Tổng quan về động cơ servo cho robot công nghiệp

Trình điều khiển servo,còn được gọi là "bộ điều khiển servo" hoặc "bộ khuếch đại servo", là một loại bộ điều khiển dùng để điều khiển động cơ servo.Chức năng của nó tương tự như chức năng của bộ biến tần hoạt động trên động cơ AC thông thường và nó là một phần của hệ thống servo.Nói chung, động cơ servo được điều khiển thông qua ba phương pháp: vị trí, tốc độ và mô-men xoắn để đạt được vị trí chính xác cao của hệ thống truyền động.

1, Phân loại động cơ servo

Được chia thành hai loại: Động cơ servo DC và AC, động cơ servo AC được chia thành động cơ servo không đồng bộ và động cơ servo đồng bộ.Hiện nay, hệ thống AC đang dần thay thế hệ thống DC.So với hệ thống DC, động cơ AC servo có những ưu điểm như độ tin cậy cao, tản nhiệt tốt, mô men quán tính nhỏ và khả năng làm việc trong điều kiện điện áp cao.Do thiếu chổi than và thiết bị lái nên hệ thống máy chủ riêng AC cũng đã trở thành hệ thống servo không chổi than.Động cơ được sử dụng trong đó là động cơ không đồng bộ lồng không chổi than và động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu.

1. Động cơ servo DC được chia thành động cơ có chổi than và không chổi than

① Động cơ không chổi than có chi phí thấp, cấu trúc đơn giản, mô-men xoắn khởi động lớn, phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng, điều khiển dễ dàng và cần bảo trì.Tuy nhiên, chúng dễ bảo trì (thay thế chổi than), gây nhiễu điện từ và có yêu cầu về môi trường vận hành.Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng công nghiệp và dân dụng thông thường nhạy cảm về chi phí;

② Động cơ không chổi than có kích thước nhỏ, trọng lượng nhẹ, công suất lớn, phản ứng nhanh, tốc độ cao, quán tính nhỏ, mô-men xoắn ổn định và quay trơn tru, điều khiển phức tạp, thông minh, phương pháp chuyển mạch điện tử linh hoạt, có thể là chuyển mạch sóng vuông hoặc sóng hình sin, không cần bảo trì, hiệu quả và tiết kiệm năng lượng, bức xạ điện từ thấp, tăng nhiệt độ thấp, tuổi thọ dài và phù hợp với nhiều môi trường khác nhau.

2, Đặc điểm các loại động cơ servo

1. Ưu điểm và nhược điểm của động cơ servo DC

Ưu điểm: Kiểm soát tốc độ chính xác, đặc tính tốc độ mô-men xoắn mạnh, nguyên lý điều khiển đơn giản, sử dụng thuận tiện và giá cả phải chăng.

Nhược điểm: Chuyển mạch bàn chải, hạn chế tốc độ, lực cản bổ sung, tạo ra các hạt mài mòn (không phù hợp với môi trường không có bụi và dễ nổ)

2. Ưu điểm và nhược điểm củaĐộng cơ servo AC

Ưu điểm: Đặc tính điều khiển tốc độ tốt, có thể đạt được điều khiển mượt mà trong toàn bộ dải tốc độ, hầu như không dao động, hiệu suất cao trên 90%, sinh nhiệt thấp, điều khiển tốc độ cao, điều khiển vị trí có độ chính xác cao (tùy thuộc vào độ chính xác của bộ mã hóa), có thể đạt được mô-men xoắn không đổi trong vùng vận hành định mức, quán tính thấp, độ ồn thấp, không bị mòn chổi than, không cần bảo trì (thích hợp với môi trường không có bụi và dễ nổ).

Nhược điểm: Việc điều khiển phức tạp và các tham số trình điều khiển cần được điều chỉnh tại chỗ để xác định các tham số PID, yêu cầu nối dây nhiều hơn.

Thương hiệu công ty

Hiện tại, các bộ điều khiển servo chính thống sử dụng bộ xử lý tín hiệu số (DSP) làm lõi điều khiển, có thể đạt được các thuật toán điều khiển, số hóa, kết nối mạng và trí thông minh phức tạp.Các thiết bị nguồn thường sử dụng các mạch điều khiển được thiết kế với các mô-đun nguồn thông minh (IPM) làm lõi.IPM tích hợp các mạch dẫn động bên trong đồng thời có các mạch phát hiện và bảo vệ lỗi quá điện áp, quá dòng, quá nhiệt, thiếu điện áp, v.v. Các mạch khởi động mềm cũng được thêm vào mạch chính để giảm tác động của quá trình khởi động lên người lái.Bộ truyền động nguồn trước tiên sẽ chỉnh lưu nguồn điện ba pha hoặc nguồn điện chính đầu vào thông qua mạch chỉnh lưu toàn cầu ba pha để có được nguồn DC tương ứng.Sau khi chỉnh lưu, nguồn điện ba pha hoặc nguồn điện chính được sử dụng để điều khiển động cơ servo AC đồng bộ nam châm vĩnh cửu ba pha thông qua bộ biến tần nguồn điện áp hình sin ba pha để chuyển đổi tần số.Toàn bộ quá trình của bộ truyền động điện có thể được mô tả đơn giản là quá trình AC-DC-AC.Mạch cấu trúc liên kết chính của bộ chỉnh lưu (AC-DC) là mạch chỉnh lưu không điều khiển toàn cầu ba pha.

3,Sơ đồ nối dây hệ thống servo

1. Đấu dây trình điều khiển

Ổ đĩa servo chủ yếu bao gồm nguồn điện mạch điều khiển, nguồn điện mạch điều khiển chính, nguồn điện đầu ra servo, đầu vào bộ điều khiển CN1, giao diện bộ mã hóa CN2 và CN3 được kết nối.Nguồn điện của mạch điều khiển là nguồn điện xoay chiều một pha, nguồn điện đầu vào có thể là một pha hoặc ba pha nhưng phải là 220V.Điều này có nghĩa là khi sử dụng đầu vào ba pha, nguồn điện ba pha của chúng ta phải được kết nối thông qua máy biến áp.Đối với trình điều khiển công suất thấp, nó có thể được điều khiển trực tiếp ở dạng một pha và phương thức kết nối một pha phải được kết nối với các đầu cuối R và S.Hãy nhớ không kết nối các đầu ra mô tơ servo U, V và W với nguồn điện mạch chính vì nó có thể làm cháy bộ điều khiển.Cổng CN1 chủ yếu được sử dụng để kết nối bộ điều khiển máy tính phía trên, cung cấp đầu vào, đầu ra, đầu ra ba pha ABZ của bộ mã hóa và đầu ra analog của các tín hiệu giám sát khác nhau.

2. Đấu dây bộ mã hóa

Từ hình trên, có thể thấy rằng chúng ta chỉ sử dụng 5 trong số 9 thiết bị đầu cuối, bao gồm một dây bảo vệ, hai dây nguồn và hai tín hiệu giao tiếp nối tiếp (+-), tương tự như cách đấu dây của bộ mã hóa thông thường của chúng ta.

3. Cổng giao tiếp

Trình điều khiển được kết nối với các máy tính cấp trên như PLC, HMI qua cổng CN3 và được điều khiển thông quaGiao tiếp MODBUS.RS232 và RS485 có thể được sử dụng để liên lạc.


Thời gian đăng: 15-12-2023