Servobudič je ovládač používaný na riadenie servomotorov, ktorý funguje podobne ako frekvenčný menič pôsobiaci na bežný striedavý motor. Je súčasťou servosystému a používa sa hlavne vo vysoko presných polohovacích systémoch.
Servopohony sú dôležitou súčasťou moderného riadenia pohybu a sú široko používané v automatizačných zariadeniach, ako sú priemyselné roboty a CNC obrábacie centrá. Vo všeobecnosti majú servá tri režimy riadenia: režim riadenia polohy, režim riadenia krútiaceho momentu a režim riadenia rýchlosti.
|
|
|
1. Kontrola polohy
Režim riadenia polohy je vo všeobecnosti určený frekvenciou externých vstupných impulzov na určenie rýchlosti otáčania a počtom impulzov na určenie uhla otáčania. Niektoré servá môžu tiež priamo priradiť hodnoty rýchlosti a posunu prostredníctvom komunikácie. Pretože režim polohy môže mať prísnu kontrolu nad rýchlosťou aj polohou, vo všeobecnosti sa používa na polohovacie zariadenia.
2. Regulácia krútiaceho momentu
Metódou riadenia krútiaceho momentu je nastavenie výstupného krútiaceho momentu hriadeľa motora smerom von prostredníctvom externého analógového vstupu alebo priameho pridelenia adresy. Nastavený krútiaci moment je možné zmeniť okamžitou zmenou analógového nastavenia alebo zmenou zodpovedajúcej hodnoty adresy prostredníctvom komunikácie.
Uplatnenie je hlavne v navíjacích a odvíjacích zariadeniach, ktoré majú prísne požiadavky na materiál, ako sú navíjacie zariadenia alebo optické zariadenia. Nastavenie krútiaceho momentu by sa malo kedykoľvek zmeniť podľa zmeny polomeru navíjania, aby sa pri zmene polomeru navíjania nezmenilo napätie materiálu.
3. Rýchlostný režim
Rýchlosť otáčania je možné ovládať pomocou analógového vstupu alebo pulznej frekvencie. Vo vonkajšej slučke PID regulácie s horným riadiacim zariadením je možné polohovať aj rýchlostný režim, ale polohový signál motora alebo polohový signál priamej záťaže sa musí privádzať späť do horného riadenia na výpočet. Polohový režim tiež podporuje priamu detekciu signálov polohy vonkajšieho krúžku záťaže. V tomto čase snímač na konci hriadeľa motora deteguje iba otáčky motora a signál polohy poskytuje zariadenie na priamu detekciu na konci konečného zaťaženia. Výhodou je, že môže znížiť chyby v medziprenosovom procese a zvýšiť presnosť polohovania celého systému.
Ak neexistujú žiadne požiadavky na rýchlosť a polohu motora, pokiaľ je na výstupe konštantný krútiaci moment, použije sa samozrejme režim krútiaceho momentu.
Ak existujú určité požiadavky na presnosť polohy a rýchlosti, ale krútiaci moment v reálnom čase sa veľmi netýka, nie je vhodné použiť režim krútiaceho momentu. Je lepšie použiť režim rýchlosti alebo polohy.
Ak má horný ovládač dobrú regulačnú funkciu v uzavretej slučke, účinok regulácie rýchlosti bude lepší. Ak požiadavky nie sú príliš vysoké alebo v podstate neexistujú žiadne požiadavky v reálnom čase, mala by sa prijať metóda riadenia polohy.
Servopohony, tiež známe ako „servoregulátory“ alebo „servozosilňovače“, sú typom regulátora používaného na riadenie servomotorov. Ich funkcia je podobná funkcii frekvenčného meniča pôsobiaceho na bežný striedavý motor a sú súčasťou servosystému. Používajú sa hlavne vo vysoko presných polohovacích systémoch. Vo všeobecnosti sú servomotory riadené tromi spôsobmi: polohou, rýchlosťou a krútiacim momentom, aby sa dosiahlo vysoko presné polohovanie prevodového systému. V súčasnosti ide o špičkový produkt v prenosovej technike.
