Tuning e ricerca zero

[Ste92]

Buonasera a tutti,  avrei una domanda da porre.. Leggendo nelle varie discussioni sul forum, ho letto che quando si sostituisce un motore comandato da un azionamento giustamente bisogna rifare il tuning per far calcolare i parametri corretti esatto? Ma anche se si monta un motore identico? 

In più ho letto che bisogna fare anche la ricerca dello zero.. Piu precisamente cosa sarebbe? Grazie a chi interverrà 

[leleviola]

Innanzitutto di che motore parli di un asincrono trifase immagino, o di un brushless?

Un asincrono trifase basta l'auto-tuning, la ricerca di zero mi immagino sia di un brushless a meno che il motore asincrono non venga utilizzato per un posizionamento ma mi sembra improbabile.

Per la questione autotuning dell'asincrono trifase se lo rimetti uguale come motore è comunque meglio se gli fai rifare comunque l'autotuning, anche se di uguali caratteristiche e sigla  potrebbero avere caratteristiche elettriche leggermente diverse e una nuova procedura di autotuning ottimizzerebbe meglio il comando da parte dell'inverter. Se possibile fai fare un autotuning rotativo, così ottimizzi ancor di più il comportamento dinamico del motore, il problema che in genere l'autotuning dinamico deve essere fatto ad albero libero e non sempre è possibile liberare il motore dalla meccanica e allora si può comunque fare un autotuning stazionario cioè a albero fermo

[Livio Orsini]

10 ore fa, leleviola scrisse:

Un asincrono trifase basta l'auto-tuning,

 

No. Se usi la modalità vettoriale ad anello chiuso devi anche fare l'azzeramento della posizione.

Quando si sostituisce il motore din azionamento ac è praticamente obbligatorio ripere l'ottimizzazione anche se il motore è del medesimo tipo, del medesimo costruttore ed appartiene al medesimo lotto costruttivo.

Può anche capitare che si sostituisce un motore con un altro simile e, apparentemente, tutto funzionaanche senza ottimizzazione dei parametri. Però difficilmente le prestazioni saranno ottimizzate. Almeno l'esecuzione dell'autotunig è obbligatoria, tra l'altroè un'operazione che comporta solo pochi minuti di lavoro.

13 ore fa, Ste92 scrisse:

In più ho letto che bisogna fare anche la ricerca dello zero.. Piu precisamente cosa sarebbe?

 

Come ho scritto prima la ricerca di zero si esegue se si è in modalità "anello chiuso"; se si sta lavorando in modo vettoriale ad anello aperto ("sensorless") non si fa.

Ovviamnete questo vale per i motori asincroni con traduttore di posizione e con tutti gli altri tipi di motore che facciano uso di trasduttori di posizione per permettere al controllo di conoscere la posizione del rotore rispetto allo statore.

La ricerca di zero deve essere effettuata per permettere al controllo di avere le coordinate di riferimento.

La ricerca di zero va eseguita anche se ci si limita alla sostituzione del trasduttore di posizione (resolver o encoder) o anche al suo scalettamento temporaneo.

 

Come eseguirla è indicato dettagliatamente dal manuale di installazione, uso e manutenzione del controllo (drive).

Questo manuale deve essere letto sempre, se non si conosce esattamente quel prodotto. Se hai messo in marcia una decina di apparatiuguali, probabilmente il manuale lo conosci quasi a memoria.

[Ste92]

Ok grazie mille mi sono tolto un po' di dubbi,  mentre se hai un motore in cc con controllo di velocità ad anello chiuso non serve la ricerca di zero perché non gli serve sapere la posizione del rotore giusto? 

Poi ho un altro dubbio, se si sostituisce il motore è si esegue il tuning sia per i valori del motore sia per il feedback di velocità,  non dovrebbe modificare anche i valori del pid giusto? 

Perché erano venuti dei tecnici abb per ottimizzare il controllo della velocità sulla macchina, e non vorrei che ad eseguire il tuning magari varia dei parametri e si vanifica quel lavoro di ottimizzazione..  

