Servo Sürücüleri
"Servo denetleyicileri" veya "servo amplifikatörler" olarak da bilinen servo sürücüler, servo motorları kontrol etmek için kullanılan denetleyicilerdir. İşlevleri, geleneksel bir AC motorundaki bir frekans dönüştürücüsüne benzer. Bir servo sisteminin parçasıdır ve öncelikle yüksek - hassas konumlandırma sistemlerinde kullanılırlar. Şanzıman sistemlerinde yüksek - hassas konumlandırma elde etmek için tipik olarak konum, hız ve tork kullanarak servo motorları kontrol ederler. Şanzıman teknolojisinde yüksek - son ürünüdür.
Tonghang Ürün Serisi ve Seçim Kılavuzu
Servo sürücüsü nedir?
Servo sürücüleri modern hareket kontrolünün önemli bir bileşenidir ve endüstriyel robotlar ve CNC işleme merkezleri gibi otomatik ekipmanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle, AC kalıcı mıknatıs senkron motorlarını kontrol etmek için kullanılan servo sürücüler, hem yurt içinde hem de uluslararası alanda sıcak bir araştırma konusu haline gelmiştir. Mevcut AC servo sürücü tasarımları genellikle vektör kontrolüne dayalı üç - döngü kontrol algoritmasını kullanır: akım, hız ve konum. Bu algoritma içindeki kapalı - döngü tasarımının rasyonalitesi, genel servo kontrol sisteminde, özellikle hız kontrol performansında önemli bir rol oynar.
Bir servo sürücüsünün kapalı - döngü hız döngüsünde, gerçek - zaman motor rotor hız ölçümünün doğruluğu, hız döngüsünün hız kontrolünün dinamik ve statik özelliklerini iyileştirmek için çok önemlidir. Ölçüm doğruluğu ve sistem maliyeti arasında bir denge kurmak için, artımlı fotoelektrik kodlayıcılar genellikle hız sensörleri olarak kullanılır ve karşılık gelen yaygın olarak kullanılan hız ölçüm yöntemi MT hız ölçüm yöntemidir. MIT hız ölçüm yöntemi belirli bir ölçüm doğruluğu ve geniş bir ölçüm aralığı sunarken, öncelikle doğal dezavantajları vardır:
1) Hız ölçüm döngüsü içinde en az bir tam kodlayıcı darbesinin tespit edilmesini ve minimum ölçülebilir hızı sınırlandırmasını gerektirir;
2) Hız ölçümü için kullanılan iki kontrol sistemi zamanlayıcı anahtarının katı senkronizasyonu sürdürmesi zordur, bu da hız ölçüm doğruluğunu büyük hız varyasyonlarına sahip güvenilir olmayan hale getirir. Bu nedenle, bu hız ölçüm yöntemini kullanan geleneksel hız döngüsü tasarımları, servo sürücülerin hız izlemesini ve kontrol performansını iyileştirmek için mücadele eder.
Servo sürücüleri nasıl çalışır?
Ana akım servo sürücüler, nispeten karmaşık kontrol algoritmaları uygulayabilen ve dijitalleşme, ağ oluşturma ve zeka elde edebilen kontrol çekirdeği olarak dijital sinyal işlemcileri (DSP'ler) kullanır. Güç cihazları genellikle çekirdek olarak Akıllı Güç Modülleri (IPMS) ile tasarlanmış sürücü devrelerini kullanır. IPM, sürücü devresini dahili olarak entegre eder ve ayrıca aşırı gerilim, aşırı akım, aşırı ısınma ve düşük voltaj gibi arıza algılama ve koruma devrelerine sahiptir. Başlangıç işleminin sürücü üzerindeki etkisini azaltmak için ana devreye yumuşak bir başlangıç devresi de eklenir. Güç tahrik ünitesi ilk olarak, karşılık gelen doğrudan akımı elde etmek için üç - faz gücü veya şebeke gücünü üç - Faz tam - köprü doğrultucu devresi ile düzeltir. Düzeltilmiş üç - faz gücü veya şebeke gücü daha sonra üç - faz sinüzoidal PWM voltajı - tip invertörüne dönüştürülür ve üç - Faz kalıcı mıknık eşzamansız AC Servo motorunu sürmek için. Güç tahrik ünitesinin tüm işlemi basitçe bir AC - DC - AC işlemi olarak tanımlanabilir. Doğrultucu ünitesinin ana topoloji devresi (AC - DC) üç - fazı tam - köprü kontrolsüz doğrultucu devre.
