Einstellen von Hall Gebern | 03 Mai 2017 | |

Einstellen von Hall Gebern

Gültig für S300, S700

Table of Contents

  1. Test der Hallsignale
    1. Oszilloskop in der Inbetriebnahme - Software
    2. Feedback-Monitor in Inbetriebnahme - Software
    3. Softwaremäßiges Drehen der Hallsignale
    4. Kontrolle / Justage des Feedback
  2. Inbetriebnahme unbekannter Hall - Motoren
  3. Regelung im kleinen Drehzahlbereich für Feedback Type 11, Hall ONLY
    1. ASCII Parameter
    2. OPMODE 2/3 Drehmoment Vorgabe
    3. Kommutierungsfindung ZERO, MPHASE
    4. Schnelle Inbetriebnahme

Test der Hallsignale

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Oszilloskop in der Inbetriebnahme - Software

Nutzen Sie das Oszilloskop der Inbetriebnahme software. Stellen Sie den Kanal auf "benutzerdefiniert" ein und stellen Sie SR_HALL dar.  

Rechtslauf, die Signale kommen in der Reihenfolge U - V - W

Linkslauf, die Signale kommen in der Reihenfolge W - V - U

Feedback-Monitor in Inbetriebnahme - Software

Feedback Typ 15, ComCoder 
 (Hall Sensoren mit Inkrementalgeber)		 Feedback Typ 11, Hall Geber  
(nur Hall Sensoren)
image  image

Softwaremäßiges Drehen der Hallsignale

Über den Parameter HALLDIR kann am S300/S700 der Drehsinn des Hall Geber geändert werden (siehe auch Drehrichtung - Variablen zur Einstellung). Nach einer Änderung muss MPHASE neu ermittelt werden. 
Hinweis : Bei Änderungen von HALLDIR auch DIR anpassen: HALLDIR = 1 --> aus DIR 20 / 21 wird DIR 85 / 84. 

Kontrolle / Justage des Feedback

Aderfarbe Blau + +   — —  
Braun —   + +   —
Violett   — —   + +
Leiter U + +   — —  
V —   + +   —
W   — —   + +
Hallzustand 1 (U) L ⇔ H H ⇔ L
2 (V) ⇔ L L ⇔ H H
3 (W) H H ⇔ L L ⇔

Das Symbol ⇔ bedeutet, dass beim leichten Drehen der Achse eine Zustandsänderung sichtbar ist.

Inbetriebnahme unbekannter Hall - Motoren

Die ASCII-Kommandos und Werte müssen im Terminal eingegeben werden.

  ASCII Wert Funktion
Ermittlung der Hallelement 
Drehrichtung HALLDIR		 MPOLES 
OPMODE 
T 
MPHASE		 0 
2 
0.5 
x 
x = (30, 60, …, 330)		 Anzahl der Motorpole = 0 
Drehmoment digital 
Konstanter Stromsollwert (z.B. hier: 0.5 A) 
Phasenlage des Feedback-Systems? zum Motor

Phasenoffset schrittweise erhöhen und Hallsignale mit der Variablen M SR_HALL überprüfen.

Beispiel : 
MPHASE 0 
M SR_HALL 
Terminal meldet zurück >> 
M SR_HALL (SYSTEM)  0200000A   WORD = 0x0001 
Die Hall Segment Nummer ist 1 (0x0001)

MPHASE 30 
M SR_HALL 
Terminal meldet zurück >> 
M SR_HALL (SYSTEM) 0200000A WORD = 0x0005

Reihenfolge der Hallelemente: 1,5,4,6,2,3,1 positive Drehrichtung  (HALLDIR 0) 
Reihenfolge der Hallelemente: 1,3,2,6,4,5,1 negative Drehrichtung  (HALLDIR 1)

HALLDIR einstellen: 
K 
HALLDIR 1 
SAVE 
COLDSTART 
( Hinweis: Bei Änderungen von HALLDIR auch DIR anpassen: HALLDIR = 1 --> aus DIR 20 / 21 wird DIR 85 / 84 )
Ermittlung der Drehrichtung 
des Lagegebers PFB		 PFB   Drehen Sie die Motorwelle im Uhrzeigersinn. Beobachten Sie den Positionswert  mit dem Kommando PFB. 
Falls PFB nicht ansteigt sondern absinkt, ist mit dem ASCII – Befehl DIR das Signal zu invertieren.

Die DIR Variable definiert die Zählrichtung der Rückführeinheit. 
DIR ist eine 16-Bit Variable, bei der die einzelnen Bits die Zählrichtung unterschiedlicher Rückführeinheiten festlegen. 
Bit=1 positive Richtung, Bit=0 negative Richtung 

Bit 0 (0x01) Zählrichtung für FBTYPE (=1 positiv) 
Bit 1 (0x02) 
Bit 2 (0x04) Zählrichtung für EXTPOS (=1 positiv) 
Bit 3 (0x08) 
Bit 4 (0x10) Zählrichtung für GEARMODE (=1 positiv) 
Bit 5 (0x20) 
Bit 6 (0x40) =1 invertierte Kommutierung
Ermittlung des 
Kommutierungswinkels		 MPHASE 
MSG 
PFB		 90 
2

Wichtig: 
Bevor Sie den Kommutierungswinkel ermitteln, bewegen Sie den Motor etwas von Hand, so dass auf jeden Fall an einem Hall Signal eine Flanke auftritt.

