Ce este un servo drive AC?

An servomotsau AC este un dispozitiv electronic sofisticat care servește drept controler pentru un Servomotor AC , permițând controlul precis asupra poziției, vitezei și cuplului acestuia. Spre deosebire de motoarele de curent alternativ standard, care sunt proiectate pentru o rotație continuă la o viteză relativ constantă, servomotoarele de curent alternativ, împreună cu unitățile lor, formează un sistem în buclă închisă capabil de un control foarte dinamic și precis al mișcării. Acest lucru le face indispensabile într-o gamă largă de aplicații moderne de automatizare și robotizare.

Cum funcționează Servo Drives

Principiul fundamental din spatele funcționării unui servomotor AC constă în sistemul său de control în buclă închisă, care monitorizează continuu starea reală a motorului și își ajustează ieșirea pentru a se potrivi cu comanda dorită. Iată o detaliere a procesului:

1. Recepția semnalului de comandă: Servoacționarea primește un semnal de comandă de la un controler de nivel superior (de exemplu, un PLC, CNC sau controler de mișcare). Acest semnal dictează profilul de mișcare dorit – fie că este o poziție țintă, o viteză specifică sau un cuplu necesar.

2. Conversie de putere (AC-DC-AC):

   • Rectificare (AC la DC): Alimentarea AC de intrare (de obicei, rețeaua trifazată sau monofazată) este mai întâi redresată în tensiune de curent continuu.

   • Inversie (DC la AC): Această tensiune de curent continuu este apoi convertită înapoi într-o formă de undă AC cu frecvență variabilă și tensiune variabilă folosind un invertor, utilizând adesea tehnici de modulare în lățime a impulsurilor (PWM). Această ieșire AC controlată este cea care alimentează servomotorul.

3. Control motor: Unitatea controlează cu meticulozitate frecvența și tensiunea sursei de curent alternativ furnizate motorului. Prin reglarea acestor parametri, reglează cu precizie viteza și cuplul motorului.

4. Mecanism de feedback: O componentă crucială a sistemului în buclă închisă este dispozitivul de feedback, de obicei un codificator or rezolutor , montat pe servomotor. Acest dispozitiv oferă informații în timp real despre poziția actuală a motorului, viteza și, uneori, chiar curentul (care se referă la cuplu).

5. Calculul și corectarea erorilor: Servoacționarea compară constant datele de feedback (starea reală) cu semnalul de comandă (starea dorită). Orice discrepanță între cele două este calculată ca o „eroare”. Pe baza acestei erori, microprocesorul intern al unității, utilizând algoritmi de control sofisticați (adesea un algoritm de control cu ​​trei bucle care implică bucle de curent, viteză și poziție), ajustează tensiunea și curentul furnizate motorului. Această reglare continuă minimizează eroarea, asigurând că motorul urmărește cu exactitate mișcarea comandată.

Componentele cheie ale unui sistem AC Servo Drive

Un sistem de servomotor AC cuprinde mai multe componente interconectate care funcționează în armonie:

• Servo Drive AC (controller/amplificator): Creierul operației, primind comenzi, procesează feedback și generează semnale precise de putere pentru motor.

• Servomotor AC: Un motor electric specializat, de obicei un motor sincron cu magnet permanenți, proiectat pentru o capacitate de răspuns ridicată, un raport mare cuplu-inerție și un control precis. Are un stator cu înfășurări și un rotor cu magneți permanenți.

• Dispozitiv de feedback (encoder/rezolvator): Oferă transmisiei informații în timp real despre poziție și viteză ale arborelui motor. Codificatoarele generează impulsuri digitale reprezentând rotația, în timp ce rezolutoarele oferă semnale analogice.

• Unitate de alimentare: Oferă o sursă de alimentare stabilă servoacționării.

• Cablare: Conectează unitatea la motor, dispozitivul de feedback și sursa de alimentare.

• Controler de nivel superior: Trimite semnale de comandă către servomotor, orchestrând secvența generală de mișcare (de exemplu, PLC, CNC).

Avantajele Servo Drives AC

Servomotorizările AC oferă avantaje semnificative față de sistemele tradiționale de control al motoarelor, făcându-le alegerea preferată pentru aplicațiile de înaltă performanță:

• Înaltă precizie și acuratețe: Sistemul de feedback în buclă închisă permite controlul extrem de precis al poziționării, vitezei și cuplului, cu o abatere minimă de la traiectoria dorită.

• Performanță dinamică: Acestea permit accelerarea și decelerația rapidă, timpi de așezare rapidi și răspuns rapid la modificările comenzilor sau sarcinilor.

• Cuplu mare la viteze mici: Servomotor ACs can generate substantial torque even at very low speeds, which is crucial for applications requiring precise movements under varying loads.

• Eficiență: Servosistemele moderne AC sunt foarte eficiente, transformând o cantitate mare de energie electrică în energie mecanică, ceea ce duce la un consum redus de energie.

• Flexibilitate și programabilitate: Servo drive-urile pot fi programate și reglate pentru o gamă largă de profiluri de mișcare, permițându-le să se adapteze la diverse sarcini și să optimizeze performanța sistemului.

• Funcționare lină: Algoritmii avansați de control contribuie la funcționarea foarte lină și stabilă a motorului, chiar și în timpul mișcărilor complexe.

Aplicații ale servomotoarelor de curent alternativ

Datorită preciziei, performanțelor dinamice și fiabilității, servomotorizările AC sunt parte integrantă a nenumăratelor aplicații industriale și comerciale:

• Robotică industrială: Esențial pentru controlul mișcărilor precise ale brațelor și articulațiilor robotizate în operațiunile de producție, asamblare și pick-and-place.

• Centre de prelucrare CNC: Conduceți mișcarea precisă a sculelor de tăiere, axurilor și meselor de lucru în mașinile de computer cu control numeric pentru prelucrarea metalelor, prelucrarea lemnului și alte materiale de prelucrare.

• Mașini de ambalare: Folosit în liniile de ambalare de mare viteză și de înaltă precizie pentru umplere, sigilare, etichetare și sortare.

• Utilaje textile: Controlați mișcările precise ale diferitelor componente în mașinile de țesut, de tricotat și de cusut.

• Prese de tipar: Permiteți înregistrarea precisă și manipularea precisă a materialului în aplicațiile de imprimare de mare viteză.

• Echipament medical: Se găsesc în roboții chirurgicali, sisteme de imagistică de diagnosticare și automatizări de laborator pentru mișcările lor precise și repetabile.

• Fabricarea semiconductorilor: Esențial pentru poziționarea foarte precisă a plachetelor și a componentelor în fabricarea semiconductoarelor.

• Aerospațial: Folosit în sistemele de control al zborului și în alte mecanisme critice care necesită o mișcare precisă și fiabilă.

• Manipularea materialelor: Utilizat în sistemele de transport, vehicule cu ghidaj automat (AGV) și alte echipamente de manipulare a materialelor care necesită mișcare controlată.

Pe scurt, servomotsau ACs sunt piatra de temelie a controlului modern al mișcării, dând putere industriilor cu precizia, viteza și versatilitatea necesare pentru a realiza procese de producție extrem de automatizate și eficiente. Evoluția lor continuă promite capabilități și mai mari și aplicații mai largi în viitorul automatizării.