Servo sistemlerinin yaygın olarak benimsenmesiyle, servo tahrik operasyonu, devreye alma ve bakım, bugün servo sürücüler için önemli teknik sorunlardır. Servo sürücüleri üzerinde - derinlik teknik araştırmasında artan sayıda servo tahrik üreticisi yürütmektedir.
Servo sürücüleri modern hareket kontrolünün önemli bir bileşenidir ve endüstriyel robotlar ve CNC işleme merkezleri gibi otomasyon ekipmanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle, AC kalıcı mıknatıs senkron motorlarını kontrol etmek için kullanılan servo sürücüler, hem yurtiçinde hem de uluslararası bir araştırma sıcak noktası haline gelmiştir. Mevcut AC servo sürücü tasarımları genellikle vektör kontrolüne dayalı üç - döngü kontrol algoritmasını kullanır: akım, hız ve konum. Bu algoritma içindeki kapalı - döngü tasarımının rasyonalitesi, genel servo kontrol sisteminde, özellikle hız kontrol performansında önemli bir rol oynar.
Uygulama Alanları:Servo sürücüleri enjeksiyon kalıplama makinelerinde, tekstil makinelerinde, ambalaj makinelerinde, CNC takım tezgahlarında vb.
Servo temel gereksinimleri yönlendirir
1. Geniş hızlı düzenleme aralığı
2. Yüksek konumlandırma doğruluğu
3. Yeterli iletim sertliği ve yüksek hızlı stabilite
4.
Verimliliği ve işleme kalitesini sağlamak için, yüksek konumlandırma doğruluğuna ek olarak, mükemmel hızlı tepki özellikleri de gereklidir. Bu, yanıtın komut sinyalini izlemesi gerektiği anlamına gelir. Bunun nedeni, CNC sistemlerinin, yem sisteminin geçiş süresini kısaltmak ve tekerlek geçiş hatalarını en aza indirmek için başlangıç ve frenleme sırasında yeterince büyük hızlandırmalar ve yavaşlamalar gerektirmesidir.
5. Düşük hızda yüksek tork ve güçlü aşırı yük kapasitesi
Genel olarak konuşursak, servo sürücüler, birkaç dakika, hatta yarım saat boyunca hızın 1,5 katından fazla bir aşırı yük kapasitesine sahiptir ve hasarsız kısa süreler için hızın 4 ila 6 katı aşırı yüklere dayanabilir.
6. Yüksek güvenilirlik
Bir CNC makine aletinin besleme tahrik sistemi, yüksek güvenilirlik ve mükemmel çalışma stabilitesine, sıcaklık, nem ve titreşim gibi çevresel faktörlere ve güçlü anti - parazit yeteneklerine sahip olmalıdır.
Motor Gereksinimleri
1) Motor, minimum tork dalgalanması ile en düşük seviyeden en yüksek hıza doğru çalışmalıdır. Özellikle 0.1 rpm veya daha düşük gibi düşük hızlarda, herhangi bir sürünme olmadan sabit bir hız korumalıdır.
2) Motor, düşük hız ve yüksek tork gereksinimlerini karşılamak için büyük, uzun bir - terim aşırı yük kapasitesine sahip olmalıdır. Genel olarak, DC Servo motorlarının, nominal torklarının 4 ila 6 katına zarar vermeden aşırı yüklenmesi gerekmektedir.
3) Hızlı tepki gereksinimlerini karşılamak için, motorun mümkün olan en küçük zaman sabiti ve başlangıç voltajı olan küçük bir atalet ve yüksek durma torku momentine sahip olması gerekir.
4) Motor, sık sık başlangıç, frenleme ve tersine dönebilmelidir.
