Penggunaan pemacu servo dalam automasi peralatan

Kemajuan dan persaingan teknologi membawa kepada pertumbuhan berterusan dalam produktiviti dan peningkatan dalam tahap automasi peralatan teknologi. Pada masa yang sama, keperluan untuk pemacu elektrik boleh laras semakin meningkat dari segi parameter seperti julat kawalan kelajuan, ketepatan kedudukan dan kapasiti beban lampau.

Untuk memenuhi keperluan, peranti berteknologi tinggi pemacu elektrik moden - pemacu servo - telah dibangunkan. Ini adalah sistem pemacu yang, dalam pelbagai kawalan kelajuan, menjamin proses pergerakan yang sangat tepat dan menyedari kebolehulangannya yang baik. Pemacu servo ialah peringkat pemacu elektrik yang paling maju.

DC ke AC

Untuk masa yang lama, motor DC digunakan terutamanya dalam pemacu terkawal. Ini disebabkan oleh kesederhanaan menggunakan undang-undang kawalan voltan angker.Penguat magnet, thyristor dan pengawal selia transistor digunakan sebagai peranti kawalan dan penjana tacho analog digunakan sebagai sistem maklum balas kelajuan.

Pemacu elektrik thyristor ialah penukar thyristor terkawal yang membekalkan kuasa enjin kekal… Litar kuasa pemacu elektrik terdiri daripada: TV pengubah yang sepadan; penerus terkawal dipasang daripada 12 thyristor (V01 … V12) disambungkan dalam litar selari separuh gelombang enam fasa; pengehad arus L1 dan L2 dan motor DC M dengan pengujaan bebas. Pengubah tiga fasa TV mempunyai dua gegelung bekalan dan gegelung terlindung daripadanya untuk membekalkan litar kawalan. Belitan primer disambungkan dalam delta, belitan sekunder dalam bintang enam fasa dengan terminal neutral.

Kelemahan pemacu sedemikian adalah kerumitan sistem kawalan, kehadiran pengumpul arus berus, yang mengurangkan kebolehpercayaan motor, serta kos yang tinggi.

Kemajuan dalam bidang elektronik dan kemunculan bahan elektrik baru telah mengubah keadaan dalam bidang teknologi servo. Kemajuan terkini membolehkan untuk mengimbangi kerumitan kawalan pemacu AC dengan mikropengawal moden dan transistor kuasa voltan tinggi berkelajuan tinggi. Magnet kekal, diperbuat daripada aloi neodymium-iron-boron dan samarium-kobalt, kerana keamatan tenaga yang tinggi, dengan ketara meningkatkan ciri-ciri motor segerak dengan magnet pada pemutar, sambil mengurangkan berat dan dimensinya. Akibatnya, ciri dinamik pemacu telah bertambah baik, dan dimensinya telah dikurangkan.Trend ke arah motor AC tak segerak dan segerak amat ketara dalam sistem servo, yang secara tradisinya berasaskan pemacu elektrik DC.

Servo tak segerak

Motor elektrik tak segerak adalah yang paling popular dalam industri kerana reka bentuknya yang ringkas dan boleh dipercayai pada kos yang rendah. Walau bagaimanapun, motor jenis ini merupakan objek kawalan yang kompleks dari segi tork dan kawalan kelajuan.Penggunaan mikropengawal berprestasi tinggi yang melaksanakan algoritma kawalan vektor dan sensor kelajuan digital resolusi tinggi membolehkan untuk mendapatkan julat kawalan kelajuan dan ciri-ciri ketepatan. pemacu elektrik tak segerak, tidak lebih buruk daripada pemacu servo segerak.

Pemacu aruhan AC dikawal frekuensi menukar kelajuan aci motor aruhan sangkar tupai menggunakan transistor atau penukar frekuensi thyristor yang menukar voltan satu fasa atau tiga fasa dengan frekuensi 50 Hz kepada voltan tiga fasa dengan frekuensi berubah-ubah dalam julat 0.2 hingga 400 Hz.

Hari ini penukar frekuensi ialah peranti bersaiz kecil (lebih kecil daripada motor elektrik tak segerak dengan kuasa serupa) pada asas semikonduktor moden, dikawal oleh mikropemproses terbina dalam. Pemacu elektrik tak segerak boleh ubah membolehkan anda menyelesaikan pelbagai masalah automasi pengeluaran dan penjimatan tenaga, khususnya peraturan tanpa langkah bagi kelajuan putaran atau kelajuan suapan mesin teknologi.

Dari segi kos, pemacu servo tak segerak mempunyai keunggulan yang tidak dapat dipertikaikan pada kuasa tinggi.

Servo segerak

Motor servo segerak ialah motor segerak tiga fasa dengan pengujaan magnet kekal dan sensor kedudukan rotor fotoelektrik. Mereka menggunakan sangkar tupai atau rotor magnet kekal. Kelebihan utama mereka ialah momen inersia pemutar yang rendah berbanding dengan tork yang dibangunkan. Motor ini berfungsi dalam kombinasi dengan penguat servo yang terdiri daripada penerus diod, bank kapasitor dan penyongsang berdasarkan suis transistor kuasa. Untuk melancarkan riak voltan diperbetulkan, penguat servo dilengkapi dengan blok kapasitor dan untuk menukar tenaga terkumpul dalam kapasitor pada saat brek — dengan transistor nyahcas dan rintangan balast, yang menyediakan brek dinamik yang berkesan.

