Los proveedores de equipos de frenado servo de bajo consumo le recuerdan que los servocontroladores se utilizan para accionar servomotores, que pueden ser motores paso a paso o motores asíncronos de CA. Se utilizan principalmente para lograr un posicionamiento rápido y preciso, y se utilizan comúnmente en situaciones donde se requiere alta precisión en operaciones de arranque y parada.
Un convertidor de frecuencia está diseñado para convertir la corriente alterna (CA) en una corriente adecuada para regular la velocidad del motor y accionarlo. Actualmente, algunos convertidores de frecuencia también pueden servocontrolar, lo que significa que pueden accionar servomotores, pero los servoaccionamientos y los convertidores de frecuencia siguen siendo diferentes. ¿Cuál es la diferencia entre un servoaccionamiento y un convertidor de frecuencia? Consulte el desglose proporcionado por el editor.
Dos definiciones
Un convertidor de frecuencia es un dispositivo de control de energía eléctrica que utiliza la función de encendido y apagado de dispositivos semiconductores de potencia para convertir la fuente de alimentación a frecuencia industrial a otra frecuencia. Puede lograr funciones como arranque suave, regulación de velocidad de frecuencia variable, mejora de la precisión operativa y modificación de los factores de potencia de motores asíncronos de CA.
El convertidor de frecuencia puede accionar motores de frecuencia variable y motores de CA ordinarios, y actúa principalmente como regulador de la velocidad del motor.
Un convertidor de frecuencia generalmente consta de cuatro partes: unidad rectificadora, condensador de alta capacidad, inversor y controlador.
Un servosistema es un sistema de control automático que permite que las variables de salida, como la posición, la orientación y el estado de un objeto, sigan cualquier cambio en el valor de entrada (o valor dado). Su función principal es amplificar, transformar y regular la potencia según los requisitos del comando de control, lo que hace que el control de par, velocidad y posición de la salida del dispositivo de accionamiento sea muy flexible y práctico.
Un servosistema es un sistema de control de retroalimentación que se utiliza para seguir o reproducir con precisión un proceso. También se conoce como sistema de seguimiento. En muchos casos, un servosistema se refiere específicamente a un sistema de control de retroalimentación donde la variable controlada (salida del sistema) es el desplazamiento mecánico, la velocidad de desplazamiento o la aceleración. Su función es garantizar que el desplazamiento mecánico de salida (o ángulo de rotación) siga con precisión el desplazamiento de entrada (o ángulo de rotación). La composición estructural de los servosistemas no difiere fundamentalmente de otros tipos de sistemas de control de retroalimentación.
Los servosistemas se pueden dividir en electromecánicos, hidráulicos y neumáticos, según el tipo de componentes de accionamiento. El servosistema más básico incluye servoactuadores (motores, cilindros hidráulicos), componentes de retroalimentación y servocontroladores. Para que el servosistema funcione correctamente, también se necesita un mecanismo de alto nivel (PLC) y tarjetas de control de movimiento especializadas (computadoras de control industrial y tarjetas PCI) para enviar instrucciones a los servoaccionamientos.
Principio de funcionamiento de ambos
El principio de regulación de velocidad de un convertidor de frecuencia está limitado principalmente por cuatro factores: la velocidad n del motor asíncrono, la frecuencia f del motor asíncrono, la tasa de deslizamiento del motor s y el número de polos p del motor. La velocidad n es proporcional a la frecuencia f, y cambiar esta frecuencia puede cambiar la velocidad del motor. Cuando la frecuencia f varía dentro del rango de 0 a 50 Hz, el rango de ajuste de la velocidad del motor es muy amplio. La regulación de velocidad de frecuencia variable se logra cambiando la frecuencia de la fuente de alimentación del motor para ajustar la velocidad. El método principal utilizado es CA-CC-CA, que primero convierte la fuente de alimentación de CA a frecuencia industrial en fuente de alimentación de CC mediante un rectificador, y luego convierte la fuente de alimentación de CC en fuente de alimentación de CA con frecuencia y voltaje controlables para alimentar el motor. El circuito de un convertidor de frecuencia generalmente consta de cuatro partes: rectificador, enlace intermedio de CC, inversor y control. La parte de rectificación es un rectificador no controlado de puente trifásico, la parte del inversor es un inversor de puente trifásico IGBT y la salida es una forma de onda PWM. El enlace de CC intermedio incluye filtrado, almacenamiento de energía de CC y amortiguamiento de potencia reactiva.
