Napędy serwo
Napędy serwo, znane również jako „kontrolery serwo” lub „wzmacniacze serwo”, to kontrolery używane do sterowania silnikami serwo. Ich funkcja jest podobna do funkcji konwertera częstotliwości na konwencjonalnym silniku prądu przemiennego. Są one częścią systemu serwo i są używane przede wszystkim w systemach pozycjonowania precyzyjnego wysokiego -. Zazwyczaj kontrolują silniki serwomechanizmu za pomocą pozycji, prędkości i momentu obrotowego, aby osiągnąć wysokie pozycjonowanie precyzyjne - w systemach transmisji. Są one produktem końcowym wysokim - w technologii transmisji.
Seria produktów i przewodnik po selekcji Tonghang
Co to jest serwo?
Napędy serwo są kluczowym elementem nowoczesnej kontroli ruchu i są szeroko stosowane w zautomatyzowanym sprzęcie, takim jak roboty przemysłowe i centra obróbki CNC. W szczególności napędy serwo stosowane do kontrolowania silników synchronicznych magnesów stałego AC stały się gorącym tematem badań zarówno w kraju, jak i za granicą. Obecne projekty napędu Servo -Servo zwykle wykorzystują algorytm sterowania pętli trzy - oparty na kontroli wektora: prąd, prędkość i pozycja. Racjonalność prędkości zamkniętej - Pętla w tym algorytmie odgrywa kluczową rolę w ogólnym systemie sterowania serwo, szczególnie w zakresie kontroli prędkości.
W zamkniętej pętli pętli z napędem serwo - dokładność realnego - pomiar prędkości wirnika silnika czasu ma kluczowe znaczenie dla poprawy dynamicznej i statycznej charakterystyki kontroli prędkości pętli prędkości. Aby osiągnąć równowagę między dokładnością pomiaru a kosztem systemu, przyrostowe enkodery fotoelektryczne są ogólnie stosowane jako czujniki prędkości, a odpowiadającą powszechnie stosowaną metodą pomiaru prędkości jest metoda pomiaru prędkości MT. Chociaż metoda pomiaru prędkości MIT oferuje pewien stopień dokładności pomiaru i szeroki zakres pomiaru, ma przede wszystkim nieodłączne wady:
1) Wymaga to co najmniej jednego pełnego impulsu enkodera, aby wykryć w cyklu pomiaru prędkości, ograniczając minimalną mierzalną prędkość;
2) Dwa przełączniki licznika systemu sterowania stosowane do pomiaru prędkości są trudne do utrzymania ścisłej synchronizacji, co powoduje, że dokładność pomiaru prędkości niewiarygodna w sytuacjach o dużych zmianach prędkości. Dlatego konwencjonalne projekty pętli prędkości wykorzystujące tę metodę pomiaru prędkości walczą o poprawę śledzenia prędkości i kontroli wydajności napędów serwo.
Jak działają serwo napędzają
Dyreacyjne napędy serwomechanizmu używają cyfrowych procesorów sygnałowych (DSP) jako swojego rdzenia kontrolnego, które mogą wdrażać stosunkowo złożone algorytmy sterowania i osiągnąć digitalizację, sieci i inteligencję. Urządzenia energetyczne zazwyczaj wykorzystują obwody napędowe zaprojektowane z inteligentnymi modułami zasilania (IPM) jako rdzenia. IPM integruje obwód napędowy wewnętrznie, a także ma obwody wykrywania błędów i ochrony, takie jak przepięcie, nadprąd, przegrzanie i podnapięcie. Do obwodu głównego dodaje się również obwód miękkiego startowy, aby zmniejszyć wpływ procesu uruchamiania na napęd. Jednostka napędu zasilania najpierw prostowuje wejście trzy - moc lub zasilanie sieciowe przez trzy -} obwód prostownika mostu, aby uzyskać odpowiedni prąd stały. Zasilanie trzech - moc lub zasilanie sieciowe jest następnie konwertowana na trzy - sinusoidalne napięcie PWM - inwerter typu, aby napędzać trzy - stałego silnika serwotowego magnetu Synchronicznego Synchronicznego AC. Cały proces jednostki napędu zasilania można po prostu opisać jako proces AC - DC - AC. Głównym obwodem topologii jednostki prostownika (AC - DC) to faza trzech - most - niekontrolowany obwód prostownika.