Pemacu servo segerak frekuensi berubah bertindak balas dengan cepat, berfungsi dengan baik dengan sistem kawalan yang diprogramkan nadi, dan boleh digunakan dalam pelbagai industri di mana kualiti pemacu berikut diperlukan:

• kedudukan badan kerja dengan ketepatan yang tinggi;

• mengekalkan tork dengan ketepatan yang tinggi;

• mengekalkan kelajuan pergerakan atau memberi makan dengan ketepatan yang tinggi.

Pengeluar utama motor servo segerak dan pemacu berubah berdasarkannya ialah Mitsubishi Electric (Jepun) dan Sew-Evrodrive (Jerman).

Mitsubishi Electric mengeluarkan rangkaian pemacu servo kuasa rendah -Melservo-C dalam lima saiz dengan kuasa undian dari 30 hingga 750 W, kelajuan undian 3000 rpm dan tork terkadar dari 0.095 hingga 2.4 Nm.

Syarikat itu juga mengeluarkan pemacu servo frekuensi gamma kuasa sederhana dengan kuasa undian dari 0.5 hingga 7.0 kW, kelajuan undian dari 2000 rpm dan tork berkadar dari 2.4 hingga 33.4 Nm.

Pemacu servo siri MR-C Mitsubishi berjaya menggantikan motor stepper kerana sistem kawalannya serasi sepenuhnya (input nadi), tetapi pada masa yang sama ia bebas daripada kelemahan yang wujud pada motor stepper.

Motor servo MR-J2 (S) berbeza daripada yang lain dengan mikropengawal terbina dalam dengan memori lanjutan, yang mengandungi sehingga 12 atur cara kawalan. Pemacu servo sedemikian beroperasi tanpa kehilangan ketepatan pada keseluruhan julat kelajuan operasi. Salah satu kelebihan penting peranti adalah keupayaannya untuk mengimbangi "ralat terkumpul". Penguat servo hanya menetapkan semula motor servo "kepada sifar" selepas beberapa kitaran tugas atau pada isyarat daripada sensor.

Sew-Evrodrive membekalkan kedua-dua komponen individu dan pemacu servo lengkap dengan rangkaian penuh aksesori. Bidang aplikasi utama peranti ini ialah penggerak dan sistem kedudukan berkelajuan tinggi untuk alatan mesin yang diprogramkan.

Berikut ialah ciri utama motor servo segerak Sew-Evrodrive:

• tork permulaan - dari 1 hingga 68 Nm, dan dengan kehadiran kipas untuk penyejukan paksa - sehingga 95 Nm;

• kapasiti beban lampau — nisbah tork maksimum kepada tork permulaan — sehingga 3.6 kali;

• tahap perlindungan yang tinggi (IP65);

• termistor yang dibina ke dalam belitan stator mengawal pemanasan motor dan mengecualikan kerosakannya sekiranya berlaku apa-apa jenis beban berlebihan;

• sensor fotoelektrik berdenyut 1024 denyutan/pulangan. menyediakan julat kawalan kelajuan sehingga 1:5000

Mari kita buat kesimpulan:

• dalam bidang pemacu servo boleh laras, terdapat kecenderungan untuk menggantikan pemacu elektrik DC dengan sistem kawalan analog dengan pemacu elektrik AC dengan sistem kawalan digital;

• pemacu elektrik tak segerak boleh laras berdasarkan penukar frekuensi bersaiz kecil moden membolehkan menyelesaikan pelbagai masalah automasi pengeluaran dan penjimatan tenaga dengan tahap kebolehpercayaan dan kecekapan yang tinggi. Adalah disyorkan bahawa pemacu ini digunakan untuk pelarasan lancar kadar suapan dalam mesin dan mesin kerja kayu;

• pemacu servo tak segerak mempunyai kelebihan yang tidak dapat dipertikaikan berbanding yang segerak pada kuasa tinggi dan tork melebihi 29-30 N / m (contohnya, pemacu putaran gelendong dalam mesin pengelupasan);

• jika kelajuan tinggi diperlukan (tempoh kitaran automatik tidak melebihi beberapa saat) dan nilai tork yang dibangunkan adalah sehingga 15-20 N / m, pemacu servo boleh laras berdasarkan motor segerak dengan pelbagai jenis sensor harus , yang memungkinkan untuk melaraskan kelajuan putaran sehingga 6000 rpm tanpa mengurangkan momen;

• Pemacu servo frekuensi berubah berdasarkan motor segerak AC membolehkan penciptaan sistem kedudukan pantas tanpa menggunakan CNC.

Cara memasang dan menjajarkan enjin dengan betul

Kaedah mendiagnosis kerosakan motor elektrik tak segerak

Bagaimana untuk menentukan penjimatan tenaga elektrik apabila menggantikan motor elektrik tak segerak yang dipunggah dengan motor elektrik berkuasa rendah

Bagaimana untuk menghidupkan motor elektrik tiga fasa dalam rangkaian fasa tunggal tanpa gulung semula

Jenis perlindungan elektrik bagi motor elektrik tak segerak

Perlindungan termistor (posistor) motor elektrik

Bagaimana untuk menentukan suhu belitan motor AC dengan rintangannya

Bagaimana untuk meningkatkan faktor kuasa tanpa memberi pampasan kapasitor

Bagaimana untuk mengelakkan kerosakan pada penebat belitan stator motor aruhan

Bagaimana parameter motor aruhan tiga fasa berubah dalam keadaan selain daripada nominal