Dodávatelia servo brzdových zariadení na úsporu energie pripomínajú, že servopohony sa používajú na pohon servomotorov, ktorými môžu byť krokové motory alebo striedavé asynchrónne motory. Používajú sa hlavne na dosiahnutie rýchleho a presného polohovania a bežne sa používajú v situáciách, kde je potrebná vysoká presnosť pri operáciách štart-stop.
Frekvenčný menič je určený na premenu striedavého prúdu na prúd vhodný na reguláciu otáčok motora, aby sa motor poháňal. V súčasnosti niektoré frekvenčné meniče dokážu dosiahnuť aj servo riadenie, čo znamená, že môžu poháňať servomotory, ale servopohony a frekvenčné meniče sa stále líšia! Aký je rozdiel medzi servom a frekvenčným meničom? Pozrite si rozpis, ktorý poskytol editor.
Dve definície
Frekvenčný menič je zariadenie na riadenie elektrickej energie, ktoré využíva funkciu zapnutia a vypnutia výkonových polovodičových súčiastok na prevod sieťového napájania na inú frekvenciu. Dokáže dosiahnuť funkcie, ako je mäkký štart, regulácia otáčok s premenlivou frekvenciou, zlepšenie presnosti prevádzky a zmena účinníkov pre asynchrónne striedavé motory.
Frekvenčný menič môže poháňať motory s premenlivou frekvenciou a bežné striedavé motory, pričom slúži hlavne ako regulátor otáčok motora.
Frekvenčný menič sa zvyčajne skladá zo štyroch častí: usmerňovacej jednotky, vysokokapacitného kondenzátora, meniča a regulátora.
Servosystém je automatický riadiaci systém, ktorý umožňuje, aby výstupné riadené premenné, ako je poloha, orientácia a stav objektu, sledovali akékoľvek zmeny vo vstupnom cieli (alebo danej hodnote). Hlavnou úlohou je zosilňovať, transformovať a regulovať výkon podľa požiadaviek riadiaceho povelu, čím sa riadenie krútiaceho momentu, rýchlosti a polohy výstupu hnacieho zariadenia stáva veľmi flexibilným a pohodlným.
Servosystém je systém riadenia so spätnou väzbou, ktorý sa používa na presné sledovanie alebo reprodukciu procesu. Tiež známy ako systém riadenia podľa pokynov. V mnohých prípadoch sa servosystém konkrétne vzťahuje na systém riadenia so spätnou väzbou, kde riadenou premennou (výstupom systému) je mechanický posun, rýchlosť posunu alebo zrýchlenie. Jeho funkciou je zabezpečiť, aby výstupný mechanický posun (alebo uhol natočenia) presne sledoval vstupný posun (alebo uhol natočenia). Štrukturálne zloženie servosystémov sa zásadne nelíši od iných foriem systémov riadenia so spätnou väzbou.
Servosystémy možno rozdeliť na elektromechanické servosystémy, hydraulické servosystémy a pneumatické servosystémy podľa typu použitých pohonných komponentov. Najzákladnejší servosystém zahŕňa servopohony (motory, hydraulické valce), komponenty spätnej väzby a servopohony. Ak chcete, aby servosystém fungoval plynule, potrebujete aj mechanizmus vyššej úrovne, PLC, a špecializované karty riadenia pohybu, priemyselné riadiace počítače + karty PCI, na odosielanie inštrukcií do servopohonov.
Princíp fungovania oboch
Princíp regulácie rýchlosti frekvenčného meniča je obmedzený hlavne štyrmi faktormi: rýchlosťou n asynchrónneho motora, frekvenciou f asynchrónneho motora, sklzovou rýchlosťou motora s a počtom pólov p motora. Rýchlosť n je úmerná frekvencii f a zmenou frekvencie f sa môže zmeniť rýchlosť motora. Keď sa frekvencia f mení v rozsahu 0 – 50 Hz, rozsah regulácie rýchlosti motora je veľmi široký. Regulácia rýchlosti s premenlivou frekvenciou sa dosahuje zmenou frekvencie napájania motora, čím sa upravuje rýchlosť. Hlavnou používanou metódou je AC-DC-AC, ktorá najprv premieňa striedavý zdroj sieťovej frekvencie na jednosmerný zdroj napájania cez usmerňovač a potom premieňa jednosmerný zdroj na striedavý zdroj napájania s regulovateľnou frekvenciou a napätím na napájanie motora. Obvod frekvenčného meniča sa vo všeobecnosti skladá zo štyroch častí: usmerňovania, medziľahlého jednosmerného spoja, meniča a riadenia. Usmerňovacia časť je trojfázový mostíkový neriadený usmerňovač, meničová časť je trojfázový mostíkový menič IGBT a výstup je PWM vlnový tvar. Medziľahlý jednosmerný spoj zahŕňa filtrovanie, akumuláciu jednosmernej energie a vyrovnávaciu pamäť jalového výkonu.
