Доставчиците на енергоспестяващо спирачно оборудване за серво двигатели ви напомнят, че серво драйверите се използват за управление на серво двигатели, които могат да бъдат стъпкови двигатели или асинхронни двигатели с променлив ток. Те се използват главно за постигане на бързо и точно позициониране и често се използват в ситуации, където е необходима висока прецизност при операции по стартиране и спиране.
Честотният преобразувател е предназначен да преобразува променливотоковия ток в ток, подходящ за регулиране на скоростта на двигателя, за да го задвижва. В днешно време някои честотни преобразуватели могат да постигнат и серво управление, което означава, че могат да управляват серво двигатели, но серво задвижванията и честотните преобразуватели все още са различни! Каква е разликата между серво и честотен преобразувател? Моля, вижте разбивката, предоставена от редактора.
Две дефиниции
Честотният преобразувател е устройство за управление на електрическа енергия, което използва функцията за включване и изключване на силови полупроводникови устройства, за да преобразува захранването с мрежова честота в друга честота. То може да постигне функции като плавно стартиране, регулиране на скоростта с променлива честота, подобряване на точността на работа и промяна на коефициентите на мощност за асинхронни двигатели с променлив ток.
Честотният преобразувател може да управлява двигатели с променлива честота и обикновени променливотокови двигатели, като служи главно като регулатор на скоростта на двигателя.
Честотният преобразувател обикновено се състои от четири части: токоизправител, кондензатор с голям капацитет, инвертор и контролер.
Серво системата е автоматична система за управление, която позволява на изходните контролирани променливи, като позиция, ориентация и състояние на обект, да следват всякакви промени във входната цел (или дадена стойност). Основната задача е да усилва, трансформира и регулира мощността според изискванията на управляващата команда, което прави управлението на въртящия момент, скоростта и позицията на изхода на задвижващото устройство много гъвкаво и удобно.
Серво системата е система за управление с обратна връзка, използвана за точно следване или възпроизвеждане на процес. Известна е още като система за проследяване. В много случаи серво система се отнася по-специално до система за управление с обратна връзка, където контролираната променлива (изходът на системата) е механично преместване, скорост на преместване или ускорение. Нейната функция е да гарантира, че изходното механично преместване (или ъгъл на завъртане) точно следва входното преместване (или ъгъл на завъртане). Структурният състав на серво системите не се различава коренно от другите форми на системи за управление с обратна връзка.
Серво системите могат да бъдат разделени на електромеханични серво системи, хидравлични серво системи и пневматични серво системи според вида на използваните задвижващи компоненти. Най-основната серво система включва серво задвижвания (мотори, хидравлични цилиндри), компоненти за обратна връзка и серво драйвери. Ако искате серво системата да работи гладко, ви е необходим и механизъм от по-високо ниво, PLC, и специализирани карти за управление на движението, индустриални управляващи компютри + PCI карти, за да се изпращат инструкции към серво задвижванията.
Принцип на работа и на двете
Принципът на регулиране на скоростта на честотния преобразувател е ограничен главно от четири фактора: скоростта n на асинхронния двигател, честотата f на асинхронния двигател, скоростта на хлъзгане на двигателя s и броя на полюсите p на двигателя. Скоростта n е пропорционална на честотата f и промяната на честотата f може да промени скоростта на двигателя. Когато честотата f варира в диапазона от 0-50Hz, диапазонът на регулиране на скоростта на двигателя е много широк. Регулирането на скоростта с променлива честота се постига чрез промяна на честотата на захранването на двигателя, за да се регулира скоростта. Основният използван метод е AC-DC-AC, който първо преобразува променливотоковото захранване с мрежова честота в постояннотоково захранване чрез токоизправител, а след това преобразува постояннотоковото захранване в променливотоково захранване с контролируема честота и напрежение за захранване на двигателя. Веригата на честотния преобразувател обикновено се състои от четири части: изправяне, междинна DC връзка, инвертор и управление. Изправителната част е трифазен мостов неконтролиран токоизправител, инверторната част е трифазен мостов инвертор IGBT, а изходът е PWM форма на вълната. Междинната DC връзка включва филтриране, съхранение на DC енергия и буфериране на реактивна мощност.