Wraz z powszechnym przyjęciem systemów serwo, obsługa, uruchomienie i konserwacja serwo są dziś kluczowymi problemami technicznymi dla napędów serwo. Rosnąca liczba producentów serwomenach prowadzi w - głębokie badania techniczne na napędach serwo.
Napędy serwo są kluczowym elementem nowoczesnej kontroli ruchu i są szeroko stosowane w urządzeniach automatycznych, takich jak roboty przemysłowe i centra obróbki CNC. W szczególności napędy serwo stosowane do kontrolowania silników synchronicznych magnesów stałych AC stały się hotspotem badawczym zarówno w kraju, jak i za granicą. Obecne projekty napędu Servo -Servo zwykle wykorzystują algorytm sterowania pętli trzy - oparty na kontroli wektora: prąd, prędkość i pozycja. Racjonalność prędkości zamkniętej - Pętla w tym algorytmie odgrywa kluczową rolę w ogólnym systemie sterowania serwo, szczególnie w zakresie kontroli prędkości.
Obszary aplikacji:Napędy serwo są szeroko stosowane w maszynach do formowania wtrysku, maszynach tekstylnych, maszynach pakujących, maszynach CNC itp.
Servo napędza podstawowe wymagania
1. Zakres regulacji o szerokiej prędkości
2. Dokładność wysokiej pozycji
3. wystarczająca sztywność transmisji i stabilność wysokiej prędkości
4. Szybka reakcja bez przekroczenia
Aby zapewnić wydajność i jakość obróbki, oprócz wysokiej dokładności pozycjonowania wymagane są również doskonałe charakterystyki szybkiej reakcji. Oznacza to, że odpowiedź musi śledzić sygnał polecenia. Wynika to z faktu, że systemy CNC wymagają wystarczająco dużych przyspieszeń i zwalniania podczas uruchamiania i hamowania, aby skrócić czas przejścia systemu zasilającego i zminimalizować błędy przejścia kół.
5. Wysoki moment obrotowy przy niskiej prędkości i silnej pojemności przeciążenia
Ogólnie rzecz biorąc, dyski serwomechanizmu mają pojemność przeciążenia ponad 1,5 -krotności prędkości przez kilka minut lub nawet pół godziny i mogą wytrzymać przeciążenia od 4 do 6 razy większej od krótkich okresów bez uszkodzenia.
6. Wysoka niezawodność
System napędu paszowego narzędzia maszynowego CNC musi mieć wysoką niezawodność i doskonałą stabilność pracy, silną zdolność adaptacyjną do czynników środowiskowych, takich jak temperatura, wilgotność i wibracje oraz silne możliwości zakłóceń anty -.
Wymagania motoryczne
1) Silnik musi działać płynnie od najniższej do najwyższej prędkości, przy minimalnej fluktuacji momentu obrotowego. Zwłaszcza przy niskich prędkościach, takich jak 0,1 obr / min lub niższa, musi utrzymywać stabilną prędkość bez żadnego pełzania.
2) Silnik musi mieć dużą, długim - pojemność przeciążenia, aby spełnić wymagania niskiej prędkości i wysokiego momentu obrotowego. Zasadniczo silniki serwomechanizmu DC są zobowiązane do wytrzymania przeciążenia od 4 do 6 razy ich znamionowego momentu przez kilka minut bez uszkodzeń.
3) Aby spełnić wymagania szybkiej reakcji, silnik musi mieć niewielki moment bezwładności i wysokiego momentu obrotowego, z najmniejszą możliwą stałą czasową i napięciem początkowym.
4) Silnik musi być w stanie wytrzymać częste uruchamianie, hamowanie i odwracanie.
