Aké sú komponenty AC servosystému?

An AC servo systém je sofistikované nastavenie riadenia pohybu známe svojou presnosťou, rýchlosťou a dynamickým výkonom. Na rozdiel od jednoduchších systémov s otvorenou slučkou využívajú servosystémy riadiaci mechanizmus s uzavretou slučkou, ktorý neustále monitoruje a upravuje polohu motora, rýchlosť a krútiaci moment, aby sa dosiahli vysoko presné a opakovateľné pohyby. Pochopenie jednotlivých komponentov, ktoré tvoria takýto systém, je kľúčové pre každého, kto pracuje s priemyselnou automatizáciou, robotikou alebo vysokovýkonnými strojmi.

Hlavné komponenty AC servosystému

Aj keď zložitosť sa môže líšiť, typický AC servosystém v zásade obsahuje štyri kľúčové komponenty, ktoré spolupracujú:

1. AC servomotor

The AC servomotor je sval systému, zodpovedný za generovanie mechanického pohybu. Sú to typicky synchrónne motory s permanentnými magnetmi (PMSM) alebo indukčné motory navrhnuté pre vysokú dynamickú odozvu. Medzi kľúčové charakteristiky patrí nízka zotrvačnosť, vysoká hustota výkonu a vynikajúca regulácia krútiaceho momentu v širokom rozsahu otáčok. Na rozdiel od štandardných AC indukčných motorov sú servomotory navrhnuté pre presné ovládanie, často s vyšším počtom pólov a špecializovaným vinutím na minimalizáciu zvlnenia krútiaceho momentu a zlepšenie hladkej prevádzky. Sú skonštruované tak, aby zvládli prudké zrýchlenie, spomalenie a časté zmeny smeru, vďaka čomu sú ideálne pre dynamické aplikácie.

2. AC servopohon

Často sa považuje za mozog systému, tzv AC servopohon (tiež známy ako a servozosilňovač , servo ovládač , alebo servo menič ) je elektronické zariadenie, ktoré prijíma riadiace signály z externého ovládača a premieňa ich na presný výkon potrebný na prevádzku servomotora. Funguje ako rozhranie, ktoré riadi napätie, prúd a frekvenciu motora na základe spätnej väzby, ktorú dostáva. Servopohon obsahuje sofistikované riadiace algoritmy (ako PID regulátory), ktoré mu umožňujú presne regulovať polohu, rýchlosť a krútiaci moment motora. Moderné servopohony sú vysoko inteligentné a ponúkajú funkcie ako automatické ladenie, rôzne komunikačné protokoly (napr. EtherCAT, PROFINET, CANopen) a vstavané diagnostické funkcie, ktoré zjednodušujú uvedenie do prevádzky a riešenie problémov.

3. Zariadenie na spätnú väzbu

The spätnoväzbové zariadenie sú oči systému, ktoré v reálnom čase poskytujú informácie o aktuálnej polohe motora, rýchlosti alebo oboje. Táto informácia je kritická pre riadenie s uzavretou slučkou. Najbežnejšie zariadenia so spätnou väzbou sú:

• Kódovače: Tie premieňajú uhlovú polohu na elektrické signály.

  • Prírastkové kódovače: Poskytnite impulzy pre každý prírastok otáčania, ktorý sa používa pre rýchlosť a relatívnu polohu.

  • Absolútne kódovače: Poskytnite jedinečný digitálny kód pre každú uhlovú polohu a zachovajte informácie o polohe aj po výpadku napájania.

• Riešitelia: Robustné analógové zariadenia, ktoré poskytujú absolútnu spätnú väzbu o polohe, často preferované v drsnom prostredí kvôli ich odolnosti voči nárazom a vibráciám.

• Senzory s Hallovým efektom: Niekedy sa používa v jednoduchších servomotoroch na určenie polohy rotora pre komutáciu.

Spätnoväzbové zariadenie je priamo namontované na servomotore alebo na záťaži a prenáša presné údaje späť do servopohonu, ktorý potom porovnáva aktuálny stav s prikázaným stavom a podľa toho upravuje výkon motora.

4. Ovládač pohybu (alebo PLC s možnosťami riadenia pohybu)

The pohybový ovládač je strategickým plánovačom systému. Je to centrálna riadiaca jednotka, ktorá vydáva pokyny servopohonu. Môže to byť vyhradený ovládač pohybu, programovateľný logický ovládač (PLC) s integrovanými modulmi riadenia pohybu alebo dokonca riadiaci systém na báze PC. Ovládač pohybu ukladá požadované profily pohybu (napr. špecifické polohy, rýchlosti, akceleračné rampy) a posiela príkazy servopohonu. Riadi komplexné viacosové koordinované pohyby, synchronizáciu a celkovú postupnosť operácií stroja alebo robotického systému. Sofistikovanosť ovládača pohybu určuje zložitosť a presnosť pohybov, ktoré môže servosystém dosiahnuť.

Ako spolupracujú

Synergia medzi týmito komponentmi je to, čo robí AC servosystém tak výkonným. Pohybový ovládač odošle požadovaný pohybový príkaz do AC servopohon . The servo pohon potom vypočíta potrebné napätie a prúd, ktoré sa majú použiť AC servomotor . Keď sa motor pohybuje, spätnoväzbové zariadenie neustále hlási svoju aktuálnu polohu a rýchlosť späť do servopohonu. Servopohon porovnáva túto spätnú väzbu s prikázanými hodnotami a robí okamžité úpravy, čím zabezpečuje, že motor presne sleduje požadovanú dráhu. Táto súvislá spätná väzba je podstatou regulácie s uzavretou slučkou, ktorá zaručuje vysokú presnosť, opakovateľnosť a dynamickú odozvu, dokonca aj pri meniacich sa podmienkach zaťaženia.

Pochopenie týchto základných komponentov poskytuje solídny základ pre navrhovanie, implementáciu a údržbu vysokovýkonných automatizačných riešení.