روش های کنترل درایوهای سروو چیست؟ - اخبار صنعت

سروو درایور کنترل کننده ای است که برای کنترل سروو موتورها استفاده می شود که مانند مبدل فرکانس که بر روی یک موتور AC معمولی عمل می کند عمل می کند. این بخشی از یک سیستم سروو است و عمدتا در سیستم های موقعیت یابی با دقت بالا استفاده می شود.

سرو درایوها جزء مهمی از کنترل حرکت مدرن هستند و به طور گسترده در تجهیزات اتوماسیون مانند روبات های صنعتی و مراکز ماشینکاری CNC استفاده می شوند. به طور کلی سرووها دارای سه حالت کنترل هستند: حالت کنترل موقعیت، حالت کنترل گشتاور و حالت کنترل سرعت.

news-225-225

news-291-173

1. کنترل موقعیت

حالت کنترل موقعیت به طور کلی با فرکانس پالس های ورودی خارجی برای تعیین سرعت چرخش و با تعداد پالس ها برای تعیین زاویه چرخش تعیین می شود. برخی از سرووها همچنین می توانند مستقیماً مقادیری را به سرعت و جابجایی از طریق ارتباط اختصاص دهند. از آنجایی که حالت موقعیت می تواند کنترل دقیقی بر روی سرعت و موقعیت داشته باشد، به طور کلی برای دستگاه های موقعیت یابی اعمال می شود.

2. کنترل گشتاور

روش کنترل گشتاور به این صورت است که گشتاور خروجی شفت موتور را از طریق ورودی آنالوگ خارجی یا تخصیص آدرس مستقیم به بیرون تنظیم می کند. گشتاور تنظیم شده را می توان با تغییر فوری تنظیمات آنالوگ یا با تغییر مقدار آدرس مربوطه از طریق ارتباط تغییر داد.
کاربرد عمدتاً در دستگاه‌های سیم‌پیچ و باز کردن است که الزامات سختی برای مواد دارند، مانند دستگاه‌های سیم‌پیچ یا تجهیزات فیبر نوری. تنظیم گشتاور باید در هر زمان با توجه به تغییر شعاع سیم پیچ تغییر کند تا اطمینان حاصل شود که تنش مواد با تغییر شعاع سیم پیچ تغییر نمی کند.

3. حالت سرعت

سرعت چرخش را می توان از طریق ورودی آنالوگ یا فرکانس پالس کنترل کرد. در کنترل PID حلقه بیرونی با دستگاه کنترل بالایی، حالت سرعت را نیز می توان قرار داد، اما سیگنال موقعیت موتور یا سیگنال موقعیت بار مستقیم باید برای محاسبه به کنترل بالایی بازگردانده شود. حالت موقعیت همچنین از تشخیص حلقه بیرونی بار مستقیم سیگنال های موقعیت پشتیبانی می کند. در این زمان، رمزگذار در انتهای شفت موتور فقط سرعت موتور را تشخیص می دهد و سیگنال موقعیت توسط دستگاه تشخیص مستقیم در انتهای بار نهایی ارائه می شود. مزیت این کار این است که می تواند خطاها را در فرآیند انتقال میانی کاهش دهد و دقت موقعیت یابی کل سیستم را افزایش دهد.

اگر هیچ الزامی برای سرعت و موقعیت موتور وجود نداشته باشد، تا زمانی که یک گشتاور ثابت تولید می شود، البته از حالت گشتاور استفاده می شود.

اگر الزامات دقت خاصی برای موقعیت و سرعت وجود دارد، اما گشتاور زمان واقعی چندان نگران کننده نیست، استفاده از حالت گشتاور راحت نیست. بهتر است از حالت سرعت یا موقعیت استفاده کنید.

اگر کنترل کننده بالایی عملکرد کنترل حلقه بسته خوبی داشته باشد، اثر کنترل سرعت بهتر خواهد بود. اگر الزامات خیلی زیاد نیستند یا اساساً نیازی به زمان واقعی وجود ندارد، روش کنترل موقعیت باید اتخاذ شود.

سروو درایوها که با نام‌های سروو کنترل‌کننده یا سروو تقویت‌کننده نیز شناخته می‌شوند، نوعی کنترل‌کننده هستند که برای کنترل سروو موتورها استفاده می‌شوند. عملکرد آنها شبیه به مبدل فرکانس است که روی یک موتور AC معمولی عمل می کند و بخشی از یک سیستم سروو است. آنها عمدتا در سیستم های موقعیت یابی با دقت بالا استفاده می شوند. به طور کلی، سروو موتورها از طریق سه روش موقعیت، سرعت و گشتاور برای دستیابی به موقعیت یابی با دقت بالا در سیستم انتقال کنترل می شوند. در حال حاضر، این یک محصول پیشرفته در فناوری انتقال است.

