Mitkä ovat AC-servojärjestelmän komponentit?

An AC servojärjestelmä on hienostunut liikeohjausjärjestelmä, joka tunnetaan tarkkuudestaan, nopeudestaan ja dynaamisesta suorituskyvystään. Toisin kuin yksinkertaisemmat avoimen silmukan järjestelmät, servojärjestelmät käyttävät suljetun silmukan ohjausmekanismia, joka tarkkailee ja säätää jatkuvasti moottorin asentoa, nopeutta ja vääntömomenttia erittäin tarkkojen ja toistettavien liikkeiden saavuttamiseksi. Tällaisen järjestelmän muodostavien yksittäisten komponenttien ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää kaikille teollisuusautomaation, robotiikan tai korkean suorituskyvyn koneiden parissa työskenteleville.

AC-servojärjestelmän ydinkomponentit

Vaikka monimutkaisuus voi vaihdella, tyypillinen AC-servojärjestelmä koostuu pohjimmiltaan neljästä avainkomponentista, jotka toimivat yhdessä:

1. AC-servomoottori

The AC servomoottori on järjestelmän lihas, joka on vastuussa mekaanisen liikkeen tuottamisesta. Nämä ovat tyypillisesti kestomagneettisynkronimoottoreita (PMSM) tai induktiomoottoreita, jotka on suunniteltu korkeaan dynaamiseen vasteeseen. Tärkeimpiä ominaisuuksia ovat alhainen inertia, suuri tehotiheys ja erinomainen vääntömomentin hallinta laajalla nopeusalueella. Toisin kuin tavalliset AC-oikosulkumoottorit, servomoottorit on suunniteltu tarkkaan ohjaukseen, ja niissä on usein suurempi napaluku ja erikoiskäämityksiä vääntömomentin aaltoilun minimoimiseksi ja sujuvan toiminnan parantamiseksi. Ne on rakennettu kestämään nopeita kiihtyvyyttä, hidastuvuutta ja toistuvia suunnanmuutoksia, joten ne sopivat ihanteellisesti dynaamisiin sovelluksiin.

2. AC-servokäyttö

Usein pidetään järjestelmän aivoina AC servokäyttö (tunnetaan myös nimellä a servovahvistin , servo-ohjain , tai servo invertteri ) on elektroninen laite, joka vastaanottaa ohjaussignaaleja ulkoisesta ohjaimesta ja muuntaa ne tarkalleen tehoksi, joka tarvitaan servomoottorin käyttämiseen. Se toimii rajapintana ja hallitsee moottorin jännitettä, virtaa ja taajuutta sen saaman palautteen perusteella. Servokäyttö sisältää kehittyneitä ohjausalgoritmeja (kuten PID-säätimiä), joiden avulla se voi säätää tarkasti moottorin asentoa, nopeutta ja vääntömomenttia. Nykyaikaiset servokäytöt ovat erittäin älykkäitä, ja ne tarjoavat ominaisuuksia, kuten automaattisen virityksen, erilaisia ​​​​kommunikaatioprotokollia (esim. EtherCAT, PROFINET, CANopen) ja sisäänrakennettuja diagnostiikkaominaisuuksia, jotka yksinkertaistavat käyttöönottoa ja vianmääritystä.

3. Palautelaite

The palautelaite on järjestelmän silmät, jotka tarjoavat reaaliaikaista tietoa moottorin todellisesta sijainnista, nopeudesta tai molemmista. Nämä tiedot ovat tärkeitä suljetun silmukan ohjaukselle. Yleisimmät palautelaitteet ovat:

• Enkooderit: Nämä muuttavat kulma-asennon sähköisiksi signaaleiksi.

  • Inkrementtikooderit: Anna pulssit jokaiselle kierron lisäykselle, joita käytetään nopeuden ja suhteellisen sijainnin määrittämiseen.

  • Absoluuttiset kooderit: Tarjoa yksilöllinen digitaalinen koodi jokaiselle kulma-asemalle, säilyttäen sijaintitiedot jopa tehokatkon jälkeen.

• Ratkaisijat: Tukevat analogiset laitteet, jotka antavat absoluuttisen asennon palautetta, usein suositeltavina ankarissa ympäristöissä, koska ne kestävät iskuja ja tärinää.

• Hall-efektianturit: Joskus käytetään yksinkertaisemmissa servomoottoreissa roottorin asennon määrittämiseen kommutaatiota varten.

Takaisinkytkentälaite on asennettu suoraan servomoottoriin tai kuormaan, ja se välittää tarkat tiedot takaisin servokäyttöön, joka sitten vertaa todellista tilaa käskettyyn tilaan ja säätää moottorin tehoa sen mukaan.

4. Liikeohjain (tai PLC, jossa on liikkeenohjausominaisuudet)

The liikeohjain on järjestelmän strateginen suunnittelija. Se on keskuskomentoyksikkö, joka antaa ohjeita servokäytölle. Tämä voi olla erillinen liikeohjain, ohjelmoitava logiikkaohjain (PLC) integroiduilla liikkeenohjausmoduuleilla tai jopa PC-pohjainen ohjausjärjestelmä. Liikeohjain tallentaa halutut liikeprofiilit (esim. tietyt sijainnit, nopeudet, kiihdytysrampit) ja lähettää komennot servokäytölle. Se hallitsee monimutkaisia ​​moniakselisia koordinoituja liikkeitä, synkronointia ja yleistä toimintosarjaa koneelle tai robottijärjestelmälle. Liikeohjaimen hienostuneisuus sanelee servojärjestelmän saavuttamien liikkeiden monimutkaisuuden ja tarkkuuden.

Kuinka ne toimivat yhdessä

Näiden komponenttien välinen synergia tekee AC-servojärjestelmästä niin tehokkaan. Liikeohjain lähettää halutun liikekomennon AC servokäyttö . The servokäyttö laskee sitten tarvittavan jännitteen ja virran, jota käytetään AC servomoottori . Kun moottori liikkuu, palautelaite raportoi jatkuvasti todellisen sijaintinsa ja nopeudensa takaisin servokäytölle. Servokäyttö vertaa tätä palautetta käskettyihin arvoihin ja tekee välittömiä säätöjä varmistaakseen, että moottori seuraa tarkasti haluttua reittiä. Tämä jatkuva takaisinkytkentäsilmukka on suljetun silmukan ohjauksen ydin, joka takaa korkean tarkkuuden, toistettavuuden ja dynaamisen vasteen myös vaihtelevissa kuormitusolosuhteissa.

Näiden peruskomponenttien ymmärtäminen tarjoaa vankan perustan tehokkaiden automaatioratkaisujen suunnittelulle, toteuttamiselle ja ylläpidolle.