Birgjar orkusparandi servóbremsubúnaðar minna á að servódrif eru notuð til að knýja servómótora, sem geta verið skrefmótorar eða AC ósamstilltir mótorar. Þeir eru aðallega notaðir til að ná hraðri og nákvæmri staðsetningu og eru almennt notaðir í aðstæðum þar sem mikil nákvæmni er nauðsynleg fyrir ræsingu og stöðvun.
Tíðnibreytir er hannaður til að breyta riðstraumi í straum sem hentar til að stjórna hraða mótorsins til að knýja mótorinn. Nú til dags geta sumir tíðnibreytar einnig náð servóstýringu, sem þýðir að þeir geta knúið servómótora, en servódrif og tíðnibreytar eru samt ólíkir! Hver er munurinn á servó og tíðnibreyti? Vinsamlegast skoðið sundurliðunina sem ritstjórinn veitir.
Tvær skilgreiningar
Tíðnibreytir er rafmagnsstýribúnaður sem notar kveikju-slökkt virkni aflgjafa hálfleiðara til að breyta aflgjafatíðni í aðra tíðni. Hann getur náð fram aðgerðum eins og mjúkri ræsingu, breytilegri tíðnihraðastjórnun, bættri rekstrarnákvæmni og breyttum aflstuðlum fyrir AC ósamstillta mótorar.
Tíðnibreytirinn getur knúið breytilega tíðnimótora og venjulega riðstraumsmótora, aðallega sem stjórnandi á hraða mótorsins.
Tíðnibreytir samanstendur venjulega af fjórum hlutum: jafnréttiseiningu, háafkastaþétti, inverter og stjórntæki.
Servókerfi er sjálfvirkt stjórnkerfi sem gerir kleift að úttaksstýrðar breytur eins og staðsetningu, stefnu og ástand hlutar fylgi öllum breytingum á inntaksmarkinu (eða gefnu gildi). Helsta verkefnið er að magna, umbreyta og stjórna aflinu í samræmi við kröfur stjórnskipunarinnar, sem gerir tog-, hraða- og staðsetningarstýringu úttaks drifbúnaðarins mjög sveigjanlega og þægilega.
Servókerfi er afturvirkt stýrikerfi sem notað er til að fylgja eða endurtaka ferli nákvæmlega. Einnig þekkt sem eftirfylgnikerfi. Í mörgum tilfellum vísar servókerfi sérstaklega til afturvirks stýrikerfis þar sem stýrða breytan (kerfisúttak) er vélræn tilfærsla, tilfærsluhraði eða hröðun. Hlutverk þess er að tryggja að vélræn tilfærsla (eða snúningshorn) úttaksins fylgi nákvæmlega tilfærslu (eða snúningshorni) inntaksins. Uppbygging servókerfa er ekki grundvallaratriðum frábrugðin öðrum gerðum afturvirkra stýrikerfa.
Servókerfi má skipta í rafsegulfræðileg servókerfi, vökvaservókerfi og loftservókerfi eftir gerð drifbúnaðar sem notaður er. Einfaldasta servókerfið inniheldur servóstýringar (mótora, vökvastrokka), afturvirka íhluti og servódrif. Ef þú vilt að servókerfið virki vel þarftu einnig hærra stigs kerfi, PLC, og sérhæfð hreyfistýringarkort, iðnaðarstýringartölvur + PCI kort, til að senda skipanir til servódrifs.
Vinnuregla beggja
Hraðastýringarreglan í tíðnibreyti er aðallega takmörkuð af fjórum þáttum: hraðanum n í ósamstillta mótornum, tíðninni f í ósamstillta mótornum, sliphraða mótorsins s og fjölda pólana p í mótornum. Hraðinn n er í réttu hlutfalli við tíðnina f og breyting á tíðninni f getur breytt hraða mótorsins. Þegar tíðnin f er á bilinu 0-50Hz er stillingarsvið hraða mótorsins mjög breitt. Breytileg tíðnihraðastýring er náð með því að breyta tíðni aflgjafa mótorsins til að stilla hraðann. Helsta aðferðin sem notuð er er AC-DC-AC, þar sem fyrst breytist tíðni riðstraums í jafnstraum í gegnum jafnstraumsleiðara og síðan breytist jafnstraumsaflið í riðstraum með stýrðri tíðni og spennu til að knýja mótorinn. Rásin í tíðnibreyti samanstendur almennt af fjórum hlutum: leiðréttingu, millistigi jafnstraumstengingar, invertera og stýringu. Leiðréttingarhlutinn er þriggja fasa brúarstýrður jafnstraumsleiðari, inverterhlutinn er IGBT þriggja fasa brúarinverter og úttakið er PWM bylgjuform. Milli-jafnstraumstengingin inniheldur síun, jafnstraumsorkugeymslu og biðminni á hvarfgjarnri orku.