[Livio Orsini]

15 minuti fa, Ste92 scrisse:

mentre se hai un motore in cc con controllo di velocità ad anello chiuso

 

Attenzione stiamo discutendo di azionamenti (motore + alimentatore-regolatore ed eventuale trasduttore) quindi per un azionamento in continua che sia ad anello aperto o chiuiso non è necessaria la ricerca di zero. Differente il discorso se trattassimo di posizionatori, li la ricerca di zero è indispensabile, per il posizionatore, indipendentemente dall'azionamentousato.

 

18 minuti fa, Ste92 scrisse:

Poi ho un altro dubbio, se si sostituisce il motore è si esegue il tuning sia per i valori del motore sia per il feedback di velocità,  non dovrebbe modificare anche i valori del pid giusto? 

 

Questa non la capisco. Se per "pid" ti riferisci ad uno dei regolatori del drive, difficilmente rimarrano uguali. Se esegui l'autotunig li aggiusterà l'algoritmo di tuning.

Comunque se si vogliono prestazioni ottimizzate, dopo la'utotunig è conveniente affinare le regolazioni manualmente. se invece bastano prestazioni normali si può eseguire solo l'autotunig.

21 minuti fa, Ste92 scrisse:

Perché erano venuti dei tecnici abb per ottimizzare il controllo della velocità sulla macchina, e non vorrei che ad eseguire il tuning magari varia dei parametri e si vanifica quel lavoro di ottimizzazione..

 

scusa ma perchè dovresti rieseguire il tunung, che poi in italino è ottimizzazione?

[Ste92]

No non è un posizionatore, quindi ok..

Per il discorso di rifare il tuning è per ora una mia curiosità, per quando si dovrà sostituire eventualmente il motore.. 

 

 

[mmelettra]

Ciao Ste92,

posso chiederti più precisamente su che tipo di applicazione utilizzato questo motore in corrente continua e di che taglia stiamo parlando?

[Ste92]

Ciao, la taglia non ce  l ho sotto mano,  ti dirò con precisione comunque intorno ai 70 kW. L'applicazione è per laminazione. 

[Livio Orsini]

12 ore fa, Ste92 scrisse:

L'applicazione è per laminazione. 

 

Anche dire laminazione è dire nulla.

quale materiale? Ferro, acciaio,acciao speciale, alluminio? altro? poi quale funzione? traino, gabbia, cilindro, rulliera, altro?

[Sandro Calligaro]

il 6/2/2019 at 08:18 , Livio Orsini scrisse:

No. Se usi la modalità vettoriale ad anello chiuso devi anche fare l'azzeramento della posizione.

Il controllo di coppia o di velocità di un asincrono non tiene conto della posizione meccanica, solo di quella del vettore di campo (di rotore o di statore).

Per questo, su un drive per asincrono in controllo di coppia o di velocità, se l'encoder è dello stesso tipo ed è stato collegato allo stesso modo (cioè non ci sono segnali scambiati), non vedo la necessità di fare l'azzeramento dopo la sostituzione.

Per un motore sincrono (ad es. "brushless") la questione è chiaramente diversa.

 

Riguardo all'auto-tuning, credo che la tolleranza sullo stesso modello di motore non sia così alta da non consentire il funzionamento di due motori dello stesso modello senza rifare l'auto-tuning.

Prova ne è il fatto che molti costruttori di inverter memorizzano i parametri per un certo numero di motori "loro" (a volte sono loro stessi a produrli, molto spesso li rivendono). Inserendo il codice del motore, si caricano tutti i parametri necessari al controllo di quel motore. L'unica parte che rimane fuori è, ovviamente, quella del controllo di velocità, che dipende quasi totalmente dal carico.

Con questo però non voglio dire che non si possa "guadagnare" qualcosa applicando la procedura al singolo motore, dico solo che vedo difficile che le differenze siano così marcate da diventare rilevanti nelle prestazioni di controllo. Rifare l'auto-tuning può anche essere, però, un modo per "ripartire da zero", evitando errori fatti in precedenza o dando qualcosa per scontato quando non lo è (ad esempio che il motore sia effettivamente dello stesso modello).

