Сервоводій,також відомий як «сервоконтролер» або «сервопідсилювач» — це тип контролера, який використовується для керування серводвигунами. Його функція подібна до функції перетворювача частоти, який працює на звичайних двигунах змінного струму, і він є частиною сервосистеми. Як правило, серводвигуни керуються трьома методами: положенням, швидкістю та крутним моментом для досягнення високоточного позиціонування системи трансмісії.
1、 Класифікація серводвигунів
Поділені на дві категорії: серводвигуни постійного та змінного струму, серводвигуни змінного струму також поділяються на асинхронні серводвигуни та синхронні серводвигуни. В даний час системи змінного струму поступово витісняють системи постійного струму. У порівнянні з системами постійного струму серводвигуни змінного струму мають такі переваги, як висока надійність, добре відведення тепла, малий момент інерції та здатність працювати в умовах високої напруги. Через відсутність щіток і рульового механізму приватна серверна система змінного струму також стала безщітковою сервосистемою. Двигуни, що використовуються в ньому, - це безщіточні асинхронні двигуни з кліткою та синхронні двигуни з постійними магнітами.
1. Серводвигуни постійного струму поділяються на щіткові та безщіточні
① Безщіточні двигуни мають низьку вартість, просту структуру, великий пусковий момент, широкий діапазон регулювання швидкості, легке керування та потребують обслуговування. Однак вони прості в обслуговуванні (заміна вугільних щіток), створюють електромагнітні перешкоди та мають вимоги до умов експлуатації. Вони зазвичай використовуються в чутливих до витрат звичайних промислових і цивільних застосуваннях;
② Безщіточні двигуни мають невеликі розміри, легку вагу, велику потужність, швидку реакцію, високу швидкість, малу інерцію, стабільний крутний момент і плавне обертання, складне керування, інтелект, гнучкі електронні методи комутації, можуть бути прямокутними або синусоїдальними, не потребують обслуговування, ефективні та енергозберігаючі, низьке електромагнітне випромінювання, низьке підвищення температури, тривалий термін служби та підходять для різних середовищ.
2、 Характеристики різних типів серводвигунів
1. Переваги та недоліки серводвигунів постійного струму
Переваги: Точне регулювання швидкості, сильні швидкісні характеристики крутного моменту, простий принцип керування, зручне використання та доступна ціна.
Недоліки: комутація щіток, обмеження швидкості, додатковий опір, утворення частинок зносу (не підходить для безпилових і вибухонебезпечних середовищ)
2. Переваги та недолікиСерводвигуни змінного струму
Переваги: Хороші характеристики регулювання швидкості, плавне керування можна досягти у всьому діапазоні швидкості, майже відсутність коливань, високий ККД понад 90%, низьке тепловиділення, високошвидкісне керування, високоточне керування положенням (залежно від точності датчика), може досягати постійного крутного моменту в номінальній робочій зоні, низька інерція, низький рівень шуму, відсутність зносу щіток, не вимагає обслуговування (підходить для безпилових і вибухонебезпечних середовищ).
Недоліки: керування є складним, і параметри драйвера потрібно налаштовувати на місці, щоб визначити параметри ПІД, що потребує додаткової проводки.
В даний час основні сервоприводи використовують цифрові сигнальні процесори (DSP) як керуюче ядро, яке може досягати складних алгоритмів керування, оцифровки, мереж і інтелекту. Пристрої живлення зазвичай використовують схеми керування, розроблені з інтелектуальними силовими модулями (IPM) як ядро. IPM інтегрує схеми керування всередині, а також має схеми виявлення несправностей і захисту від перенапруги, надмірного струму, перегріву, зниженої напруги тощо. Схеми плавного пуску також додаються до основної схеми, щоб зменшити вплив процесу запуску на драйвер. Силовий привід спочатку випрямляє вхідну трифазну або мережеву потужність через трифазну повну мостову схему випрямляча для отримання відповідної потужності постійного струму. Після випрямлення трифазне або мережеве живлення використовується для приводу трифазного синхронного серводвигуна змінного струму з постійним магнітом через трифазний інвертор джерела напруги ШІМ для перетворення частоти. Весь процес силового приводу можна просто описати як процес AC-DC-AC. Основною топологічною схемою випрямного блоку (AC-DC) є трифазна повна мостова некерована схема випрямляча.
3、Схема підключення сервосистеми
1. Електропроводка драйвера
Сервопривод в основному включає джерело живлення схеми керування, джерело живлення основної схеми керування, вихідне джерело живлення сервоприводу, вхід контролера CN1, інтерфейс кодера CN2 та підключений CN3. Джерело живлення схеми керування — це однофазне джерело живлення змінного струму, а вхідна потужність може бути однофазною або трифазною, але має бути 220 В. Це означає, що коли використовується трифазний вхід, наш трифазний блок живлення повинен бути підключений через трансформаторний трансформатор. Для драйверів малої потужності він може керуватися безпосередньо в однофазному режимі, а метод однофазного підключення повинен бути підключений до клем R і S. Пам’ятайте, що виходи U, V і W серводвигуна не підключаються до основного джерела живлення, оскільки це може перегоріти драйвер. Порт CN1 в основному використовується для підключення верхнього контролера комп'ютера, забезпечуючи вхід, вихід, трифазний вихід кодера ABZ і аналоговий вихід різних сигналів моніторингу.
2. Підключення кодера
З наведеного вище малюнка видно, що ми використали лише 5 із дев’яти клем, включаючи один екрануючий дріт, два дроти живлення та два послідовних сигнали зв’язку (+-), які подібні до проводки нашого звичайного кодера.
3. Порт зв'язку
Драйвер підключається до комп’ютерів верхнього рівня, таких як ПЛК і HMI через порт CN3, і керується черезЗв'язок MODBUS. Для зв'язку можна використовувати RS232 і RS485.
Час публікації: 15 грудня 2023 р