Platforma testowa napędów serwomechanizmu
Istnieją głównie następujące rodzaje platform testowych dla napędów serwo: platforma testowa, która wykorzystuje wzajemne informacje zwrotne między napędami i silnikami, platformą testową, która wykorzystuje regulowane obciążenia symulowane, platforma testowa, która wykorzystuje silnik siłownika, ale brak obciążenia, platformę testową, która wykorzystuje silnik siłownika do przeciągnięcia nieodłącznego obciążenia, oraz platformę testową, która wykorzystuje metody testowania online.
1. Servo Drive - Platforma testowa silnika
Ten system testowy składa się z czterech komponentów: 3 - prostownika PWM, systemu silnika serwomenalnego - systemu silnika, serwomechanizmu - systemu silnika i komputera hosta. Dwa silniki są połączone przez sprzężenie. System silnika serwomechanizmu - działał w trybie silnika, podczas gdy silnik obciążenia działa w trybie generowania. System silnika Servo Drive - działa w trybie prędkości pętli zamkniętej -, kontrolując prędkość całej platformy testowej. System silnika Servo Load Servo - działa w trybie momentu obrotowego pętli zamkniętej -, zmieniając moment obciążenia silnika obciążenia poprzez kontrolowanie jego prądu, symulując zmiany obciążenia na serwo w teście. Ta wzajemnie testowa platforma testowa pozwala na elastyczne regulacje prędkości i momentu obrotowego, umożliwiając różne testy funkcjonalne. Komputer gospodarza monitoruje działanie całego systemu, wydając polecenia sterujące dwóm napędom serwomechanicznym zgodnie z wymaganiami testowymi. Otrzymuje również, przechowuje, analizuje i wyświetla dane operacyjne.
Ten system testowy wykorzystuje wysoką kontrolę wektora Wysokiego -, aby kontrolować odpowiednio prędkość i moment obrotowy silnika i urządzenia obciążenia. Symuluje to dynamiczną i statyczną wydajność napędu serwomechanizmu w różnych warunkach obciążenia, umożliwiając kompleksowe i dokładne testowanie napędu serwo. Jednak ze względu na zastosowanie dwóch napędów serwoterapowych i jednego systemu silnika ten system testowy jest nieporęczny i nie może spełniać wymagań dotyczących przenośności. Ponadto obwody pomiarowe i kontrolne systemu są złożone i kosztowne.
2. Platforma testowa za pomocą regulowanego symulowanego obciążenia
Ten system testowy składa się z trzech części: Servo Drive - w testowanym systemie silnika, regulowanego symulowanego obciążenia i komputera hosta. Regulowane symulowane obciążenie, takie jak magnetyczny hamulec proszkowy lub dynamometr elektryczny, jest koncentrycznie podłączony do testowanego silnika. Komputer hosta i karta akwizycji danych kontrolują moment obciążenia, kontrolując regulowane symulowane obciążenie, jednocześnie zbierając, przechowując, analizując i wyświetlając dane operacyjne systemu serwomechanizmu. Kontrolując regulowane symulowane obciążenie, ten system testowy może symulować dynamiczną i statyczną wydajność napędu serwomechanizmu w różnych warunkach obciążenia, umożliwiając kompleksowe i dokładne testowanie napędu serwomechanizmu. Jednak ten system testowy jest nadal stosunkowo duży, co utrudnia przenośne. Ponadto obwody pomiaru i sterowania systemem są złożone i kosztowne.
3. Korzystanie z platformy testowej z silnikiem siłownika, ale bez obciążenia
Ten system testowy składa się z dwóch części: testowanego napędu serwomechanizmu (DUT) i systemu silnika oraz komputera hosta. Komputer hosta wysyła sygnały poleceń Speed na napęd serwowy, który następnie zaczyna odpowiednio działać. Podczas pracy obwód komputerowy i akwizycji danych hosta zbiera dane operacyjne systemu serwomechanizmu, przechowywanie, analizowanie i wyświetlanie danych. Ponieważ silnik w tym systemie testowym jest rozładowany, jest stosunkowo mniejszy niż poprzednie dwa systemy testowe, a jego obwód pomiarowy i kontrolny są prostsze. To jednak sprawia, że nie jest w stanie symulować rzeczywistych warunków pracy napędu serwomechanizmu. Zazwyczaj ten typ systemu testowego jest używany tylko do testowania prędkości i przemieszczenia kątowego DUT w warunkach obciążenia bez - i nie może zapewnić kompleksowego i dokładnego testowania napędu serwo.