Multiplizieren Sie den Winkel mit der Anzahl der Polpaare, z.B. 153.237 x 3 = 459.711. Subtrahieren Sie 360 bis das Resultat ein Wert zwischen 0 und 359 ist. 
Der gerundete Wert ist der Wert für MPHASE: 
459,711 – 360 = 99,711  => MPHASE = 100 
Speichern Sie den Wert mit dem Kommando SAVE.

Beispiel: 
Einstellung für AKM Motoren:  DIR=1, MPHASE=0, HALLDIR=0
Feineinstellung 
MPHASE		 ZERO   Feineinstellung von MPHASE

Regelung im kleinen Drehzahlbereich für Feedback Type 11, Hall ONLY

Der Servoverstärker erhält vom Hall Feedback alle 60° (elektrisch) eine neue Positionsinformation. 
Bei z.B. einem 6 poligen Motor gilt: 1 mechanische Umdrehung = 3 elektrische Umdrehungen. 
Das bedeutet, alle 20° Motorbewegung erhält der Servoverstärker eine neue Hall Position, also 0°, 20°, 40°, 60°,…, 340°.

Diese Positionsinformation ist nicht ausreichend für eine stetige Regelung im unteren Drehzahlbereich. Daher wenden S300 und S700 Servoverstärker abhängig von der Istdrehzahl zwei Regelungsmethoden an:

  • unterhalb der Drehzahl SLJSWITCH ist eine sensorlose Regelung aktiv,
  • oberhalb der Drehzahl SLJSWITCH benutzt der Regler die Positionsinformation gewonnen aus den Hallsegmenten (Kommutierung, Drehzahl, Position).

Folgende Regelungskonzepte für den Drehzahlbereich unterhalb von SLJSWITCH sind im S300 / S700 Servoverstärker integriert:

  • Stepper Modus, U/F Betrieb: Der Servoverstärker arbeitet wie ein Stepper Drive, U/F Kennlinie. Diese Methode wird bei SLMODE 1 aktiviert.
  • HF Modus (High frequency injection): Diese Methode wird bei SLMODE 0 aktiviert. Sie existiert nur noch aus Kompatibilitätsgründen und wird nicht mehr weiter entwickelt.

ASCII Parameter

  • SLMODE: Mit diesem Parameter wird Stepper Mode (U/F) oder HF Funktion ausgewählt. Diese Funktion ist nur für den kleinen Drehzahlbereich relevant!
    • SLMODE 0: Regelungskonzept 1 (HF Funktion) Freigabe. TEN = 0, sonst erzeugt der Motor kein Drehmoment!
    • SLMODE 1: Regelungskonzept 2  (U/F) Freigabe. Dieses Konzept ist empfohlen.
  • TEN: wird intern von der Firmware gesteuert, abhängig von dem aktuellen Drehzahl und SLMODE.
    • TEN 0: nur beim SLMODE 0.
      • V < SLJSWITCH HF aktiv.
      • V > SLJSWITCH Hall Information aktiv.
    • TEN 1: bei V < SLJSWITCH. U/F aktiv.
    • TEN 2: bei V > SLJSWITCH. Hall Information aktiv.
  • SLJSWITCH: Drehzahl Schwellwert für kleinen Drehzahlbereich. Default 500 U/min.
  • SLTSWITCH: Übergangszeit von kleinem Drehzahlbereich zum normalen Drehzahlbereich. Default 200 ms. Der Motor dreht mit SLJSWITCH weiter, bevor der Normalbetrieb (Regelung mit Hall Information) aktiviert wird.
  • DRVCNFG4 Bit11: verbesserte Berechnung der aktuellen Geschwindigkeit in Hall Only Modus. Diese Funktion ist zurzeit defaultmässig aus Kompatibilitätsgründen nicht aktiv . Sie sollte die verbesserte Berechnung jedoch bei neuen „Hall Only“ Applikationen benutzen.

OPMODE 2/3 Drehmoment Vorgabe

Drehmoment Vorgabe (analog oder digital) funktionieren nicht bei Hall ONLY. Selbst ohne Stromvorgabe erzeugt der Motor Drehmoment (bei aktiver ENDSTUFE), da im kleinen Drehzahlbereich U/F oder HF Funktion aktiv ist!

Kommutierungsfindung ZERO, MPHASE

MPHASE wird mit der ZERO Funktion in OPMODE 2 ermittelt, wie bei allen anderen Gebern. Da Hall ONLY nur einen Impuls alle 60° elektrisch sendet, ist MPHASE bis auf ±30° elektrisch genau. 
Der Servoverstärker macht die Kommutierung im kleinen Drehzahlbereich ohne Geberinformation „Sensorless“ und nutzt im Drehzahlbereich oberhalb SLJSWITCH  MPHASE & Gebersignale für die Kommutierung. 

Schnelle Inbetriebnahme

DRVCNFG4 bit11= 1
SLMODE 1                           //TEN wird bei SLMODE 1 automatisch gesteuert. Bei SLMODE 0 müsste TEN auf 0 stehen!
SLACCMAX 100 rpm/s                  //kann im Betrieb erhöht werden.
ACC=DEC=DECDIS=DECSTOP=500 rpm/s    //kann im Betrieb erhöht werden.
MRESBW 50                           //zwischen 30 und 100
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