Принципът на работа на серво системата се основава на управление с отворен контур на AC/DC двигател, където сигналите за скорост и позиция се подават обратно към драйвера чрез ротационни енкодери, ротационни трансформатори и др. за PID управление с отрицателна обратна връзка в затворен контур. Освен това, с токовия затворен контур вътре в драйвера, характеристиките на точност и времева реакция на изхода на двигателя, следвайки зададената стойност, се подобряват значително чрез тези три настройки в затворен контур. Серво системата е динамична система с последователно управление и постигнатият стационарен баланс също е динамичен баланс.
Разликата между двете
Самата технология на AC серво двигателите се основава на и прилага технологията за честотно преобразуване. Базирана на серво управлението на DC двигатели, тя имитира метода на управление на DC двигатели чрез PWM метода на честотно преобразуване. С други думи, AC серво двигателите трябва да имат процес на честотно преобразуване: честотното преобразуване е първо да се коригира променливотоковият ток от 50 или 60Hz в постоянен ток, а след това да се инвертира в честотно регулируема форма на вълната, подобна на синусоидален и косинусоидален импулсен ток, чрез различни управляеми гейт транзистори (IGBT, IGCT и др.) чрез регулиране на носещата честота и PWM. Благодарение на регулируемата честота, скоростта на AC двигателите може да се регулира (n=60f/p, n скорост, f честота, p полюсни двойки).
1. Различни капацитети за претоварване
Серво задвижванията обикновено имат 3-кратна капацитет на претоварване, който може да се използва за преодоляване на инерционния момент на инерционните товари в момента на стартиране, докато честотните преобразуватели обикновено позволяват 1,5-кратно претоварване.
2. Точност на контрола
Точността на управление на серво системите е много по-висока от тази на честотните преобразуватели, а точността на управление на серво двигателите обикновено се осигурява от ротационния енкодер в задния край на вала на двигателя. Някои серво системи дори имат точност на управление от 1:1000.
3. Различни сценарии на приложение
Честотният контрол и серво контролът са две категории контрол. Първият принадлежи към областта на управлението на трансмисията, докато вторият принадлежи към областта на управлението на движението. Едната е насочена към задоволяване на изискванията на общите индустриални приложения с ниски показатели за производителност, стремейки се към ниска цена. Другата е насочена към висока прецизност, висока производителност и бърза реакция.
4. Различни характеристики на ускорение и забавяне
В условия на празен ход, серво моторът може да достигне от стационарно състояние до 2000 об/мин за не повече от 20 мс. Времето за ускорение на мотора е свързано с инерцията на вала на мотора и натоварването. Обикновено, колкото по-голяма е инерцията, толкова по-дълго е времето за ускорение.
Пазарна конкуренция между серво и честотен преобразувател
Поради разликите в производителността и функционалността между честотните преобразуватели и сервомоторите, техните приложения не са много сходни и основната конкуренция е фокусирана върху:
1. Конкуренция в технологичното съдържание
В същата област, ако купувачът има високи и сложни технически изисквания към машините, той ще избере серво системи. В противен случай ще избере продукти с честотни преобразуватели. Високотехнологичните машини, като например CNC машини и специализирано електронно оборудване, ще изберат серво продукти.
2. Ценова конкуренция
Повечето купувачи са загрижени за разходите и често пренебрегват технологиите в полза на по-евтините инвертори. Както е добре известно, цената на серво системите е няколко пъти по-висока от тази на честотните преобразуватели.
Въпреки че приложението на серво системите все още не е широко разпространено, особено на местните серво системи, те рядко се използват в сравнение с чуждестранните серво продукти. Но с ускоряването на индустриализацията, хората постепенно ще осъзнаят предимствата на серво системите и серво системите също ще бъдат разпознавани от купувачите. По подобен начин, местните серво технологии няма да спрат да се развиват, независимо дали се основават на доходоносни печалби или на чувство за историческа мисия за съживяване на страната. Вярваме, че все повече производители ще инвестират в научноизследователска и развойна дейност в серво системите. По това време ще се отбележи пиковият период на китайската „серво индустрия“.