El principio de funcionamiento de un servosistema se basa simplemente en el control de lazo abierto de un motor de CA/CC, donde las señales de velocidad y posición se realimentan al controlador mediante codificadores rotatorios, transformadores rotatorios, etc., para un control PID de retroalimentación negativa de lazo cerrado. Además, con el lazo cerrado de corriente dentro del controlador, la precisión y la respuesta temporal de la salida del motor respecto al valor establecido se mejoran considerablemente gracias a estos tres ajustes de lazo cerrado. El servosistema es un sistema seguidor dinámico, y el equilibrio en estado estacionario que se logra también es dinámico.
La diferencia entre los dos
La tecnología de los servomotores de CA se basa en la tecnología de conversión de frecuencia. Basándose en el control servo de los motores de CC, imita el método de control de estos últimos mediante el método PWM de conversión de frecuencia. En otras palabras, los servomotores de CA deben contar con un proceso de conversión de frecuencia: la conversión de frecuencia consiste en rectificar primero la corriente alterna (CA) de 50 o 60 Hz en CC y luego convertirla en una forma de onda de frecuencia ajustable, similar a la electricidad de pulsos seno y coseno, mediante diversos transistores de puerta controlables (IGBT, IGCT, etc.) mediante la frecuencia portadora y el ajuste PWM. Gracias a la frecuencia ajustable, se puede ajustar la velocidad de los motores de CA (n = 60 f/p, n velocidad, f frecuencia, p pares de polos).
1. Diferentes capacidades de sobrecarga
Los servoaccionamientos generalmente tienen una capacidad de sobrecarga de 3 veces, que puede utilizarse para superar el momento de inercia de las cargas inerciales en el momento del arranque, mientras que los convertidores de frecuencia generalmente permiten una sobrecarga de 1,5 veces.
2. Precisión del control
La precisión de control de los servosistemas es mucho mayor que la de los convertidores de frecuencia, y la de los servomotores suele estar garantizada por el codificador rotatorio en la parte trasera del eje del motor. Algunos servosistemas incluso alcanzan una precisión de control de 1:1000.
3. Diferentes escenarios de aplicación
El control de frecuencia variable y el servocontrol son dos categorías de control. El primero pertenece al campo del control de transmisión, mientras que el segundo al del control de movimiento. Uno busca satisfacer los requisitos de aplicaciones industriales generales con indicadores de bajo rendimiento y un bajo costo. El otro busca alta precisión, alto rendimiento y alta respuesta.
4. Diferentes rendimientos de aceleración y desaceleración.
En vacío, el servomotor puede pasar de un estado estacionario a 2000 r/min en un máximo de 20 ms. El tiempo de aceleración del motor depende de la inercia del eje y de la carga. Normalmente, a mayor inercia, mayor tiempo de aceleración.
Competencia en el mercado entre servomotores y convertidores de frecuencia
Debido a las diferencias de rendimiento y funcionalidad entre los convertidores de frecuencia y los servos, sus aplicaciones no son muy similares y la principal competencia se centra en:
1. Competencia en contenidos tecnológicos
En el mismo sector, si el comprador tiene requisitos técnicos altos y complejos para la maquinaria, optará por servosistemas. De lo contrario, se optará por convertidores de frecuencia. La maquinaria de alta tecnología, como las máquinas herramienta CNC y los equipos electrónicos especializados, optará por servosistemas.
2. Competencia de precios
La mayoría de los compradores se preocupan por los costos y suelen pasar por alto la tecnología en favor de inversores más económicos. Como es bien sabido, el precio de los servosistemas es varias veces superior al de los convertidores de frecuencia.
Aunque la aplicación de servosistemas aún no está muy extendida, especialmente los nacionales, su uso es poco frecuente en comparación con los productos extranjeros. Sin embargo, con la aceleración de la industrialización, las personas irán comprendiendo gradualmente sus ventajas, y los compradores también las reconocerán. De igual manera, la tecnología servo nacional no dejará de avanzar, ya sea por sus lucrativas ganancias o por su compromiso histórico de revitalizar el país. Creemos que cada vez más fabricantes invertirán en la investigación y el desarrollo de servosistemas. En ese momento, se iniciará el auge de la industria servo en China.