Серводрайвер — це контролер, що використовується для керування серводвигунами, який функціонує подібно до перетворювача частоти, що діє на звичайний двигун змінного струму. Він є частиною сервосистеми і в основному використовується в системах високоточного позиціонування.
Сервоприводи є важливим компонентом сучасного керування рухом і широко використовуються в обладнанні автоматизації, такому як промислові роботи та обробні центри з ЧПК. Як правило, сервоприводи мають три режими керування: режим керування положенням, режим керування крутним моментом і режим керування швидкістю.
|
|
|
1. Контроль позиції
Режим керування положенням зазвичай визначається частотою зовнішніх вхідних імпульсів для визначення швидкості обертання та кількістю імпульсів для визначення кута повороту. Деякі сервоприводи також можуть безпосередньо призначати значення швидкості та переміщення за допомогою зв’язку. Оскільки режим позиціонування може чітко контролювати як швидкість, так і позицію, він зазвичай застосовується до пристроїв позиціонування.
2. Контроль крутного моменту
Метод керування крутним моментом полягає у встановленні вихідного крутного моменту вала двигуна назовні через зовнішній аналоговий вхід або пряме призначення адреси. Встановлений крутний момент можна змінити, миттєво змінивши аналогове налаштування або змінивши відповідне значення адреси через зв’язок.
Застосування в основному в намотувальних і розмотувальних пристроях, які мають суворі вимоги до матеріалу, таких як намотувальні пристрої або волоконно-оптичне обладнання. Налаштування крутного моменту слід змінювати в будь-який час відповідно до зміни радіуса намотування, щоб переконатися, що напруга матеріалу не змінюється зі зміною радіуса намотування.
3. Швидкісний режим
Швидкістю обертання можна керувати через аналоговий вхід або частоту імпульсів. У ПІД-регулюванні зовнішнього контуру з верхнім керуючим пристроєм режим швидкості також може бути позиціонований, але сигнал положення двигуна або сигнал положення прямого навантаження повинен повертатися до верхнього регулятора для розрахунку. Режим позиції також підтримує пряме виявлення зовнішнього кільця навантаження сигналів позиції. У цей час кодер на кінці вала двигуна визначає лише швидкість двигуна, а сигнал позиції надається пристроєм прямого виявлення на кінці кінцевого навантаження. Перевагою цього є те, що це може зменшити помилки в проміжному процесі передачі та підвищити точність позиціонування всієї системи.
Якщо немає вимог до швидкості та положення двигуна, якщо виводиться постійний крутний момент, звичайно, використовується режим крутного моменту.
Якщо є певні вимоги до точності для позиції та швидкості, але крутний момент у реальному часі не дуже важливий, використовувати режим крутного моменту незручно. Краще використовувати швидкісний або позиційний режим.
Якщо верхній контролер має хорошу функцію керування замкнутим контуром, ефект керування швидкістю буде кращим. Якщо вимоги не дуже високі або в основному немає вимоги до реального часу, слід прийняти метод контролю позиції.
Сервоприводи, також відомі як «сервоконтролери» або «сервопідсилювачі», — це тип контролера, який використовується для керування серводвигунами. Їх функція подібна до функції перетворювача частоти, який діє на звичайний двигун змінного струму, і вони є частиною сервосистеми. Вони в основному використовуються в системах високоточного позиціонування. Як правило, серводвигуни керуються трьома методами: положенням, швидкістю та крутним моментом для досягнення високоточного позиціонування системи трансмісії. Наразі це продукт високого класу в технології передачі.
Сервоприводи є важливим компонентом сучасного керування рухом і широко використовуються в обладнанні автоматизації, такому як промислові роботи та обробні центри з ЧПК. Особливо для сервоприводів, які використовуються для керування синхронними двигунами змінного струму з постійними магнітами, вони стали гарячою точкою досліджень як у країні, так і за кордоном. Поточна конструкція комунікаційних сервоприводів зазвичай використовує алгоритм замкнутого керування струмом, швидкістю та положенням на основі векторного керування. Раціональність конструкції замкнутого контуру швидкості в цьому алгоритмі відіграє вирішальну роль у продуктивності всієї системи сервокерування, особливо в частині регулювання швидкості.
Точність вимірювання швидкості ротора двигуна в режимі реального часу має вирішальне значення для покращення динамічних і статичних характеристик регулювання швидкості в контурі швидкості сервоприводу. Щоб знайти баланс між точністю вимірювання та вартістю системи, інкрементні фотоелектричні кодери зазвичай використовуються як датчики швидкості, а відповідним загальноприйнятим методом вимірювання швидкості є метод вимірювання швидкості M/T. Хоча метод вимірювання швидкості M/T має певну точність вимірювання та широкий діапазон вимірювань, він має властиві недоліки, головним чином включаючи:
1. Принаймні один повний імпульс кодового колеса повинен бути виявлений під час циклу вимірювання швидкості, що обмежує мінімальну вимірювану швидкість;
2. Перемикачі таймерів двох систем керування, що використовуються для вимірювання швидкості, важко підтримувати чітку синхронізацію, і точність вимірювання швидкості не може бути гарантована в сценаріях вимірювання з великими змінами швидкості. Таким чином, традиційна схема проектування контуру швидкості з використанням цього методу вимірювання швидкості є важкою для покращення відстеження швидкості та продуктивності керування сервоприводами.
В даний час основні сервоприводи використовують процесори цифрових сигналів (DSP) як керуюче ядро, яке може реалізувати складні алгоритми керування, досягти оцифровки, мережі та інтелекту. Пристрої живлення зазвичай використовують схеми приводу, розроблені з інтелектуальними силовими модулями (IPM) як ядром. IPM інтегрують схеми приводу всередині та мають схеми виявлення несправностей і захисту від перенапруги, перевантаження по струму, перегріву, зниженої напруги тощо. Схеми плавного пуску також додаються до основної схеми, щоб зменшити вплив процесу запуску на драйвер. Силовий привід спочатку випрямляє вхідну трифазну потужність або потужність від мережі через трифазну повну мостову схему випрямляча для отримання відповідної потужності постійного струму. Після виправлення трифазне живлення або живлення від мережі використовується для керування трифазним синхронним серводвигуном змінного струму з постійним магнітом через трифазну синусну ШІМ-напругу типу інвертора перетворення частоти. Весь процес силового приводу можна просто описати як процес AC-DC-AC. Основною топологічною схемою випрямного блоку (AC-DC) є трифазна повна мостова некерована схема випрямляча.
З широкомасштабним застосуванням сервосистем, використання, налагодження та обслуговування сервоприводів є важливими технічними проблемами для сервоприводів сьогодні. Все більше і більше постачальників послуг промислових технологій управління проводять поглиблені технічні дослідження сервоприводів.
Сервоприводи є важливим компонентом сучасного керування рухом і широко використовуються в обладнанні автоматизації, такому як промислові роботи та обробні центри з ЧПК. Особливо для сервоприводів, які використовуються для керування синхронними двигунами змінного струму з постійними магнітами, вони стали гарячою точкою досліджень як у країні, так і за кордоном. Поточна конструкція комунікаційних сервоприводів зазвичай використовує алгоритм замкнутого керування струмом, швидкістю та положенням на основі векторного керування. Раціональність конструкції замкнутого контуру швидкості в цьому алгоритмі відіграє вирішальну роль у продуктивності всієї системи сервокерування, особливо в частині регулювання швидкості.