4. Platforma testowa za pomocą silnika wykonawczego do przeciągania nieodłącznego obciążenia
Ten system testowy składa się z trzech komponentów: Servo Drive - w testowanym systemie motorycznym, nieodłącznym obciążeniem systemu i komputera hosta. Komputer hosta wysyła sygnał polecenia prędkości na napęd serwo, a system serwo zaczyna działać zgodnie z poleceniem. Podczas pracy komputer hosta i akwizycja danych gromadzi dane operacyjne z systemu serwomechanizmu, który jest następnie przechowywany, analizowany i wyświetlany.
W tym systemie testowym wykorzystuje nieodłączne obciążenie testowanego systemu, więc proces testowy ściśle odpowiada faktycznym warunkom pracy napędu serwomechanizmu i zapewnia stosunkowo dokładne wyniki testu. Ponieważ jednak nieodłącznego obciążenia niektórych badanych systemów nie można łatwo usunąć ze sprzętu, proces testowy można wykonać tylko na sprzęcie, co nie jest bardzo wygodne.
5. Platformy testowe za pomocą metod testowania online
Ten system testowy składa się wyłącznie z systemu akwizycji danych i jednostki przetwarzania danych. Cyfrowy system akwizycji gromadzi i warunki Real Servo Drive - sygnały statusu pracy w urządzeniu, a następnie wysyła je do jednostki przetwarzania danych w celu przetwarzania i analizy. Jednostka przetwarzania danych ostatecznie wyciąga wnioski z testu. Ponieważ korzysta z metod testowania online, ten system testowy ma stosunkowo prosty strukturę i eliminuje potrzebę odłączenia napędu serwomechanizmu od sprzętu, co sprawia, że testowanie jest wygodniejsze. Ten rodzaj systemu testowego przeprowadza testy całkowicie podczas faktycznego działania napędu serwo, co powoduje, że wyniki testów są dokładniejsze. Jednak ze względu na charakterystykę produkcji i montażu wielu napędów serwo, wybór lokalizacji instalacji dla różnych czujników i komponentów pomiaru sygnału w tym systemie testowym może być trudne. Ponadto awarie w innych częściach sprzętu mogą negatywnie wpłynąć na działanie serwomenalnego napędu, ostatecznie wpływając na wyniki testu.
Parametry serwomechanizmu
Pozycja proporcjonalny wzmocnienie
1. Ustawia proporcjonalny wzmocnienie regulatora pętli położenia.
2. Większa wartość powoduje wyższy wzrost, większą sztywność i zmniejszone opóźnienie pozycji przy tej samej częstotliwości impulsu poleceń. Jednak nadmierne wartości mogą powodować oscylację lub przekroczenie.
3. Wartość parametru jest określana przez określony model systemu serwomechanizmu i warunki obciążenia.
Pozycja Przyrost podawania
1. Ustawia wzmocnienie zasilania pętli położenia.
2. Większa wartość powoduje zmniejszenie opóźnienia pozycji przy dowolnej częstotliwości impulsu poleceń.
3. Większe wzmocnienie podawania poprawia wysoką odpowiedź prędkości systemu sterowania -, ale może również powodować niestabilność pozycji i oscylację pozycji systemu.
4. Gdy wysoka odpowiedź nie jest wymagana, ten parametr jest zwykle ustawiony na 0. Zakres wynosi od 0 do 100%.
Prędkość proporcjonalny wzmocnienie
1. Ustawia proporcjonalny wzmocnienie regulatora prędkości.
2. Większe ustawienie powoduje wyższy wzrost i większą sztywność. Wartość parametru jest określana na podstawie określonego modelu systemu napędu serwomenalnego i warunków obciążenia. Zasadniczo im większa bezwładność obciążenia, tym większa wartość ustawienia.