Servo Sürücüler Test Platformu
Esas olarak Servo sürücüleri için aşağıdaki test platformu türleri vardır: Servo sürücüleri ve motorlar arasında karşılıklı geri bildirim kullanan bir test platformu, ayarlanabilir simüle edilmiş yükler kullanan bir test platformu, bir aktüatör motoru kullanan ancak yüksüz bir test platformu, bir aktüatör motoru kullanan bir test platformu ve bir aktüatör motoru kullanan bir test platformu ve çevrimiçi test yöntemlerini kullanan bir test platformu.
1. Servo Drive - Motor Karşılıklı Geri Bildirim Test Platformu
Bu test sistemi dört bileşenden oluşur: üç - faz PWM doğrultucu, test altındaki bir servo tahrik - motor sistemi, bir yük servo sürücüsü - motor sistemi ve bir ana bilgisayar bilgisayar. İki motor bir kuplaj yoluyla bağlanır. Test altındaki - motor sistemi bir otomobil modunda çalışırken, yük motoru bir üretim modunda çalışır. Test altındaki - motor sistemi, tüm test platformunun hızını kontrol ederek kapalı - döngü hız modunda çalışır. - motor sistemi yük servo sürücüsü, akımı kontrol ederek, test altındaki servo sürücüsündeki yük varyasyonlarını simüle ederek yük motorunun torkunu değiştirerek kapalı bir - döngü tork modunda çalışır. Bu karşılıklı geri bildirim test platformu, çeşitli fonksiyonel testleri sağlayarak esnek hız ve tork ayarlarına izin verir. Ana bilgisayar bilgisayar, tüm sistemin işlemini izler ve test gereksinimlerine göre iki servo sürücüsüne kontrol komutları verir. Ayrıca operasyonel verileri alır, depolar, analiz eder ve görüntüler.
Bu test sistemi, test altındaki motorun ve yük cihazının hızını ve torkunu kontrol etmek için yüksek - performans vektör kontrolü kullanır. Bu, servo sürücüsünün çeşitli yük koşulları altında dinamik ve statik performansını simüle ederek servo sürücüsünün kapsamlı ve doğru test edilmesini sağlar. Bununla birlikte, iki servo tahrik ve bir motor sistemi kullanımı nedeniyle, bu test sistemi hantaldır ve taşınabilirlik gereksinimlerini karşılayamaz. Ayrıca, sistemin ölçüm ve kontrol devreleri karmaşık ve maliyetlidir.
2. Ayarlanabilir simüle edilmiş bir yük kullanarak test platformu
Bu test sistemi üç bölümden oluşur: Servo sürücüsü - motor sistemi, ayarlanabilir bir simüle edilmiş yük ve bir ana bilgisayar. Manyetik toz fren veya elektrik dinamometresi gibi ayarlanabilir simüle edilmiş yük, test edilen motora koaksiyel olarak bağlanır. Ana bilgisayar ve veri toplama kartı, aynı anda servo sistemi işletme verilerini toplar, depolar, analiz eder ve görüntülerken ayarlanabilir simüle edilmiş yükü kontrol ederek yük torkunu kontrol eder. Ayarlanabilir simüle edilmiş yükü kontrol ederek, bu test sistemi, servo sürücüsünün dinamik ve statik performansını çeşitli yük koşulları altında simüle ederek servo sürücüsünün kapsamlı ve doğru testini sağlayabilir. Bununla birlikte, bu test sistemi hala nispeten büyüktür, bu da taşınabilir olmayı zorlaştırır. Ayrıca, sistemin ölçüm ve kontrol devresi karmaşık ve pahalıdır.
