servoazionamento,noto anche come "servocontroller" o "servoamplificatore", è un tipo di controller utilizzato per controllare i servomotori. La sua funzione è simile a quella di un convertitore di frequenza che agisce su normali motori CA e fa parte di un servosistema. Generalmente, i servomotori sono controllati attraverso tre metodi: posizione, velocità e coppia per ottenere un posizionamento ad alta precisione del sistema di trasmissione.
1、 Classificazione dei servomotori
Divisi in due categorie: servomotori CC e CA, i servomotori CA sono ulteriormente suddivisi in servomotori asincroni e servomotori sincroni. Attualmente, i sistemi AC stanno gradualmente sostituendo i sistemi DC. Rispetto ai sistemi CC, i servomotori CA presentano vantaggi quali elevata affidabilità, buona dissipazione del calore, piccolo momento di inerzia e capacità di lavorare in condizioni di alta tensione. A causa della mancanza di spazzole e sterzo, il sistema di server privato AC è diventato anche un servosistema senza spazzole. I motori utilizzati sono motori asincroni a gabbia senza spazzole e motori sincroni a magneti permanenti.
1. I servomotori CC sono suddivisi in motori con spazzole e senza spazzole
① I motori brushless hanno un costo contenuto, una struttura semplice, un'elevata coppia di avviamento, un ampio intervallo di regolazione della velocità, un facile controllo e richiedono manutenzione. Tuttavia, sono di facile manutenzione (sostituiscono le spazzole di carbone), generano interferenze elettromagnetiche e presentano requisiti per l'ambiente operativo. Sono solitamente utilizzati in applicazioni industriali e civili ordinarie sensibili ai costi;
② I motori brushless hanno dimensioni ridotte, peso leggero, grande potenza, risposta rapida, alta velocità, piccola inerzia, coppia stabile e rotazione regolare, controllo complesso, intelligenza, metodi di commutazione elettronica flessibili, possono essere commutazione ad onda quadra o sinusoidale, esente da manutenzione, efficiente e a risparmio energetico, bassa radiazione elettromagnetica, basso aumento di temperatura, lunga durata e adatto a vari ambienti.
2、 Caratteristiche dei diversi tipi di servomotori
1. Vantaggi e svantaggi dei servomotori CC
Vantaggi: controllo accurato della velocità, forti caratteristiche di velocità della coppia, principio di controllo semplice, utilizzo conveniente e prezzo accessibile.
Svantaggi: commutazione delle spazzole, limitazione della velocità, resistenza aggiuntiva, generazione di particelle di usura (non adatto per ambienti privi di polvere ed esplosivi)
2. Vantaggi e svantaggi diServomotori CA
Vantaggi: buone caratteristiche di controllo della velocità, è possibile ottenere un controllo regolare nell'intero intervallo di velocità, quasi nessuna oscillazione, alta efficienza superiore al 90%, bassa generazione di calore, controllo ad alta velocità, controllo della posizione ad alta precisione (a seconda della precisione dell'encoder), può raggiungere una coppia costante all'interno dell'area operativa nominale, bassa inerzia, bassa rumorosità, nessuna usura delle spazzole, esente da manutenzione (adatto per ambienti privi di polvere ed esplosivi).
Svantaggi: il controllo è complesso e i parametri del driver devono essere regolati in loco per determinare i parametri PID, richiedendo più cablaggio.
Attualmente, i servoazionamenti tradizionali utilizzano processori di segnale digitale (DSP) come nucleo di controllo, che possono ottenere algoritmi di controllo complessi, digitalizzazione, networking e intelligenza. I dispositivi di potenza utilizzano generalmente circuiti di pilotaggio progettati con moduli di potenza intelligenti (IPM) come nucleo. L'IPM integra internamente i circuiti di guida e dispone anche di circuiti di rilevamento e protezione guasti da sovratensione, sovracorrente, surriscaldamento, sottotensione, ecc. Al circuito principale vengono inoltre aggiunti circuiti di avvio graduale per ridurre l'impatto del processo di avviamento sul conducente. L'unità di potenza rettifica innanzitutto l'alimentazione trifase o di rete in ingresso attraverso un circuito raddrizzatore a ponte intero trifase per ottenere la corrispondente potenza CC. Dopo il rettificamento, l'alimentazione trifase o di rete viene utilizzata per azionare il servomotore CA sincrono a magneti permanenti trifase attraverso un inverter con sorgente di tensione PWM sinusoidale trifase per la conversione di frequenza. L'intero processo dell'unità motrice può essere semplicemente descritto come il processo AC-DC-AC. Il circuito della topologia principale dell'unità raddrizzatore (AC-DC) è un circuito raddrizzatore non controllato a ponte intero trifase.
3、Schema elettrico del servosistema
1. Cablaggio del driver
Il servoazionamento comprende principalmente l'alimentazione del circuito di controllo, l'alimentazione del circuito di controllo principale, l'alimentazione dell'uscita del servo, l'ingresso del controller CN1, l'interfaccia dell'encoder CN2 e il CN3 collegato. L'alimentazione del circuito di controllo è un alimentatore CA monofase e l'alimentazione in ingresso può essere monofase o trifase, ma deve essere 220 V. Ciò significa che quando viene utilizzato l'ingresso trifase, il nostro alimentatore trifase deve essere collegato tramite un trasformatore trasformatore. Per i driver a bassa potenza, può essere azionato direttamente in monofase e il metodo di connessione monofase deve essere collegato ai terminali R e S. Ricordarsi di non collegare le uscite del servomotore U, V e W all'alimentazione del circuito principale, poiché ciò potrebbe bruciare il driver. La porta CN1 viene utilizzata principalmente per collegare il controller superiore del computer, fornendo ingresso, uscita, uscita trifase ABZ dell'encoder e uscita analogica di vari segnali di monitoraggio.
2. Cablaggio dell'encoder
Dalla figura sopra si può vedere che abbiamo utilizzato solo 5 dei nove terminali, incluso un cavo di schermatura, due cavi di alimentazione e due segnali di comunicazione seriale (+-), che sono simili al cablaggio del nostro normale encoder.
3. Porta di comunicazione
Il driver è collegato ai computer superiori come PLC e HMI tramite la porta CN3 ed è controllato tramiteComunicazione MODBUS. Per la comunicazione è possibile utilizzare RS232 e RS485.
Orario di pubblicazione: 15 dicembre 2023