3. Ustaw maksymalną wartość, o ile system nie oscyluje.
Współczynnik filtra sprzężenia zwrotnego prędkości
1. Ustawia szybkość sprzężenia zwrotnego niskie - Charakterystyka filtra.
2. Większa wartość obniża częstotliwość odcięcia i zmniejsza szum silnika. Jeśli bezwładność obciążenia jest duża, ustawienie można zmniejszyć. Większa wartość może powodować oscylację z powodu zmiennej odpowiedzi.
3. Mniejsza wartość zwiększa częstotliwość odcięcia i zwiększa reakcję sprzężenia zwrotnego prędkości. Jeśli wymagana jest reakcja o wyższej prędkości, ustawienie można zmniejszyć.
Maksymalne ustawienie momentu wyjściowego
1. Ustawia wewnętrzny limit momentu obrotowego silnika serwo;
2. Ustawienie jest procentem ocenionego momentu obrotowego;
3. Ten limit dotyczy zakresu ukończenia pozycjonowania przez cały czas;
4. Ustawia zakres impulsów ukończenia pozycjonowania w trybie kontroli pozycji;
5. Ten parametr stanowi podstawę sterownika do ustalenia, czy pozycjonowanie jest kompletne w trybie kontroli pozycji. Gdy liczba pozostałych impulsów w liczniku odchylenia pozycji jest mniejsza lub równa wartości ustawienia tego parametru, sterownik rozważa pozycjonowanie kompletne, a włącza się sygnał przełącznika pozycji IN -; W przeciwnym razie wyłącza się;
6. W trybie kontroli pozycji wysyła sygnał ukończenia pozycjonowania i stałą czasową przyspieszenia/zwalniania;
7. Wartość ustawienia reprezentuje czas przyspieszenia silnika od 0 do 2000 obr / min lub czas zwalniania od 2000 do 0 obr / min;
8. Charakterystyka przyspieszenia/opóźnienia jest liniowa w zakresie prędkości;
9. Ustaw prędkość przybycia;
10. W trybie kontroli pozycji non -, jeśli prędkość silnika przekroczy tę wartość ustawienia, włącza się sygnał przełącznika przylotu prędkości; W przeciwnym razie wyłącza się;
11. Ten parametr nie jest używany w trybie kontroli pozycji;
12. Ten parametr jest niezależny od kierunku obrotu.
Funkcje kontrolera
Współczynnik prędkości 1: 5000
Współczynnik szybkości 0,3: 1500
Kontrola pozycji
Zero - blokada prędkości
Pojemność przeciążenia 200%-300%
Wysoki moment początkowy
Prędkość nienaruszona przez obciążenie
Trzy - pętla zamknięta - kontrola pętli
Powiązana wiedza
1. Servo Servo mogą łatwo przełączać się między modułami operacyjnymi a modułami Fieldbus za pomocą interfejsów automatyzacji. Mogą również używać różnych modułów Fieldbus do wdrożenia różnych trybów sterowania (RS232, RS485, światłowodowe, interbus i Profibus). Ogólne - falowniki z drugiej strony oferują bardziej ograniczone podejście kontrolne.
2. Servo Servo Direction łączą się z rozdzielczymi lub enkoderami, aby utworzyć zamkniętą prędkość pętli -. Ogólne - falowniki z drugiej strony mogą działać tylko w systemach sterowania pętli otwartej -.
3. Servo Servo oferują doskonałą wydajność kontroli (takie jak dokładność stanu STAady -) w porównaniu z falownikami generalnymi -.
Jako jeden z wiodących producentów i dostawców serwo w Chinach, ciepło witamy Cię do zakupu najlepszych napędów serwo w konkurencyjnej cenie z naszej fabryki. Aby uzyskać więcej informacji firmowych, skontaktuj się z nami teraz.