Sterownik serwa,znany również jako „sterownik serwo” lub „wzmacniacz serwo”, to rodzaj sterownika używanego do sterowania serwomotorami. Jego funkcja jest podobna do funkcji przetwornicy częstotliwości działającej na zwykłe silniki prądu przemiennego i jest częścią układu serwo. Ogólnie rzecz biorąc, serwomotory są sterowane trzema metodami: położeniem, prędkością i momentem obrotowym, aby osiągnąć wysoką precyzję pozycjonowania układu przeniesienia napędu.
1, Klasyfikacja serwomotorów
Podzielone na dwie kategorie: serwomotory prądu stałego i prądu przemiennego, serwosilniki prądu przemiennego dzielą się dalej na asynchroniczne serwomotory i synchroniczne serwomotory. Obecnie systemy prądu przemiennego stopniowo zastępują systemy prądu stałego. W porównaniu z systemami prądu stałego, serwomotory prądu przemiennego mają zalety, takie jak wysoka niezawodność, dobre odprowadzanie ciepła, mały moment bezwładności i zdolność do pracy w warunkach wysokiego napięcia. Z powodu braku szczotek i przekładni kierowniczej, prywatny system serwerów AC stał się również bezszczotkowym systemem serwo. Stosowane w nim silniki to bezszczotkowe silniki asynchroniczne klatkowe oraz silniki synchroniczne z magnesami trwałymi.
1. Serwosilniki prądu stałego dzielą się na silniki szczotkowe i bezszczotkowe
① Silniki bezszczotkowe mają niski koszt, prostą konstrukcję, duży moment rozruchowy, szeroki zakres regulacji prędkości, łatwe sterowanie i wymagają konserwacji. Są jednak łatwe w utrzymaniu (zastępują szczotki węglowe), generują zakłócenia elektromagnetyczne i mają wymagania dotyczące środowiska pracy. Są one zwykle używane w wrażliwych kosztowo zwykłych zastosowaniach przemysłowych i cywilnych;
② Silniki bezszczotkowe mają mały rozmiar, niewielką wagę, dużą moc wyjściową, szybką reakcję, dużą prędkość, małą bezwładność, stabilny moment obrotowy i płynny obrót, złożone sterowanie, inteligencję, elastyczne metody komutacji elektronicznej, mogą być komutowane falą prostokątną lub sinusoidalną, nie wymagają konserwacji, wydajne i energooszczędne, niskie promieniowanie elektromagnetyczne, niski wzrost temperatury, długa żywotność i nadają się do różnych środowisk.
2, Charakterystyka różnych typów serwomotorów
1. Zalety i wady serwomotorów prądu stałego
Zalety: Dokładna kontrola prędkości, silny moment obrotowy, prosta zasada sterowania, wygodne użytkowanie i przystępna cena.
Wady: komutacja szczotek, ograniczenie prędkości, dodatkowy opór, powstawanie cząstek zużywających się (nie nadaje się do środowisk wolnych od pyłu i wybuchu)
2. Zalety i wadySerwosilniki prądu przemiennego
Zalety: Dobra charakterystyka regulacji prędkości, płynna kontrola w całym zakresie prędkości, prawie brak oscylacji, wysoka sprawność powyżej 90%, niskie wydzielanie ciepła, szybkie sterowanie, wysoka precyzja sterowania położeniem (w zależności od dokładności enkodera), może osiągnąć stały moment obrotowy w znamionowym obszarze roboczym, niską bezwładność, niski poziom hałasu, brak zużycia szczotek, brak konserwacji (odpowiedni do środowisk wolnych od pyłu i wybuchu).
Wady: Sterowanie jest złożone, a parametry sterownika należy dostosować na miejscu, aby określić parametry PID, co wymaga większej liczby przewodów.
Obecnie serwonapędy głównego nurtu wykorzystują cyfrowe procesory sygnałowe (DSP) jako rdzeń sterujący, który może osiągnąć złożone algorytmy sterowania, cyfryzację, tworzenie sieci i inteligencję. Urządzenia zasilające zazwyczaj wykorzystują obwody sterujące zaprojektowane z inteligentnymi modułami mocy (IPM) jako rdzeniem. IPM integruje wewnętrznie obwody sterujące, a także posiada obwody wykrywania usterek i zabezpieczenia przed przepięciem, przetężeniem, przegrzaniem, zbyt niskim napięciem itp. Do obwodu głównego dodano również obwody łagodnego rozruchu, aby zmniejszyć wpływ procesu rozruchu na sterownik. Zespół napędowy najpierw prostuje wejściowe zasilanie trójfazowe lub sieciowe poprzez trójfazowy obwód prostownika z pełnym mostkiem, aby uzyskać odpowiednią moc prądu stałego. Po wyprostowaniu, energia trójfazowa lub sieć jest wykorzystywana do napędzania trójfazowego synchronicznego serwosilnika prądu przemiennego z magnesami trwałymi przez trójfazowy sinusoidalny falownik źródła napięcia PWM w celu konwersji częstotliwości. Cały proces związany z zespołem napędowym można po prostu opisać jako proces AC-DC-AC. Główny obwód topologiczny jednostki prostowniczej (AC-DC) to trójfazowy obwód niesterowanego prostownika z pełnym mostkiem.
3、Schemat okablowania układu serwa
1. Okablowanie sterownika
Serwonapęd obejmuje głównie zasilanie obwodu sterującego, zasilanie głównego obwodu sterującego, zasilanie wyjściowe serwa, wejście sterownika CN1, interfejs enkodera CN2 i podłączone CN3. Zasilanie obwodu sterującego jest jednofazowym zasilaczem prądu przemiennego, a moc wejściowa może być jednofazowa lub trójfazowa, ale musi wynosić 220 V. Oznacza to, że gdy używane jest wejście trójfazowe, nasz trójfazowy zasilacz musi być podłączony przez transformator transformatorowy. W przypadku sterowników małej mocy może być bezpośrednio napędzany w trybie jednofazowym, a metoda połączenia jednofazowego musi być podłączona do zacisków R i S. Należy pamiętać, aby nie podłączać wyjść serwomotoru U, V i W do zasilania obwodu głównego, gdyż może to spowodować spalenie sterownika. Port CN1 służy głównie do podłączenia górnego sterownika komputera, zapewniając wejście, wyjście, wyjście trójfazowe enkodera ABZ i wyjście analogowe różnych sygnałów monitorujących.
2. Okablowanie enkodera
Z powyższego rysunku widać, że użyliśmy tylko 5 z dziewięciu zacisków, w tym jeden przewód ekranujący, dwa przewody zasilające i dwa sygnały komunikacji szeregowej (+-), które są podobne do okablowania naszego zwykłego enkodera.
3. Port komunikacyjny
Sterownik jest podłączony do wyższych komputerów, takich jak PLC i HMI, poprzez port CN3 i jest przez niego kontrolowanyKomunikacja MODBUS. Do komunikacji można używać RS232 i RS485.
Czas publikacji: 15 grudnia 2023 r