3. Bir aktüatör motorlu bir test platformu kullanmak ancak yük yok
Bu test sistemi iki bölümden oluşur: test altındaki servo tahrik (DUT) ve motor sistemi ve bir ana bilgisayar. Ana bilgisayar, Servo sürücüsüne hız komut sinyalleri gönderir ve daha sonra buna göre çalışmaya başlar. İşletim sırasında ana bilgisayar ve veri toplama devresi, verileri depolama, analiz etme ve görüntülenen servo sistemi işletme verilerini toplar. Bu test sistemindeki motor boşaltıldığından, önceki iki test sisteminden nispeten daha küçüktür ve ölçüm ve kontrol devresi daha basittir. Bununla birlikte, bu aynı zamanda servo sürücünün gerçek çalışma koşullarını simüle edememesini sağlar. Tipik olarak, bu tip test sistemi sadece DUT'un hız ve açısal yer değiştirmesini - yük koşulları altında test etmek için kullanılır ve servo sürücüsünün kapsamlı ve doğru testini sağlayamaz.
4. Doğal yükü sürüklemek için bir yönetici motor kullanarak test platformu
Bu test sistemi üç bileşenden oluşur: Test Altında - motor sistemi, sistemin doğal yükü ve bir ana bilgisayar bilgisayar. Ana bilgisayar Servo sürücüsüne bir hız komut sinyali gönderir ve servo sistemi komuta göre çalışmaya başlar. Çalışma sırasında, ana bilgisayar ve veri toplama devresi, daha sonra depolanan, analiz edilen ve görüntülenen servo sisteminden çalışma verileri toplar.
Bu test sistemi, test edilen sistemin doğal yükünü kullanır, böylece test işlemi servo sürücünün gerçek çalışma koşullarıyla yakından eşleşir ve nispeten doğru test sonuçları sağlar. Bununla birlikte, test edilen bazı sistemlerin doğal yükü ekipmandan kolayca çıkarılamadığından, test işlemi sadece ekipman üzerinde gerçekleştirilebilir, bu da çok uygun değildir.
5. Çevrimiçi test yöntemlerini kullanarak test platformları
Bu test sistemi yalnızca bir veri toplama sistemi ve bir veri işleme biriminden oluşur. Dijital edinim sistemi, Servo Drive'ın ekipman içindeki gerçek - zaman çalışma durumu sinyallerini toplar ve koşullandırır, daha sonra bunları işleme ve analiz için veri işleme birimine gönderir. Veri işleme birimi sonuçta test sonuçlarını çizer. Çevrimiçi test yöntemleri kullandığından, bu test sistemi yapı bakımından nispeten basittir ve servo sürücüsünü ekipmanla ayırma ihtiyacını ortadan kaldırır ve testi daha kolay hale getirir. Bu tip test sistemi, gerçek servo tahrik işlemi sırasında tamamen testler yapar ve bu da daha doğru olan test sonuçlarına neden olur. Bununla birlikte, birçok servo sürücünün üretim ve montaj özellikleri nedeniyle, bu test sistemindeki çeşitli sensörler ve sinyal ölçüm bileşenleri için kurulum konumlarının seçilmesi zor olabilir. Ayrıca, ekipmanın diğer kısımlarındaki arızalar, servo sürücünün işlemini olumsuz etkileyebilir ve sonuçta test sonuçlarını etkileyebilir.
Servo Sürücü Parametreleri
Orantılı kazancı pozisyonu
1. Konum döngüsü regülatörünün orantılı kazancını ayarlar.
2. Daha büyük bir değer, aynı komut darbesi frekansı altında daha yüksek kazanç, daha fazla sertlik ve düşük pozisyon gecikmesine neden olur. Bununla birlikte, aşırı değerler salınmaya veya aşılmaya neden olabilir.
3. Parametre değeri, spesifik servo sistem modeli ve yük koşulları ile belirlenir.
Besleme kazancı pozisyonu
1. Konum döngüsünün besleme kazancıını ayarlar.
2. Daha büyük bir değer, herhangi bir komut darbesi frekansı altında düşük konum gecikmesine neden olur.
3. Daha büyük bir besleme kazancı, kontrol sisteminin yüksek - hız tepkisini iyileştirir, ancak sistem pozisyonu dengesizliğine ve salınımına da neden olabilir.