 

Spesso la procedura di auto-taratura è spezzata in modo da trattare separatamente i parametri necessari al controllo di corrente (o di coppia), rispetto a quelli dell'anello esterno di velocità (che solitamente usa un semplice regolatore PI). Questo consente di mantenere le impostazioni dell'anello di velocità, pur ripetendo l'auto-tunign del resto del controllo.

[Livio Orsini]

36 minuti fa, Sandro Calligaro scrisse:

Per questo, su un drive per asincrono in controllo di coppia o di velocità, se l'encoder è dello stesso tipo ed è stato collegato allo stesso modo (cioè non ci sono segnali scambiati), non vedo la necessità di fare l'azzeramento dopo la sostituzione.

 

Sandro scusa ma a che serve allora conoscere la posizione relativa del rotore?

39 minuti fa, Sandro Calligaro scrisse:

Con questo però non voglio dire che non si possa "guadagnare" qualcosa applicando la procedura al singolo motore, dico solo che vedo difficile che le differenze siano così marcate da diventare rilevanti nelle prestazioni di controllo

 

Forse gli attuali algoritmi di auto tuning sono molto più performanti e precisi, però dalla mia esperienza se sei un po' al limite delle prestazioni devi rifare la taratura.

Se poi si tratta di 2 motori di due costruttori diversi, anche se il motore è simile ed intercambiabile, io credo sia obbligatorio rifare l'autotuning

Anche negli ani 80 certi costruttori usavano mettere le tarature su schedine asportabili; se dovevi sostituire il drive toglievi la schedina dal vecchio e la inserivi nel nuovo senza dover rifare le tarature.

47 minuti fa, Sandro Calligaro scrisse:

(che solitamente usa un semplice regolatore PI).

 

Su questo mi permetto di dissentire; se appena appena si vogliono prestazioni dinamiche non dico vispe, ma almeno decenti, è necessario dare almeno un po' di anticipo di reazione. Altrimenti ad ogni presa di carico (visto che qui si è parlato di laminazioni) si ha un bel calo di velocità che il solo proporzionale non riesce a compensare.

[Ste92]

Si chiedo scusa, laminazione di acciaio e acciai speciali, ed è il motore di una gabbia. 

Poi per mmelettra, mi son sbagliato con la potenza, è da 130 kw il motore 

[Sandro Calligaro]

il 8/2/2019 at 15:52 , Livio Orsini scrisse:

Sandro scusa ma a che serve allora conoscere la posizione relativa del rotore? 

La posizione di rotore, per il controllo dell'asincrono (sempre velocità o coppia, non posizione) non serve, o meglio...

Ovviamente occorre conoscere la velocità (derivata della posizione, quindi indipendente dalla posizione iniziale) come feedback, per controllarla.

Inoltre, si sfrutta l'integrale della velocità (cioè lo spostamento a partire dalla posizione iniziale), ma non il valore iniziale.

Per quanto ne so, solitamente dalla posizione meccanica si ottiene la posizione del flusso di rotore, sommando l'integrale dello scorrimento stimato.

 

Idealmente, se ad un asincrono applicassimo la stessa sequenza di tensione, partendo da posizioni meccaniche diverse, avremmo lo stesso spostamento relativo.

Questo perché il rotore è isotropo, cioè il suo comportamento magnetico, visto dalle fasi di statore, non cambia in funzione della posizione.

Proprio per questo, i controlli sensorless per asincroni non possono assicurare una precisione alta sulla velocità meccanica, al contrario del caso dei sincroni, dove la precisione sulla velocità media è "assoluta" (a regime).

 

il 8/2/2019 at 15:52 , Livio Orsini scrisse:

Se poi si tratta di 2 motori di due costruttori diversi, anche se il motore è simile ed intercambiabile, io credo sia obbligatorio rifare l'autotuning 

Su questo sono d'accordo, i parametri elettrici e magnetici potrebbero essere piuttosto diversi tra modelli diversi.

