Servotreiber,Auch als „Servoregler“ oder „Servoverstärker“ bekannt, handelt es sich um einen Reglertyp zur Steuerung von Servomotoren. Seine Funktion ähnelt der eines Frequenzumrichters, der auf gewöhnliche Wechselstrommotoren wirkt, und er ist Teil eines Servosystems. Im Allgemeinen werden Servomotoren über drei Methoden gesteuert: Position, Geschwindigkeit und Drehmoment, um eine hochpräzise Positionierung des Übertragungssystems zu erreichen.
1、 Klassifizierung von Servomotoren
Unterteilt in zwei Kategorien: Gleichstrom- und Wechselstrom-Servomotoren, werden Wechselstrom-Servomotoren weiter in asynchrone Servomotoren und synchrone Servomotoren unterteilt. Derzeit ersetzen Wechselstromsysteme nach und nach Gleichstromsysteme. Im Vergleich zu Gleichstromsystemen bieten Wechselstrom-Servomotoren Vorteile wie hohe Zuverlässigkeit, gute Wärmeableitung, geringes Trägheitsmoment und die Fähigkeit, unter Hochspannungsbedingungen zu arbeiten. Aufgrund des Fehlens von Bürsten und Lenkgetriebe ist auch das AC-Privatserversystem zu einem bürstenlosen Servosystem geworden. Die darin verwendeten Motoren sind bürstenlose Asynchronmotoren mit Käfig und Permanentmagnet-Synchronmotoren.
1. DC-Servomotoren werden in bürstenbehaftete und bürstenlose Motoren unterteilt
① Bürstenlose Motoren sind kostengünstig, einfach aufgebaut, haben ein großes Anlaufdrehmoment, einen großen Drehzahlregelbereich, sind einfach zu steuern und erfordern Wartung. Sie sind jedoch leicht zu warten (Austausch von Kohlebürsten), erzeugen elektromagnetische Störungen und stellen Anforderungen an die Betriebsumgebung. Sie werden üblicherweise in kostensensiblen normalen industriellen und zivilen Anwendungen eingesetzt;
② Bürstenlose Motoren zeichnen sich durch geringe Größe, geringes Gewicht, große Leistung, schnelle Reaktion, hohe Geschwindigkeit, geringe Trägheit, stabiles Drehmoment und gleichmäßige Drehung, komplexe Steuerung, Intelligenz, flexible elektronische Kommutierungsmethoden aus, können Rechteck- oder Sinuswellenkommutierung sein und sind wartungsfrei. effizient und energiesparend, geringe elektromagnetische Strahlung, geringer Temperaturanstieg, lange Lebensdauer und für verschiedene Umgebungen geeignet.
2、 Eigenschaften verschiedener Arten von Servomotoren
1. Vor- und Nachteile von DC-Servomotoren
Vorteile: Präzise Geschwindigkeitsregelung, starke Drehmoment-Geschwindigkeitseigenschaften, einfaches Steuerprinzip, bequeme Verwendung und erschwinglicher Preis.
Nachteile: Bürstenkommutierung, Geschwindigkeitsbegrenzung, zusätzlicher Widerstand, Entstehung von Verschleißpartikeln (nicht geeignet für staubfreie und explosionsgefährdete Umgebungen)
2. Vor- und Nachteile vonAC-Servomotoren
Vorteile: Gute Drehzahlregeleigenschaften, gleichmäßige Regelung über den gesamten Drehzahlbereich erreichbar, nahezu keine Schwingungen, hoher Wirkungsgrad von über 90 %, geringe Wärmeentwicklung, Hochgeschwindigkeitsregelung, hochpräzise Positionsregelung (abhängig von der Encodergenauigkeit), Kann innerhalb des Nennbetriebsbereichs ein konstantes Drehmoment erreichen, geringe Trägheit, geringe Geräuschentwicklung, kein Bürstenverschleiß, wartungsfrei (geeignet für staubfreie und explosionsgefährdete Umgebungen).
Nachteile: Die Steuerung ist komplex und die Treiberparameter müssen vor Ort angepasst werden, um die PID-Parameter zu bestimmen, was einen höheren Verkabelungsaufwand erfordert.
Derzeit verwenden gängige Servoantriebe digitale Signalprozessoren (DSP) als Steuerungskern, mit denen komplexe Steuerungsalgorithmen, Digitalisierung, Vernetzung und Intelligenz erreicht werden können. Leistungsgeräte verwenden im Allgemeinen Treiberschaltungen, die mit intelligenten Leistungsmodulen (IPM) als Kern konzipiert sind. IPM integriert Antriebsschaltkreise intern und verfügt außerdem über Fehlererkennungs- und Schutzschaltkreise für Überspannung, Überstrom, Überhitzung, Unterspannung usw. Sanftanlaufschaltkreise werden außerdem zum Hauptschaltkreis hinzugefügt, um die Auswirkungen des Startvorgangs auf den Treiber zu verringern. Die Leistungsantriebseinheit richtet zunächst die dreiphasige Eingangs- oder Netzspannung über eine dreiphasige Vollbrücken-Gleichrichterschaltung gleich, um die entsprechende Gleichstromleistung zu erhalten. Nach der Gleichrichtung wird der Dreiphasen- oder Netzstrom verwendet, um den dreiphasigen Permanentmagnet-Synchron-AC-Servomotor über einen dreiphasigen Sinus-PWM-Spannungswechselrichter zur Frequenzumwandlung anzutreiben. Der gesamte Prozess der Antriebseinheit kann einfach als AC-DC-AC-Prozess beschrieben werden. Die Haupttopologieschaltung der Gleichrichtereinheit (AC-DC) ist eine dreiphasige, ungesteuerte Vollbrücken-Gleichrichterschaltung.
1. Treiberverkabelung
Der Servoantrieb umfasst hauptsächlich die Stromversorgung des Steuerkreises, die Stromversorgung des Hauptsteuerkreises, die Stromversorgung des Servoausgangs, den Controller-Eingang CN1, die Encoder-Schnittstelle CN2 und den angeschlossenen CN3. Die Stromversorgung des Steuerkreises ist eine einphasige Wechselstromversorgung, und die Eingangsleistung kann einphasig oder dreiphasig sein, sie muss jedoch 220 V betragen. Das bedeutet, dass bei Verwendung des dreiphasigen Eingangs unsere dreiphasige Stromversorgung über einen Transformatortransformator angeschlossen werden muss. Bei Treibern mit geringer Leistung kann der Antrieb direkt einphasig erfolgen, und die einphasige Anschlussmethode muss an die Klemmen R und S angeschlossen werden. Denken Sie daran, die Servomotorausgänge U, V und W nicht an die Stromversorgung des Hauptstromkreises anzuschließen, da dies zu einem Durchbrennen des Treibers führen kann. Der CN1-Anschluss wird hauptsächlich für den Anschluss der oberen Computersteuerung verwendet und bietet Eingang, Ausgang, dreiphasigen Encoder-ABZ-Ausgang und analogen Ausgang verschiedener Überwachungssignale.
2. Encoder-Verkabelung
Aus der obigen Abbildung ist ersichtlich, dass wir nur fünf der neun Anschlüsse verwendet haben, darunter ein Abschirmkabel, zwei Stromkabel und zwei serielle Kommunikationssignale (+-), die der Verkabelung unseres normalen Encoders ähneln.
3. Kommunikationsanschluss
Der Treiber ist über den CN3-Port mit übergeordneten Computern wie SPS und HMI verbunden und wird über diesen gesteuertMODBUS-Kommunikation. Zur Kommunikation können RS232 und RS485 genutzt werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 15. Dezember 2023
