliger Motor, korrekte 
Phasenreihenfolge etc. ) bestätigen?

Vielen Dank

von Helmar S. (Gast)


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Hier mal das was ich ausprobiert habe.

Phase    U  V  W  Winkel

Zustand
1    Vcc  GND  frei  0°
2    Vcc  frei  GND  20°
3    frei  Vcc  GND  40°
4    GND  Vcc  frei  60°
5    GND  frei  Vcc  80°
6    frei  GND  Vcc  100°
7    Vcc  GND  frei  120°
8    Vcc  frei  GND  140°
9    frei  Vcc  GND  160°
10    GND  Vcc  frei  180°
11    GND  frei  Vcc  200°
12    frei  GND  Vcc  220°
13    Vcc  GND  frei  240°
14    Vcc  frei  GND  260°
15    frei  Vcc  GND  280°
16    GND  Vcc  frei  300°
17    GND  frei  Vcc  320°
18    frei  GND  Vcc  340°
19    Vcc  GND  frei  360°

von Max M. (jens2001)


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Helmar S. schrieb:
> Motor dürfte 6 Pole haben, der Resolver 4, scheint evtl. eine etwas
> eigenartige Konstellation

Nix eigenartieg, völlig normal.
Der Motor läuft mit 3x120 Grad Phasenversatz.
Der Resolver erzeugt einen Phasenversatz von 90 Grad.




> 1    Vcc  GND  frei  0°

> 19    Vcc  GND  frei  360°

Redundant, hat mich kurz verwirrt.
Aber sonst plausibel.
Danach könntest du den Resolver einstellen.

Wir haben jetzt einen Motor und einen Resolver.
Aber was ist mit der Steuerung? Was erwartet die für Signallagen?
Hat die Eigeninteligenz. Kann die sich selbst Kalibrieren?

von Dieter (Gast)


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Gedacht hatte ich mehr an die Zustände

Zustand
1    Vcc  GND  frei  0°

2    Vcc  GND  GND (0)
(2b  Vcc  frei GND (30))
3    Vcc  Vcc  GND (60)
(3b  frei Vcc  GND (90))
4    GND  Vcc  GND (120)
5    GND  Vcc  Vcc (180)
6    GND  GND  Vcc (240)
5    VCC  GND  Vcc (300)
7    Vcc  GND  GND (360)
....

Es handelt sich anscheinend um eine Mehrpolmaschine (3 zu 9, 3 polig).

Gegenüber einer dieser Varianten muss bei einer der Stellungen der 
Resolver minmalen oder maximalen Wert liefern, wenn er verstellt sein 
sollte.

Um für beide Steuerungsfälle (2,3,.. oder 2b, 3b,...) geeignet zu sein, 
muß der Resolver in dem Falle eine (mechanische) Verstellmöglichkeit von 
mindestens bis zu 10° bieten.

von Dieter (Gast)


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Manchmal wird das mit dem "poligen" nicht ganz einheitlich ausgedrückt. 
Welchen Hintergrund das hat, verdeutlicht folgendes Beispiel:

Stator: 3 Polig, Rotor: 2 Polig, 1 Polpaar, einpolige/einpoolpaarige 
Maschine oder zweipolige Maschine

Stator: 9 Polig, Rotor: 6 Polig, 3 Polpaare, dreipolige/dreipolpaarige 
Maschine oder sechspolige Maschine

von Helmar S. (Gast)


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Ich habe zwei Motoren welche sauber laufen. Dann habe ich mir noch 3 
Stück gebraucht besorgt (gleicher Motortyp), diese laufen nicht richtig 
(Anlaufprobleme, ruckeln, Wärme) bei denen ist möglicherweise der 
Resolver verstellt. An einem Modellbau Steller verhalten sich alle 
identisch (Drehzahl, Stromaufnahme, Geräusch) und da ich auch 
messtechnisch (Widerstand, Induktivität) keinerlei Unterschiede zwischen 
den Wicklungen der verschiedenen Motoren festellen konnte, bekräftigt 
dies meine Vermutung mit dem Resolver.

Folgendes habe ich heute noch probiert.

U = Vcc, V,W = GND -> Resolver Sinus auf 0, Cosinus Maximal
Das dürfte der Zwischenschritt 10° sein. Oder möglicherweise die 
eigentliche 0° Stellung.


U = frei, V = GND, W = Vcc -> Resolver Sinus auf 0, Cosinus Maximal
Falls das vorherige stimmt ist das nicht 100° sondern 90°

Das ist bei den beiden Motoren die "normal" laufen identisch. Bei den 
andern 3 Motoren ist die Einstellung hier anders.

Die Steuerung hat keinerlei einstellbare Eigenitelligenz, stammt von vor 
der Jahrtausendwende.

Das was ich gemeint hatte waren 6 Pole bzw. 3 Polpaare. Ich denke also 
der Rotor hat 3 Polpaare. Sicher bin ich mir hier allerdings nicht.

Unabhängig davon würde ich gerne dennoch wissen, auf welcher Stellung 
sich nun ein Rotormagnet befindet wenn ich U = Vcc und V = GND 
anschließe.
Angenommen sei ein fiktiver Motor mit einem 2 poligen Rotor (1 Polpaar)

Vielen Dank

von Dieter (Gast)


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Das ist wirklich verzwickt. Es gibt da viele Varianten und Tricks das in 
Verbindung mit den Resolvern hinzubiegen. Da fehlt mir dann schon die 
Praxis. Interessant wäre da schon zu wissen, welche Signale die Resolver 
bei einer vollen Umdrehung ausgeben.

Auch wenn es der gleiche Motortyp sein sollte, könnte der Resolver 
unterschiedlich sein oder mit anderem Winkelversatz verbaut worden sein. 
Es kann sein, dass ein Teil der Motoren diese mit dem passenden Winkel 
für Dreicksschaltung, die Anderen für die Sternschaltung ausgelegt 
wurden.

Diese Verschiebung um elektrische 30°, gemäß Polzahl entspricht das 10° 
mechanisch, kann zu dem unruhigen Verlauf führen, bzw. paßt dazu.

Als Anpassung ist es dann möglich entweder die Resolver passend im 
Winkel zu ändern oder es gab noch einen Trick die Phasen "versetzt" 
anzuschließen.

Damit müßte Dir der Blick etwas geschärft sein, worauf Du bei den 
Angeben beim Suchen im Netz auch noch achten solltest.

Die Angaben wie genaue Typbezeichnung, ggf. auch vom Resolver, 
Befestigung, Klemmbrettleiste, etc. liegen nur Dir vor. Die Details also 
im Netz zu finden obligen Dir, bzw. wäre unhöflich diese Suche von uns 
zu verlangen.

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