Non solo, negli asincroni occorrerebbe addirittura implementare la stima on-line della resistenza di rotore, visto che questa cambia anche di parecchio durante il funzionamento (con la temperatura).

 

il 8/2/2019 at 15:52 , Livio Orsini scrisse:

Su questo mi permetto di dissentire; se appena appena si vogliono prestazioni dinamiche non dico vispe, ma almeno decenti, è necessario dare almeno un po' di anticipo di reazione. Altrimenti ad ogni presa di carico (visto che qui si è parlato di laminazioni) si ha un bel calo di velocità che il solo proporzionale non riesce a compensare. 

Io non ho molta esperienza nelle applicazioni finali, mi fido di quello che dici, ovviamente.

Diciamo che, se il controllo di coppia è tarato con una banda sufficientemente larga, "tirando" i guadagni di un PI si dovrebbero poter ottenere buone prestazioni in risposta alle variazioni del setpoint di velocità.
Il compromesso tra risposta alle variazioni del setpoint di velocità e variazioni del disturbo (carico) è un problema abbastanza generale, probabilmente un PID permette di raggiungere un compromesso migliore, ma che io sappia non tutti i costruttori lo implementano. Nel caso di un drive per laminazione, chiaramente la reiezione del disturbo è la cosa più importante.

L'ideale sarebbe differenziare la dinamica delle due risposte (variazione del setpoint e variazione del carico). Lo si può fare filtrando il riferimento, applicando feedforward o con osservatori, ma mi pare che anche queste cose (insieme ad altri trucchi, come ad esempio filtraggi anti-oscillazione) vengano implementate solo nei drive per applicazioni "servo" (con brushless).

[mmelettra]

Scusatemi tutti, l'argomento è interessante, ma qui siamo nella parte del forum riguardante azionamenti in cc ed io ancora non ho capito se questo motore di cui si parla sia in cc oppure asincrono?

 

Chiedo soprattutto per non confondere troppo le idee a Ste92😁

[Livio Orsini]

11 ore fa, mmelettra scrisse:

Scusatemi tutti, l'argomento è interessante, ma qui siamo nella parte del forum riguardante azionamenti in cc ed io ancora non ho capito se questo motore di cui si parla sia in cc oppure asincrono?

 

Ma stando a quello che scrive l'autore sembrerebbe un motore cc, solo che inizialmente parlava di posizione di zero di un encoder, da qui le digressioni.

[mmelettra]

Grazie Livio per il chiarimento 👌

 

Parlando di puri motori a corrente continua che io sappia non è necessario azzeramento del motore.

 

Ste92 secondo me per darti informazioni più corrette sul tuo caso specifico conviene che metti una foto della targa motore e se puoi anche del convertitore, così da capire esattamente di cosa si parla ed evitare di fare solo supposizioni. 

Modificato: 10 febbraio 2019 da mmelettra

[Livio Orsini]

28 minuti fa, mmelettra scrisse:

Parlando di puri motori a corrente continua che io sappia non è necessario azzeramento del motore.

 

No, assolutamente no.

15 ore fa, Ste92 scrisse:

Si chiedo scusa, laminazione di acciaio e acciai speciali, ed è il motore di una gabbia. 

 

Qui i problemi son solo sulle prese di carico, quando entra il materiale.

[Livio Orsini]

15 ore fa, Sandro Calligaro scrisse:

La posizione di rotore, per il controllo dell'asincrono (sempre velocità o coppia, non posizione) non serve, o meglio...

 

Sandro toglimi una curiosità, visto che su queste cose ne sai più di me.

Tu conoscerai, almeno in teoria, gli azionamenti ABB della serie DTC. Questi garantiscono un ottimo controllo di coppia anche in configurazione sensorless, però il manuale prescrive l'uso di encoder o resolver se l'azionamento è impiegato in applicazioni di sollevamento.

