Un servodriver este un controler folosit pentru a controla servomotoarele, care funcționează în mod similar cu un convertor de frecvență care acționează pe un motor AC obișnuit. Face parte dintr-un sistem servo și este utilizat în principal în sistemele de poziționare de înaltă precizie.
Servomotorizările sunt o componentă importantă a controlului modern al mișcării și sunt utilizate pe scară largă în echipamentele de automatizare, cum ar fi roboții industriali și centrele de prelucrare CNC. În general, servomotoarele au trei moduri de control: modul de control al poziției, modul de control al cuplului și modul de control al vitezei.
|
|
|
1. Controlul poziției
Modul de control al poziției este, în general, determinat de frecvența impulsurilor de intrare externe pentru a determina viteza de rotație și de numărul de impulsuri pentru a determina unghiul de rotație. Unele servo pot atribui direct valori vitezei și deplasării prin comunicare. Deoarece modul de poziție poate avea un control strict atât asupra vitezei, cât și asupra poziției, se aplică în general dispozitivelor de poziționare.
2. Controlul cuplului
Metoda de control al cuplului este de a seta cuplul de ieșire al arborelui motorului spre exterior prin intrare analogică externă sau atribuire directă a adresei. Cuplul setat poate fi modificat prin schimbarea instantanee a setarii analogice sau prin modificarea valorii adresei corespunzatoare prin comunicare.
Aplicația este în principal în dispozitivele de înfășurare și derulare care au cerințe stricte pentru material, cum ar fi dispozitivele de înfășurare sau echipamentele cu fibră optică. Setarea cuplului trebuie schimbată în orice moment în funcție de modificarea razei de înfășurare pentru a se asigura că solicitarea materialului nu se modifică odată cu modificarea razei de înfășurare.
3. Modul de viteză
Viteza de rotație poate fi controlată prin intrare analogică sau frecvența impulsurilor. În controlul PID al buclei exterioare cu dispozitiv de control superior, modul de viteză poate fi, de asemenea, poziționat, dar semnalul de poziție al motorului sau semnalul de poziție al sarcinii directe trebuie transmise înapoi la controlul superior pentru calcul. Modul de poziție acceptă, de asemenea, detectarea directă a inelului exterior de încărcare a semnalelor de poziție. În acest moment, encoderul de la capătul arborelui motor detectează doar turația motorului, iar semnalul de poziție este furnizat de dispozitivul de detectare directă la capătul final al sarcinii. Avantajul acestui lucru este că poate reduce erorile în procesul de transmisie intermediară și poate crește precizia de poziționare a întregului sistem.
Dacă nu există cerințe pentru viteza și poziția motorului, atâta timp cât se iese un cuplu constant, desigur, se folosește modul de cuplu.
Dacă există anumite cerințe de precizie pentru poziție și viteză, dar cuplul în timp real nu este foarte preocupat, nu este convenabil să utilizați modul de cuplu. Este mai bine să utilizați modul viteză sau poziție.
Dacă controlerul superior are o funcție bună de control în buclă închisă, efectul de control al vitezei va fi mai bun. Dacă cerințele nu sunt foarte mari sau practic nu există nicio cerință în timp real, ar trebui adoptată metoda de control al poziției.
Servo drive-urile, cunoscute și sub denumirea de „servocontrolere” sau „servoamplificatoare”, sunt un tip de controler folosit pentru a controla servomotoarele. Funcția lor este similară cu cea a unui convertor de frecvență care acționează asupra unui motor AC obișnuit și fac parte dintr-un sistem servo. Sunt utilizate în principal în sistemele de poziționare de înaltă precizie. În general, servomotoarele sunt controlate prin trei metode: poziție, viteză și cuplu pentru a obține o poziționare de înaltă precizie a sistemului de transmisie. În prezent, este un produs de ultimă generație în tehnologia de transmisie.