سرو درایوها جزء مهمی از کنترل حرکت مدرن هستند و به طور گسترده در تجهیزات اتوماسیون مانند روبات های صنعتی و مراکز ماشینکاری CNC استفاده می شوند. به خصوص برای درایوهای سروو که برای کنترل موتورهای سنکرون آهنربای دائم AC استفاده می شوند، آنها به یک کانون تحقیقاتی در داخل و خارج از کشور تبدیل شده اند. طراحی فعلی درایوهای سروو ارتباطی معمولاً از یک الگوریتم کنترل حلقه بسته جریان، سرعت و موقعیت مبتنی بر کنترل برداری استفاده می کند. منطقی بودن طراحی حلقه بسته سرعت در این الگوریتم نقش مهمی در عملکرد کل سیستم کنترل سروو، به ویژه از نظر کنترل سرعت دارد.

دقت اندازه‌گیری سرعت در زمان واقعی روتور موتور برای بهبود ویژگی‌های دینامیکی و استاتیکی کنترل سرعت در حلقه سرعت درایو سروو بسیار مهم است. برای یافتن تعادل بین دقت اندازه‌گیری و هزینه سیستم، رمزگذارهای فوتوالکتریک افزایشی معمولاً به عنوان سنسورهای سرعت استفاده می‌شوند و روش اندازه‌گیری سرعت متداول مربوطه، روش اندازه‌گیری سرعت M/T است. اگرچه روش اندازه‌گیری سرعت M/T دارای دقت اندازه‌گیری معین و دامنه اندازه‌گیری گسترده است، اما دارای نقص‌های ذاتی است که عمدتاً شامل موارد زیر است:

1. حداقل یک پالس چرخ کد کامل باید در طول چرخه اندازه گیری سرعت شناسایی شود که حداقل سرعت قابل اندازه گیری را محدود می کند.

2. سوئیچ های تایمر دو سیستم کنترلی که برای اندازه گیری سرعت استفاده می شوند، به سختی می توانند هماهنگ سازی را حفظ کنند، و دقت اندازه گیری سرعت را نمی توان در سناریوهای اندازه گیری با تغییرات سرعت زیاد تضمین کرد. بنابراین، طرح طراحی حلقه سرعت سنتی با استفاده از این روش اندازه گیری سرعت برای بهبود ردیابی سرعت و عملکرد کنترل درایوهای سروو دشوار است.

در حال حاضر، درایوهای سروو جریان اصلی از پردازنده‌های سیگنال دیجیتال (DSP) به عنوان هسته کنترلی استفاده می‌کنند که می‌تواند الگوریتم‌های کنترل پیچیده را پیاده‌سازی کند، به دیجیتالی‌سازی، شبکه‌سازی و هوشمندی دست یابد. دستگاه های قدرت معمولاً از مدارهای درایو طراحی شده با ماژول های قدرت هوشمند (IPM) به عنوان هسته استفاده می کنند. IPM ها مدارهای درایو را به صورت داخلی یکپارچه می کنند و دارای مدارهای تشخیص عیب و حفاظت برای اضافه ولتاژ، جریان بیش از حد، گرمای بیش از حد، ولتاژ پایین و غیره هستند. مدارهای استارت نرم نیز به مدار اصلی اضافه می شوند تا تاثیر فرآیند راه اندازی بر روی درایور را کاهش دهند. واحد درایو برق ابتدا برق سه فاز ورودی یا برق اصلی را از طریق مدار یکسو کننده پل سه فاز کامل اصلاح می کند تا برق DC مربوطه را بدست آورد. پس از اصلاح، برق سه فاز یا برق اصلی برای به حرکت درآوردن سروو موتور AC سنکرون آهنربای دائم سه فاز از طریق تبدیل فرکانس اینورتر نوع ولتاژ سینوسی PWM سه فاز استفاده می شود. کل فرآیند واحد درایو قدرت را می توان به سادگی به عنوان فرآیند AC-DC-AC توصیف کرد. مدار توپولوژی اصلی واحد یکسو کننده (AC-DC) یک مدار یکسو کننده کنترل نشده پل کامل سه فاز است.

با کاربرد گسترده سیستم های سروو، امروزه استفاده، اشکال زدایی و نگهداری سروو درایوها مسائل فنی مهمی برای درایوهای سروو هستند. بیشتر و بیشتر ارائه دهندگان خدمات فناوری کنترل صنعتی تحقیقات فنی عمیقی را در مورد درایوهای سروو انجام داده اند.