Stando al tuo ragionamento non dovrebbe essere così. Io credo che sia solo una questione di sicurezza. Secondo te è solo per questo motivo o l'adozione di un trasduttore di posizione permette di avere un controllo migliore della coppia?

 

Anche se è un argomento OT, visto come è iniziata la discussione ci sta.

[Sandro Calligaro]

Prima di tutto, mi scuso per l'OT. Scorrendo di nuovo il thread, si intuisce che si tratta di un motore CC, ma sarebbe meglio se Ste92 lo chiarisse (magari, come già chiesto, postando la targa)...

 

Riguardo alla tua domanda, Livio, purtroppo gli algoritmi che usa ABB sono proprietari e se li tengono ben nascosti. Pubblicizzano il DTC, ma è evidente che ormai è diventato solo un marchio distintivo, anche perché in sé non ha molti vantaggi rispetto al FOC (anzi...). In ogni caso, qualunque algoritmo si usi, il "trucco" per avere prestazioni buone sta sempre nello stimare bene il flusso, e non spiegano come fanno. La documentazione disponibile, poi, è piuttosto vecchia, si parla ad esempio di tempi di aggiornamento del controllo piuttosto lunghi, per un DTC...

 

Premetto che non sono esperto di controllo dell'asincrono.

 

Riguardo al sensore di posizione... Credo che ci siano due ragioni, distinte, per le quali il sensore di posizione c'entra.

Per prima cosa, il controllo di coppia è effettivamente più semplice, se si conosce la posizione meccanica, rispetto al caso sensorless.

Infatti, è possibile calcolare la velocità di rotazione (e quindi, per integrazione, la posizione) sommando velocità meccanica e scorrimento, che viene stimato in base a parametri e correnti (se non ricordo male). Siccome lo scorrimento è relativamente piccolo, l'errore possibile è "piccolo", se si parte già dalla misura meccanica.

Faccio notare che conoscere la posizione del flusso è determinante per controllare la coppia (tutti i controlli di coppia veri e propri sono "field oriented", in qualche modo).

 

Il controllo di coppia serve anche nel controllo di velocità (è l'attuatore dell'anello esterno), ma quest'ultimo ha una necessità in più: il feedback di velocità (è scontato, ma lo dico per chiarezza).

In quel caso, la differenza tra misura e stima è molto marcata, perché la velocità meccanica viene stimata a partire da quella del vettore di flusso + lo scorrimento stimato. Per questo la precisione non è alta, e la dinamica tanto meno.

In più, c'è un altro problema. Nel controllo sensorless di velocità dell'asincrono, per quanto sia fatta bene la stima di posizione e velocità meccanica, non è possibile mantenere il controllo attorno a velocità nulla per molto tempo. Questo perché la stima è basata sulla forza contro-elettromotrice, che diventa nulla a velocità nulla.
Il fatto che ci sia una coppia attiva a partire da zero, come nel sollevamento, è ancora più critico. Credo sia quasi impossibile garantire il funzionamento corretto, cosa che invece sarebbe necessaria per ragioni di sicurezza.

Modificato: 10 febbraio 2019 da Sandro Calligaro

[Livio Orsini]

5 ore fa, Sandro Calligaro scrisse:

Il fatto che ci sia una coppia attiva a partire da zero, come nel sollevamento, è ancora più critico. Credo sia quasi impossibile garantire il funzionamento corretto, cosa che invece sarebbe necessaria per ragioni di sicurezza.

 

Grazie Sandro; mi hai confermato un po' quello che avevo intuito. Usai per la prima volta i DTC oltre 20 anni fa e le prestazioni di controllo di coppia, anche sensorless, erano veramente superlative.

Modificato: 10 febbraio 2019 da Livio Orsini

[Ste92]

Ciao a tutti, la mia domanda inizialmente era generica, poi ho chiesto più in dettaglio per il motore in corrente continua.. Comunque interessanti ed esaustive le risposte grazie a tutti 😀

Comunque allego la targa del motore per MmElettra 

[mmelettra]

Ciao Ste92,

Ti confermo che su questo tipo di motore non serve azzeramento posizione 😉