Servopohony sú dôležitou súčasťou moderného riadenia pohybu a sú široko používané v automatizačných zariadeniach, ako sú priemyselné roboty a CNC obrábacie centrá. Najmä pre servopohony používané na riadenie synchrónnych motorov so striedavým permanentným magnetom sa stali stredobodom výskumu na domácom aj medzinárodnom trhu. Súčasný dizajn komunikačných servopohonov bežne používa algoritmus riadenia prúdu, rýchlosti a polohy s uzavretou slučkou založený na vektorovom riadení. Racionalita návrhu rýchlostnej uzavretej slučky v tomto algoritme hrá kľúčovú úlohu vo výkone celého servo riadiaceho systému, najmä pokiaľ ide o riadenie rýchlosti.
Presnosť merania otáčok rotora motora v reálnom čase je rozhodujúca pre zlepšenie dynamických a statických charakteristík riadenia otáčok v rýchlostnej slučke servopohonu. Na hľadanie rovnováhy medzi presnosťou merania a systémovými nákladmi sa vo všeobecnosti ako snímače rýchlosti používajú inkrementálne fotoelektrické snímače a zodpovedajúca bežne používaná metóda merania rýchlosti je metóda merania rýchlosti M/T. Napriek tomu, že metóda merania rýchlosti M/T má určitú presnosť merania a široký rozsah merania, má svoje vlastné chyby, medzi ktoré patria najmä:
1. Počas cyklu merania rýchlosti sa musí zistiť aspoň jeden úplný impulz kódového kolesa, ktorý obmedzuje minimálnu merateľnú rýchlosť;
2. Časové spínače dvoch riadiacich systémov používaných na meranie rýchlosti sa ťažko striktne synchronizujú a presnosť merania rýchlosti nemožno zaručiť v scenároch merania s veľkými zmenami rýchlosti. Preto je tradičná schéma návrhu rýchlostnej slučky využívajúca túto metódu merania rýchlosti ťažké zlepšiť sledovanie rýchlosti a riadiaci výkon servopohonov.
V súčasnosti bežné servopohony používajú procesory digitálnych signálov (DSP) ako riadiace jadro, ktoré dokáže implementovať zložité riadiace algoritmy, dosiahnuť digitalizáciu, vytváranie sietí a inteligenciu. Napájacie zariadenia bežne používajú obvody pohonu navrhnuté s inteligentnými napájacími modulmi (IPM) ako jadrom. IPM integrujú obvody pohonu interne a majú obvody na detekciu porúch a ochranu pred prepätím, nadprúdom, prehriatím, podpätím atď. Obvody mäkkého rozbehu sú tiež pridané do hlavného obvodu, aby sa znížil vplyv procesu spustenia na pohon. Pohonná jednotka najprv usmerňuje vstupné trojfázové napájanie alebo napájanie zo siete cez trojfázový úplný mostíkový obvod usmerňovača, aby sa získal zodpovedajúci jednosmerný prúd. Po usmernení sa trojfázové napájanie alebo napájanie zo siete používa na pohon trojfázového synchrónneho striedavého servomotora s permanentným magnetom cez trojfázovú sínusovú PWM napäťovú konverziu meniča frekvencie. Celý proces pohonnej jednotky možno zjednodušene opísať ako proces AC-DC-AC. Hlavný topologický obvod jednotky usmerňovača (AC-DC) je trojfázový úplný mostík neriadený obvod usmerňovača.
Pri rozsiahlej aplikácii servosystémov sú dnes používanie, ladenie a údržba servopohonov dôležitými technickými otázkami pre servopohony. Stále viac poskytovateľov služieb priemyselnej riadiacej technológie vykonalo hĺbkový technický výskum servopohonov.
Servopohony sú dôležitou súčasťou moderného riadenia pohybu a sú široko používané v automatizačných zariadeniach, ako sú priemyselné roboty a CNC obrábacie centrá. Najmä pre servopohony používané na riadenie synchrónnych motorov so striedavým permanentným magnetom sa stali stredobodom výskumu na domácom aj medzinárodnom trhu. Súčasný dizajn komunikačných servopohonov bežne používa algoritmus riadenia prúdu, rýchlosti a polohy s uzavretou slučkou založený na vektorovom riadení. Racionalita návrhu rýchlostnej uzavretej slučky v tomto algoritme hrá kľúčovú úlohu vo výkone celého servo riadiaceho systému, najmä pokiaľ ide o riadenie rýchlosti.