Virkni servókerfis byggist einfaldlega á opinni lykkjustýringu á AC/DC mótor, þar sem hraða- og staðsetningarmerki eru send aftur til drifsins í gegnum snúningskóðara, snúningsspenna o.s.frv. fyrir lokaða lykkju PID-stýringu með neikvæðri afturvirkri spennu. Að auki, með lokuðum straumi inni í drifinu, batna nákvæmni og tímasvörunareiginleikar úttaks mótorsins eftir stillt gildi til muna með þessum þremur lokuðu lykkjustillingum. Servókerfið er kraftmikið fylgjakerfi og stöðugt jafnvægi sem náðst er einnig kraftmikið jafnvægi.
Munurinn á þessu tvennu
Tækni AC servósins sjálfs byggir á og notar tækni tíðnibreytingar. Byggt á servóstýringu jafnstraumsmótora hermir hún eftir stýriaðferð jafnstraumsmótora með PWM aðferð tíðnibreytingar. Með öðrum orðum, AC servómótorar verða að hafa tíðnibreytingarferli: tíðnibreytingin felst í því að leiðrétta fyrst riðstrauminn 50 eða 60Hz í jafnstraum og síðan umbreyta honum í tíðnistillanlega bylgjuform svipað og sinus og kósínus púlsrafmagn í gegnum ýmsa stýranlega hliðstransistora (IGBT, IGCT, o.s.frv.) með því að stilla burðartíðni og PWM. Vegna stillanlegrar tíðni er hægt að stilla hraða AC mótora (n = 60f/p, n hraði, f tíðni, p pólpör).
1. Mismunandi ofhleðslugeta
Servódrif hafa almennt þrefalda ofhleðslugetu, sem hægt er að nota til að yfirstíga tregðumoment tregðuálags við ræsingu, en tíðnibreytar leyfa almennt 1,5 falda ofhleðslu.
2. Nákvæmni stjórnunar
Stýringarnákvæmni servókerfa er mun meiri en tíðnibreyta og stýringarnákvæmni servómótora er venjulega tryggð með snúningskóðara aftan á mótorskaftinu. Sum servókerfi hafa jafnvel stýringarnákvæmni upp á 1:1000.
3. Mismunandi notkunarsviðsmyndir
Breytileg tíðnistýring og servóstýring eru tveir flokkar stýringar. Sú fyrri tilheyrir sviði gírstýringar, en sú síðari tilheyrir sviði hreyfistýringar. Önnur er að uppfylla kröfur almennra iðnaðarnota með lágum afköstum og leitast við lágan kostnað. Hin er að leitast við mikla nákvæmni, mikla afköst og mikla svörun.
4. Mismunandi hröðunar- og hraðaminnkunargeta
Við tómar aðstæður getur servómótorinn farið úr kyrrstöðu í 2000 snúninga á mínútu á ekki meira en 20 ms. Hröðunartími mótorsins er tengdur tregðu mótorskaftsins og álagsins. Venjulega, því meiri sem tregðan er, því lengri er hröðunartíminn.
Markaðssamkeppni milli servó og tíðnibreyta
Vegna mismunandi afkösta og virkni tíðnibreyta og servóa eru notkun þeirra ekki mjög svipuð og aðalkeppnin beinist að:
1. Samkeppni í tæknilegu efni
Á sama sviði, ef kaupandinn hefur miklar og flóknar tæknilegar kröfur um vélar, mun hann velja servókerfi. Annars verða tíðnibreytar vörur valdar. Hátæknivélar eins og CNC vélar og sérhæfður rafeindabúnaður munu velja servóvörur.
2. Verðsamkeppni
Flestir kaupendur hafa áhyggjur af kostnaði og líta oft fram hjá tækni og kjósa ódýrari invertera. Eins og vel þekkt er verð á servókerfum margfalt hærra en tíðnibreyta.
Þó að notkun servókerfa sé ekki enn útbreidd, sérstaklega innlend servókerfa, eru þau sjaldgæf í notkun samanborið við erlendar servókerfavörur. En með hraðari iðnvæðingu mun fólk smám saman átta sig á kostum servókerfa og kaupendur munu einnig viðurkenna servókerfa. Á sama hátt mun innlend servókerfatækni ekki hætta að þróast, hvort sem það byggir á arðbærum hagnaði eða tilfinningu fyrir sögulegu markmiði að endurlífga landið. Við teljum að fleiri og fleiri framleiðendur muni fjárfesta í rannsóknum og þróun servókerfa. Á þeim tíma mun það marka hámarkstímabil kínverskrar „servókerfaiðnaðar“.