Eigenfrequenz Des Hydraulikantriebs - Siemens SIMODRIVE 611 Handbuch

2 Projektierung
2.3 Projektierung Hydraulik
2.3.4

Eigenfrequenz des Hydraulikantriebs

Strecken-
verstärkung
Eigenfrequenz
Erreichbare
Dynamik
2-40
Die realisierbare Streckenverstärkung wird im wesentlichen von der Eigenfre-
quenz des Zylinders und seiner Last ω
Regelventils ω
bestimmt.
v
Der Zylinder und seine Last stellt ein Feder-Masse-Dämpfungs-System dar,
dessen Eigenfrequenz sich nach folgender Formel berechnet:
4 @ E @ A
ω X
o
m @ h
hierbei bedeuten: E=Elastizitätsmodul (N/m
A=Kolbenfläche (m
A =Ringfläche (m
R
h=Hub (m)
α=Flächenverhältnis A
m=Masse (kg)
Darüber hinaus sind Ölvolumina in den Zylinderleitungen zu berücksichtigen.
Die minimale Eigenfrequenz tritt nur in einer bestimmten mittleren Position um
die Mittelstellung auf und erhöht sich mit Annäherung in die Endlagen.
Die Eigenfrequenz des Hydraulik-Antriebs wird durch den HLA-Modul automa-
tisch errechnet und im Regler berücksichtigt, nachdem die entsprechenden
Daten parametriert wurden. Siehe Maschinendaten, Kapitel 4.8 und 4.9:
S
MD 5131: CYLINDER_PISTON_DIAMETER
...
MD 5136: CYLINDER_DEAD_VOLUME_B
S
MD5140: VALVE_CYLINDER_CONNECTION
...
MD 5143: PIPE_INNER_DIAMETER_A_B
S
MD 5150: DRIVE_MASS
...
MD 5152: CYLINDER_FASTENING
S
MD 5160: PISTON_POS_MIN_NAT_FREQ
...
MD 5163: DRIVE_NATURAL_FREQUENCY
Die Dynamik der Regelventile ist abhängig von der Amplitude der Ventilaus-
steuerung. Für eine Ventilanwendung in geregelten Achsen wird typischerweise
die Ventileigenfrequenz bei einer Aussteuerungsamplitude von "10 % und
einer Phasenverschiebung von –180° ermittelt. Entsprechende Angaben finden
sich im Katalog des Ventilherstellers, z.B. /BR1/.
Bei vorgesteuerten Regelventilen ist die Ventildynamik zusätzlich zum Ventiltyp
auch durch den Vorsteuerdruck p
f ~ p
0
Rexroth-Katalogangaben beziehen sich auf einen Vorsteuerdruck von 100 bar.
Servoventile können Eckfrequenzen bis 1000 Hz erreichen, sind aber sehr
empfindlich gegenüber Verschmutzungen.
SINUMERIK 840D/SIMODRIVE 611 digital, HLA-Modul (FBHLA) – Ausgabe 03.06
sowie von der Grenzfrequenz des
0
A
1 + α
( )
2
2
)
2
)
2
)
/A
R
bestimmt:
vor
vor
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10.03
02.99
A
R
m
h