EPOS4 / IDX: Berechnung der elektrischen Motorleistung

Thema:

• Wie kann die elektrische Motorleistung, welche die EPOS4 Endstufe an den Motor abgibt, gemessen oder berechnet werden?

Lösung:

Wichtig!
Die folgenden Informationen setzen eine EPOS4 oder einen IDX mit Firmware Version 0x170 (oder höher) und EPOS Studio V3.7 (oder höher) voraus. Diese Updates werden im Mai 2021 freigegeben und stehen auf jeder maxon EPOS4 Produktwebsite (z.B. http://epos.maxongroup.de) als Teil des "EPOS Setup" Installationspakets zum Download bereit. Bitte installieren Sie immer das komplette Paket. Damit stellen Sie sicher, dass Sie über die aktuellste Software, Firmware, Libraries und Dokumente verfügen. Aktualisieren Sie anschließend die Firmware Ihrer EPOS4 (oder Ihres IDX).

Falls eine EPOS4 (oder IDX) basierend auf der Firmware-Version 0x170 (oder höher) im Einsatz ist, können alle für die Berechnung der elektrischen Motorleistung (PEl.Motor) relevanten Daten gemessen und aufgezeichnet werden.

Relevante EPOS4 Objekte:

• Versorgungsspannung: "Power supply voltage"
  EPOS4: Objekt 0x2200/01 [0.1V]
  
  Dieses Objekt enthält die Versorgungsspannung. Typischerweise hat die Versorgungsspannung einen nahezu festen Wert. Nur während dem Abbremsen des Antriebs kann es aufgrund der Energierückspeisung in der Folge zu einer Spannungserhöhung kommen.
  Das EPOS4 Objekt "Power supply voltage" (0x2200/01) kann zwar nicht in ein PDO gemappt werden, aber mit dem EPOS Studio "Data Recorder" aufgezeichnet oder auch von jedem Mastersystem zyklisch abgefragt werden.
  
  
• Motorstrom: "Current actual value averaged"
  EPOS4: Object 0x30D1/01 [mA]
  
  Es wird empfohlen, den "Current actual value averaged" (= gefiltertete Motorstrom-Messung) auszulesen, weil dieser Wert weniger durch den messtechnisch bedingten starken Rauschanteil beeinflusst wird.
  Das EPOS4 Objekt "Current actual value averaged" (0x30D1/01) kann in ein PDO gemappt werden und erlaubt (im Falle eines Echtzeit CANopen- oder EtherCAT-Masters) eine schnelle zyklische Übertragung in einem SYNC PDO zeitgleich mit dem "PWM duty cycle actual value".
  
  
• PWM-Tastverhältnis: "PWM duty cycle actual value"
  EPOS4 (FW>=0x170): 0x3203/01 [1/1000]
  
  Das "PWM-Tastverhältnis" wird zur Berechnung der Motorspannung benötigt. Auf seinen Wert kann  jedoch von der ESCON und auch bei EPOS4-Firmwareversionen kleiner als 0x170 nicht zugegriffen werden. Da diese Information für die Berechnung der Motorleistung aber benötigt wird,  steht der Wert in dem EPOS4 Objekt "PWM duty cycle actual value" (0x3203/01) ab der Firmwareversion 0x170 ebenfalls zur Verfügung.
  Das EPOS4 Objekt "PWM duty cycle actual value" (0x3203/01) kann in ein PDO gemappt werden und erlaubt (im Falle eines Echtzeit CANopen- oder EtherCAT-Masters) eine schnelle zyklische Übertragung in einem SYNC PDO zeitgleich mit dem "Current actual value averaged".

Alle genannten Objekte können auch mit dem EPOS Studio "Data Recorder" aufgezeichnet oder von jedem Mastersystem zyklisch abgefragt werden. 

Berechnung der Motorspannung

• Motorspannung = "Versorgungsspannung" x "PWM-Tastverhältnis"
• Im Falle einer EPOS4 mit Firmware >= 0x170:
  Motorspannung [mV] = (Objekt 0x2200/01 x Objekt 0x3203/01) / 10

Berechnung der elektrischen Motorleistung

• Leistung = "Motorspannung" x "Motorstrom"
• Im Falle einer EPOS4 mit Firmware >= 0x170:
  Leistung [mW] = (Objekt 0x2200/01 x Objekt 0x3203/01 x Objekt 0x30D1/01) / 10000

Querverweis:

• Motorsteuerung: Eingangsstrom, Motorstrom, Leistungswandler