En servodriver er en controller, der bruges til at styre servomotorer, som fungerer på samme måde som en frekvensomformer, der virker på en almindelig vekselstrømsmotor. Det er en del af et servosystem og bruges hovedsageligt i højpræcisionspositioneringssystemer.
Servodrev er en vigtig komponent i moderne motion control og er meget udbredt i automationsudstyr såsom industrirobotter og CNC-bearbejdningscentre. Generelt har servoer tre kontroltilstande: positionskontroltilstand, momentkontroltilstand og hastighedskontroltilstand.
|
|
|
1. Positionskontrol
Positionskontroltilstanden bestemmes generelt af frekvensen af eksterne indgangsimpulser for at bestemme rotationshastigheden og af antallet af impulser for at bestemme rotationsvinklen. Nogle servoer kan også direkte tildele værdier til hastighed og forskydning gennem kommunikation. Da positionstilstanden kan have streng kontrol over både hastighed og position, anvendes den generelt til positioneringsanordninger.
2. Momentstyring
Momentstyringsmetoden er at indstille motorakslens udgangsmoment til ydersiden gennem ekstern analog indgang eller direkte adressetildeling. Det indstillede drejningsmoment kan ændres ved øjeblikkeligt at ændre den analoge indstilling, eller ved at ændre den tilsvarende adresseværdi gennem kommunikation.
Anvendelsen er hovedsageligt i op- og afviklingsanordninger, der har strenge krav til materialet, såsom opviklingsanordninger eller fiberoptisk udstyr. Momentindstillingen bør til enhver tid ændres i henhold til ændringen af viklingsradius for at sikre, at materialets spænding ikke ændres med ændringen af viklingsradius.
3. Hastighedstilstand
Rotationshastigheden kan styres via analog input eller pulsfrekvens. I den ydre sløjfe PID-styring med øvre styreenhed kan hastighedstilstanden også placeres, men motorens positionssignal eller positionssignalet for den direkte belastning skal tilbageføres til den øverste kontrol for beregning. Positionstilstanden understøtter også direkte belastningsdetektion af ydre ring af positionssignaler. På dette tidspunkt detekterer koderen ved motorakselenden kun motorhastigheden, og positionssignalet leveres af den direkte detekteringsenhed ved den endelige belastningsende. Fordelen ved dette er, at det kan reducere fejl i den mellemliggende transmissionsproces og øge positioneringsnøjagtigheden af hele systemet.
Hvis der ikke er krav til motorens hastighed og position, så længe der udlæses et konstant drejningsmoment, anvendes naturligvis drejningsmoment.
Hvis der er visse præcisionskrav til position og hastighed, men drejningsmoment i realtid ikke er særlig bekymret, er det ikke praktisk at bruge drejningsmomenttilstand. Det er bedre at bruge hastigheds- eller positionstilstand.
Hvis den øverste controller har en god lukket sløjfe-kontrolfunktion, vil hastighedskontroleffekten være bedre. Hvis kravene ikke er særlig høje, eller der stort set ikke er et realtidskrav, bør positionskontrolmetoden anvendes.
Servodrev, også kendt som "servocontrollere" eller "servoforstærkere", er en type controller, der bruges til at styre servomotorer. Deres funktion ligner den for en frekvensomformer, der virker på en almindelig vekselstrømsmotor, og de er en del af et servosystem. De bruges hovedsageligt i højpræcisionspositioneringssystemer. Generelt styres servomotorer gennem tre metoder: position, hastighed og drejningsmoment for at opnå højpræcisionspositionering af transmissionssystemet. I øjeblikket er det et avanceret produkt inden for transmissionsteknologi.
Servodrev er en vigtig komponent i moderne motion control og er meget udbredt i automationsudstyr såsom industrirobotter og CNC-bearbejdningscentre. Specielt for servodrev, der bruges til at styre AC permanentmagnet synkronmotorer, er de blevet et forskningshotspot både nationalt og internationalt. Det nuværende design af kommunikationsservodrev anvender almindeligvis en strøm-, hastigheds- og positionsstyringsalgoritme med lukket sløjfe baseret på vektorstyring. Rationaliteten af hastigheds-closed-loop-designet i denne algoritme spiller en afgørende rolle i ydelsen af hele servokontrolsystemet, især med hensyn til hastighedskontrol.
Nøjagtigheden af hastighedsmålingen i realtid af motorrotoren er afgørende for at forbedre de dynamiske og statiske karakteristika af hastighedsstyringen i servodrevets hastighedsløkke. For at søge en balance mellem målenøjagtighed og systemomkostninger bruges inkrementelle fotoelektriske indkodere generelt som hastighedssensorer, og den tilsvarende almindeligt anvendte hastighedsmålemetode er M/T-hastighedsmålemetoden. Selvom M/T-hastighedsmålemetoden har en vis målenøjagtighed og et bredt måleområde, har den iboende defekter, hovedsageligt herunder:
1. Mindst én komplet kodehjulimpuls skal detekteres under hastighedsmålecyklussen, hvilket begrænser den mindste målbare hastighed;
2. Timerkontakterne på de to styresystemer, der bruges til hastighedsmåling, er svære at vedligeholde strengt synkronisering, og nøjagtigheden af hastighedsmålingen kan ikke garanteres i målescenarier med store hastighedsændringer. Derfor er det traditionelle hastighedsløkkedesignskema, der bruger denne hastighedsmålemetode, vanskeligt at forbedre hastighedssporingen og kontrolydelsen af servodrev
I øjeblikket bruger mainstream servodrev digitale signalprocessorer (DSP'er) som kontrolkernen, som kan implementere komplekse kontrolalgoritmer, opnå digitalisering, netværk og intelligens. Strømenheder bruger almindeligvis drevkredsløb designet med intelligente strømmoduler (IPM'er) som kernen. IPM'er integrerer drevkredsløb internt og har fejldetektions- og beskyttelseskredsløb for overspænding, overstrøm, overophedning, underspænding osv. Bløde startkredsløb er også tilføjet til hovedkredsløbet for at reducere opstartsprocessens indvirkning på driveren. Kraftdrivenheden ensretter først den trefasede input eller netstrøm gennem et trefaset fuldbro-ensretterkredsløb for at opnå den tilsvarende DC-effekt. Efter ensretning bruges den trefasede strøm eller netstrøm til at drive den trefasede permanentmagnet synkrone AC servomotor gennem en trefaset sinus PWM spændingstype inverter frekvenskonvertering. Hele processen med drivenheden kan ganske enkelt beskrives som AC-DC-AC-processen. Hovedtopologikredsløbet for ensretterenheden (AC-DC) er et trefaset fuldbro ukontrolleret ensretterkredsløb.
Med den store anvendelse af servosystemer er brug, fejlfinding og vedligeholdelse af servodrev vigtige tekniske spørgsmål for servodrev i dag. Flere og flere udbydere af industriel kontrolteknologi har udført dybtgående teknisk forskning i servodrev.
Servodrev er en vigtig komponent i moderne motion control og er meget udbredt i automationsudstyr såsom industrirobotter og CNC-bearbejdningscentre. Specielt for servodrev, der bruges til at styre AC permanentmagnet synkronmotorer, er de blevet et forskningshotspot både nationalt og internationalt. Det nuværende design af kommunikationsservodrev anvender almindeligvis en strøm-, hastigheds- og positionsstyringsalgoritme med lukket sløjfe baseret på vektorstyring. Rationaliteten af hastigheds-closed-loop-designet i denne algoritme spiller en afgørende rolle i ydelsen af hele servokontrolsystemet, især med hensyn til hastighedskontrol.