Princíp fungovania servosystému je jednoducho založený na riadení AC/DC motora v otvorenej slučke, kde sú signály rýchlosti a polohy privádzané späť do ovládača cez rotačné enkodéry, rotačné transformátory atď. pre PID reguláciu s uzavretou slučkou a negatívnou spätnou väzbou. Okrem toho sa vďaka uzavretej slučke prúdu vo vnútri ovládača vďaka týmto trom nastaveniam v uzavretej slučke výrazne zlepšujú presnosť a charakteristiky časovej odozvy výstupu motora v závislosti od nastavenej hodnoty. Servosystém je dynamický sledovací systém a dosiahnutá rovnováha v ustálenom stave je tiež dynamickou rovnováhou.
Rozdiel medzi nimi dvoma
Samotná technológia AC servomotorov čerpá z technológie frekvenčnej konverzie a využíva ju. Na základe servo riadenia jednosmerných motorov napodobňuje metódu riadenia jednosmerných motorov pomocou PWM metódy frekvenčnej konverzie. Inými slovami, AC servomotory musia mať proces frekvenčnej konverzie: frekvenčná konverzia spočíva v tom, že sa najprv usmerní striedavý prúd s frekvenciou 50 alebo 60 Hz na jednosmerný prúd a potom sa prostredníctvom rôznych ovládateľných hradlových tranzistorov (IGBT, IGCT atď.) invertuje do frekvenčne nastaviteľného tvaru vlny podobného sínusovému a kosínusovému impulznému prúdu prostredníctvom nosnej frekvencie a PWM nastavenia. Vďaka nastaviteľnej frekvencii je možné nastaviť rýchlosť striedavých motorov (n=60f/p, rýchlosť n, frekvencia f, p-páry p).
1. Rôzne preťažovacie kapacity
Servopohony majú vo všeobecnosti 3-násobnú preťažiteľnosť, ktorú možno využiť na prekonanie momentu zotrvačnosti zotrvačných záťaží v momente spustenia, zatiaľ čo frekvenčné meniče vo všeobecnosti umožňujú 1,5-násobné preťaženie.
2. Presnosť riadenia
Presnosť riadenia servosystémov je oveľa vyššia ako u frekvenčných meničov a presnosť riadenia servomotorov je zvyčajne zabezpečená rotačným enkodérom na zadnom konci hriadeľa motora. Niektoré servosystémy majú dokonca presnosť riadenia 1:1000.
3. Rôzne scenáre použitia
Riadenie s premenlivou frekvenciou a servoriadenie sú dve kategórie riadenia. Prvé patrí do oblasti riadenia prevodovky, zatiaľ čo druhé do oblasti riadenia pohybu. Jednou je splnenie požiadaviek všeobecných priemyselných aplikácií s nízkymi ukazovateľmi výkonu a sledovanie nízkych nákladov. Druhou je sledovanie vysokej presnosti, vysokého výkonu a vysokej odozvy.
4. Rôzny výkon pri zrýchľovaní a spomaľovaní
V stave bez záťaže dokáže servomotor prejsť zo stacionárneho stavu na 2000 ot./min. za maximálne 20 ms. Čas zrýchlenia motora súvisí so zotrvačnosťou hriadeľa motora a záťažou. Zvyčajne platí, že čím väčšia je zotrvačnosť, tým dlhší je čas zrýchlenia.
Trhová konkurencia medzi servopohonom a frekvenčným meničom
Vzhľadom na rozdiely vo výkone a funkčnosti medzi frekvenčnými meničmi a servopohonmi nie sú ich aplikácie veľmi podobné a hlavná konkurencia sa zameriava na:
1. Konkurencia v oblasti technologického obsahu
V rovnakej oblasti, ak má kupujúci vysoké a komplexné technické požiadavky na stroje, zvolí si servo systémy. V opačnom prípade si vyberie produkty s frekvenčnými meničmi. Vysokotechnologické stroje, ako sú CNC obrábacie stroje a špecializované elektronické zariadenia, si vyberú servo produkty.
2. Cenová konkurencia
Väčšina kupujúcich sa obáva nákladov a často prehliada technológiu v prospech lacnejších meničov. Ako je dobre známe, cena servosystémov je niekoľkonásobne vyššia ako cena frekvenčných meničov.
Hoci používanie servosystémov ešte nie je rozšírené, najmä domácich servosystémov, v porovnaní so zahraničnými servosystémami sa používajú zriedkavo. S urýchlením industrializácie si však ľudia postupne uvedomia výhody servosystémov a servosystémy si ich získajú aj kupujúci. Podobne sa ani domáca servosystémová technológia nezastaví, či už na základe lukratívnych ziskov alebo historického poslania oživiť krajinu. Veríme, že stále viac výrobcov bude investovať do výskumu a vývoja servosystémov. V tom čase to bude znamenať vrcholné obdobie čínskeho „servosystému“.