Servomotorizările sunt o componentă importantă a controlului modern al mișcării și sunt utilizate pe scară largă în echipamentele de automatizare, cum ar fi roboții industriali și centrele de prelucrare CNC. În special pentru servomotorizările utilizate pentru a controla motoarele sincrone cu magnet permanent AC, acestea au devenit un punct fierbinte de cercetare atât pe plan intern, cât și internațional. Designul actual al servomotoarelor de comunicație adoptă de obicei un algoritm de control în buclă închisă a curentului, vitezei și poziției bazat pe control vectorial. Raționalitatea designului în buclă închisă a vitezei din acest algoritm joacă un rol crucial în performanța întregului sistem de control servo, în special în ceea ce privește controlul vitezei.
Precizia de măsurare a vitezei în timp real a rotorului motorului este crucială pentru îmbunătățirea caracteristicilor dinamice și statice ale controlului vitezei în bucla de viteză a servomotor. Pentru a găsi un echilibru între acuratețea măsurării și costul sistemului, codificatoarele fotoelectrice incrementale sunt, în general, utilizate ca senzori de viteză, iar metoda corespunzătoare de măsurare a vitezei utilizată în mod obișnuit este metoda de măsurare a vitezei M/T. Deși metoda de măsurare a vitezei M/T are o anumită precizie de măsurare și o gamă largă de măsurare, are defecte inerente, care includ în principal:
1. Cel puțin un impuls complet al roții codificate trebuie detectat în timpul ciclului de măsurare a vitezei, care limitează viteza minimă măsurabilă;
2. Comutatoarele temporizatoare ale celor două sisteme de control utilizate pentru măsurarea vitezei sunt dificil de menținut strict sincronizarea, iar acuratețea măsurării vitezei nu poate fi garantată în scenariile de măsurare cu schimbări mari de viteză. Prin urmare, schema tradițională de proiectare a buclei de viteză care utilizează această metodă de măsurare a vitezei este dificilă pentru a îmbunătăți performanța de urmărire a vitezei și de control a servomotoarelor.
În prezent, servo drive-urile obișnuite folosesc procesoare de semnal digital (DSP) ca nucleu de control, care pot implementa algoritmi de control complecși, pot realiza digitizare, rețea și inteligență. Dispozitivele de alimentare utilizează în mod obișnuit circuite de acționare proiectate cu module inteligente de putere (IPM) ca nucleu. IPM-urile integrează circuitele de acționare în interior și au circuite de detectare și protecție a defecțiunilor pentru supratensiune, supracurent, supraîncălzire, subtensiune etc. Circuitele de pornire soft sunt, de asemenea, adăugate la circuitul principal pentru a reduce impactul procesului de pornire asupra șoferului. Unitatea de acționare a puterii redresează mai întâi puterea trifazată de intrare sau puterea de la rețea printr-un circuit de redresor complet trifazat pentru a obține puterea DC corespunzătoare. După rectificare, puterea trifazată sau alimentarea de la rețea este utilizată pentru a conduce servomotorul AC sincron trifazat cu magnet permanent printr-o conversie de frecvență a invertorului de tip tensiune PWM sinusoid trifazat. Întregul proces al unității de acționare a puterii poate fi descris simplu ca proces AC-DC-AC. Principalul circuit de topologie al unității de redresor (AC-DC) este un circuit de redresor necontrolat trifazat cu punte completă.
Odată cu aplicarea pe scară largă a sistemelor servo, utilizarea, depanarea și întreținerea servomotorilor sunt probleme tehnice importante pentru servo drive-urile de astăzi. Din ce în ce mai mulți furnizori de servicii de tehnologie de control industrial au efectuat cercetări tehnice aprofundate privind servomotorizările.
Servomotorizările sunt o componentă importantă a controlului modern al mișcării și sunt utilizate pe scară largă în echipamentele de automatizare, cum ar fi roboții industriali și centrele de prelucrare CNC. În special pentru servomotorizările utilizate pentru a controla motoarele sincrone cu magnet permanent AC, acestea au devenit un punct fierbinte de cercetare atât pe plan intern, cât și internațional. Designul actual al servomotoarelor de comunicație adoptă de obicei un algoritm de control în buclă închisă a curentului, vitezei și poziției bazat pe control vectorial. Raționalitatea designului în buclă închisă a vitezei din acest algoritm joacă un rol crucial în performanța întregului sistem de control servo, în special în ceea ce privește controlul vitezei.