4. Yüksek yanıt gerekmediğinde, bu parametre tipik olarak 0 olarak ayarlanır. Aralık%0 ila 100'dür.
Hız Orantılı Kazanç
1. Hız regülatörünün orantılı kazancını belirler.
2. Daha büyük bir ayar daha yüksek kazanç ve daha fazla sertlik ile sonuçlanır. Parametre değeri, spesifik servo sürücü sistemi modeline ve yük koşullarına göre belirlenir. Genel olarak, yük ataleti ne kadar büyük olursa, ayar değeri o kadar büyük olur.
3. Sistem salınmadığı sürece maksimum değer belirleyin.
Hız geri besleme filtresi faktörü
1. Hız geri bildirimini düşük - geçiş filtre özelliklerini ayarlar.
2. Daha büyük bir değer kesme frekansını azaltır ve motor gürültüsünü azaltır. Yük ataleti büyükse, ayar azaltılabilir. Daha büyük bir değer, değişken yanıt nedeniyle salınmaya neden olabilir.
3. Daha küçük bir değer kesme frekansını arttırır ve hız geri besleme yanıtını arttırır. Daha yüksek bir hız yanıtı gerekiyorsa, ayar azaltılabilir.
Maksimum çıkış torku ayarı
1. Servo motorunun dahili tork sınırını ayarlar;
2. Ayar, nominal torkun bir yüzdesidir;
3. Bu sınır konumlandırma tamamlama aralığı için her zaman geçerlidir;
4 Konum kontrol modunda konumlandırma tamamlama darbe aralığını ayarlar;
5. Bu parametre, sürücünün konumlandırmanın konum kontrol modunda tamamlayıp tamamlanmadığını belirlemesi için temel oluşturur. Konum sapma sayacındaki kalan darbelerin sayısı bu parametrenin ayar değerinden daha az veya eşit olduğunda, sürücü konumlandırmayı tam ve in - konum anahtarı sinyali açılır; Aksi takdirde, kapanır;
6. Konum kontrol modunda, konumlandırma tamamlama sinyalini ve ivme/yavaşlama zaman sabitini çıkarır;
7. Ayar değeri, motorun 0 ila 2000 rpm arasındaki hızlanma süresini veya 2000'den 0 rpm'ye yavaşlama süresini temsil eder;
8. Hızlanma/yavaşlama özellikleri hız aralığında doğrusaldır;
9. Hız gelişini ayarlayın;
10. - konum kontrol modunda, motor hızı bu ayar değerini aşarsa, hız varış anahtarı sinyali açılır; Aksi takdirde, kapanır;
11. Bu parametre konum kontrol modunda kullanılmaz;
12. Bu parametre rotasyon yönünden bağımsızdır.
Denetleyici özellikleri
Hız oranı 1: 5000
Oran oranı 0.3: 1500
Pozisyon kontrolü
Sıfır - hız kilidi
Aşırı yük kapasitesi%200-300
Yüksek başlangıç torku
Yükden etkilenmeyen hız
Üç - döngü kapalı - döngü kontrolü
İlgili Bilgi
1. Servo denetleyicileri, otomasyon arayüzleri aracılığıyla çalışma modülleri ve FieldBus modülleri arasında kolayca geçiş yapabilir. Ayrıca çeşitli kontrol modlarını (RS232, RS485, fiber optik, interbus ve profibus) uygulamak için farklı Fieldbus modülleri de kullanabilirler. Genel - Amaç invertörleri ise daha sınırlı bir kontrol yaklaşımı sunar.
2. Servo denetleyicileri, kapalı - döngü hızı ve yer değiştirme kontrolü oluşturmak için doğrudan çözücülere veya kodlayıcılara bağlanır. Genel - Amaç invertörleri ise yalnızca açık - döngü kontrol sistemlerinde çalışabilir.
3. Servo denetleyicileri genel - amaç invertörlerine kıyasla üstün kontrol performansı (sabit - durum doğruluğu ve dinamik performans gibi) sunar.
Çin'deki önde gelen servo itici güçler üreticileri ve tedarikçileri olarak, fabrikamızdan en iyi servo sürücüleri rekabetçi fiyata satın almanızı sıcak bir şekilde ağırlıyoruz. Daha fazla şirket bilgisi için şimdi bizimle iletişime geçin.