נהג סרוו,המכונה גם "בקר סרוו" או "מגבר סרוו", הוא סוג של בקר המשמש לשליטה במנועי סרוו. תפקידו דומה לזה של ממיר תדר הפועל על מנועי AC רגילים, והוא חלק ממערכת סרוו. בדרך כלל, מנועי סרוו נשלטים באמצעות שלוש שיטות: מיקום, מהירות ומומנט כדי להשיג מיקום דיוק גבוה של מערכת ההילוכים.
1、 סיווג מנועי סרוו
מחולקים לשתי קטגוריות: מנועי סרוו DC ו-AC, מנועי סרוו AC מחולקים עוד יותר למנועי סרוו אסינכרוניים ולמנועי סרוו סינכרוניים. נכון לעכשיו, מערכות AC מחליפות בהדרגה את מערכות DC. בהשוואה למערכות DC, למנועי סרוו AC יש יתרונות כגון אמינות גבוהה, פיזור חום טוב, מומנט אינרציה קטן ויכולת לעבוד בתנאי מתח גבוה. בשל היעדר מברשות וציוד היגוי, מערכת השרת הפרטי AC הפכה גם למערכת סרוו ללא מברשות. המנועים המשמשים בו הם מנועים אסינכרוניים לכלוב ללא מברשות ומנועים סינכרוניים מגנט קבוע.
1. מנועי סרוו DC מחולקים למנועים מוברשים וללא מברשות
① למנועים ללא מברשות יש עלות נמוכה, מבנה פשוט, מומנט התנעה גדול, טווח ויסות מהירות רחב, שליטה קלה ודורשים תחזוקה. עם זאת, הן קלות לתחזוקה (החלפת מברשות פחמן), מייצרות הפרעות אלקטרומגנטיות ויש להן דרישות לסביבת ההפעלה. הם משמשים בדרך כלל ביישומים תעשייתיים ואזרחיים רגילים הרגישים לעלות;
② מנועים חסרי מברשת בעלי גודל קטן, קל משקל, תפוקה גדולה, תגובה מהירה, מהירות גבוהה, אינרציה קטנה, מומנט יציב וסיבוב חלק, בקרה מורכבת, אינטליגנציה, שיטות התמרה אלקטרוניות גמישות, יכולות להיות התמורה לגל ריבוע או גלי סינוס, ללא תחזוקה, יעיל וחסכון באנרגיה, קרינה אלקטרומגנטית נמוכה, עליית טמפרטורה נמוכה, חיי שירות ארוכים, ומתאימים לסביבות שונות.
2、 מאפיינים של סוגים שונים של מנועי סרוו
1. יתרונות וחסרונות של מנועי סרוו DC
יתרונות: בקרת מהירות מדויקת, מאפייני מהירות מומנט חזקים, עקרון שליטה פשוט, שימוש נוח ומחיר סביר.
חסרונות: העברת מברשת, הגבלת מהירות, התנגדות נוספת, יצירת חלקיקי בלאי (לא מתאים לסביבות נטולות אבק ונפיצות)
2. יתרונות וחסרונות שלמנועי סרוו AC
יתרונות: מאפייני בקרת מהירות טובים, ניתן להשיג שליטה חלקה בכל טווח המהירות, כמעט ללא תנודות, יעילות גבוהה של מעל 90%, ייצור חום נמוך, שליטה במהירות גבוהה, בקרת מיקום דיוק גבוהה (בהתאם לדיוק המקודד), יכול להשיג מומנט קבוע בתוך אזור הפעולה המדורג, אינרציה נמוכה, רעש נמוך, ללא בלאי מברשות, ללא תחזוקה (מתאים לסביבות נטולות אבק ונפיצות).
חסרונות: הבקרה מורכבת, ויש להתאים את פרמטרי הנהג באתר כדי לקבוע את פרמטרי ה-PID, הדורשים חיווט נוסף.
נכון לעכשיו, כונני סרוו מיינסטרים משתמשים במעבדי אותות דיגיטליים (DSP) בתור ליבת הבקרה, שיכולה להשיג אלגוריתמי בקרה מורכבים, דיגיטציה, רשתות ואינטליגנציה. התקני כוח משתמשים בדרך כלל במעגלי הנעה שתוכננו עם מודולי כוח חכמים (IPM) בתור הליבה. IPM משלבת מעגלי נהיגה פנימית ויש לה גם מעגלי זיהוי והגנה על תקלות למתח יתר, זרם יתר, התחממות יתר, תת-מתח וכו'. למעגל הראשי מתווספים גם מעגלי התחלה רכה כדי להפחית את השפעת תהליך ההתנעה על הנהג. יחידת ההנעה מתקנת תחילה את הספק התלת-פאזי או החשמלי המבוא באמצעות מעגל מיישר גשר מלא תלת-פאזי כדי להשיג את הספק ה-DC המתאים. לאחר התיקון, הכוח התלת-פאזי או החשמלי משמש להנעת מנוע ה-AC סינכרוני מגנט קבוע תלת-פאזי באמצעות מהפך מקור מתח PWM תלת-פאזי של סינוס להמרת תדר. ניתן לתאר בפשטות את כל התהליך של יחידת ההנעה כתהליך AC-DC-AC. מעגל הטופולוגיה הראשי של יחידת המיישר (AC-DC) הוא מעגל מיישר מלא תלת פאזי בלתי מבוקר.
1. חיווט דרייבר
כונן הסרוו כולל בעיקר ספק כוח של מעגל בקרה, ספק כוח של מעגל בקרה ראשי, ספק כוח פלט סרוו, קלט בקר CN1, ממשק מקודד CN2 ו-CN3 מחובר. ספק הכוח של מעגל הבקרה הוא ספק כוח AC חד פאזי, והספק המבוא יכול להיות חד פאזי או תלת פאזי, אך הוא חייב להיות 220V. המשמעות היא שכאשר נעשה שימוש בקלט תלת פאזי, ספק הכוח התלת פאזי שלנו חייב להיות מחובר דרך שנאי. עבור מנהלי התקנים בעלי הספק נמוך, ניתן להניע אותו ישירות חד פאזי, ויש לחבר את שיטת החיבור החד פאזי למסופי R ו-S. זכור לא לחבר את יציאות מנוע הסרוו U, V ו-W לאספקת החשמל של המעגל הראשי, מכיוון שהוא עלול לשרוף את הדרייבר. יציאת CN1 משמשת בעיקר לחיבור בקר המחשב העליון, מתן קלט, פלט, פלט תלת פאזי מקודד ABZ ופלט אנלוגי של אותות ניטור שונים.
2. חיווט מקודד
מהאיור לעיל, ניתן לראות שהשתמשנו רק ב-5 מתוך תשעת המסופים, כולל חוט מיגון אחד, שני חוטי חשמל ושני אותות תקשורת טוריים (+-), הדומים לחיווט של המקודד הרגיל שלנו.
3. יציאת תקשורת
הדרייבר מחובר למחשבים עליונים כגון PLC ו-HMI דרך יציאת CN3, ונשלט באמצעותתקשורת MODBUS. ניתן להשתמש ב-RS232 ו-RS485 לתקשורת.
זמן פרסום: 15 בדצמבר 2023
