Servo pogon je upravljač koji se koristi za upravljanje servo motorima, a koji funkcionira slično kao pretvarač frekvencije koji djeluje na obični AC motor. Dio je servo sustava i uglavnom se koristi u sustavima visoke preciznosti za pozicioniranje.
Servo pogoni su važna komponenta moderne kontrole kretanja i naširoko se koriste u opremi za automatizaciju kao što su industrijski roboti i CNC obradni centri. Općenito, servo motori imaju tri načina upravljanja: način upravljanja položajem, način upravljanja zakretnim momentom i način upravljanja brzinom.
|
|
|
1. Kontrola položaja
Način upravljanja položajem općenito je određen frekvencijom vanjskih ulaznih impulsa za određivanje brzine rotacije i brojem impulsa za određivanje kuta rotacije. Neki servo motori također mogu izravno dodijeliti vrijednosti brzini i pomaku putem komunikacije. Budući da način pozicioniranja može imati strogu kontrolu nad brzinom i položajem, općenito se primjenjuje na uređaje za pozicioniranje.
2. Kontrola momenta
Metoda kontrole zakretnog momenta je postavljanje izlaznog zakretnog momenta osovine motora prema van putem vanjskog analognog ulaza ili izravne dodjele adrese. Postavljeni zakretni moment može se promijeniti trenutnom promjenom analogne postavke ili promjenom odgovarajuće vrijednosti adrese putem komunikacije.
Primjena je uglavnom u uređajima za namatanje i odmotavanje koji imaju stroge zahtjeve za materijal, kao što su uređaji za namatanje ili oprema za optička vlakna. Postavku zakretnog momenta treba promijeniti u bilo kojem trenutku u skladu s promjenom polumjera namota kako bi se osiguralo da se naprezanje materijala ne mijenja s promjenom polumjera namota.
3. Brzi način rada
Brzina rotacije može se kontrolirati analognim ulazom ili frekvencijom pulsa. U PID regulaciji vanjske petlje s gornjim regulacijskim uređajem, način rada brzine također se može pozicionirati, ali se signal položaja motora ili signal položaja izravnog opterećenja mora poslati natrag u gornju regulaciju radi izračuna. Način rada položaja također podržava izravno otkrivanje vanjskog prstena opterećenja signala položaja. U ovom trenutku, enkoder na kraju osovine motora detektira samo brzinu motora, a signal položaja daje uređaj za izravnu detekciju na kraju konačnog opterećenja. Prednost ovoga je što može smanjiti pogreške u međuprocesu prijenosa i povećati točnost pozicioniranja cijelog sustava.
Ako ne postoje zahtjevi za brzinu i položaj motora, sve dok je na izlazu konstantan zakretni moment, naravno, koristi se način zakretnog momenta.
Ako postoje određeni zahtjevi za preciznošću za položaj i brzinu, ali okretni moment u stvarnom vremenu nije previše važan, nije prikladno koristiti način rada zakretnog momenta. Bolje je koristiti način rada brzine ili položaja.
Ako gornji regulator ima dobru funkciju upravljanja zatvorenom petljom, učinak upravljanja brzinom bit će bolji. Ako zahtjevi nisu jako visoki ili u osnovi ne postoji zahtjev u stvarnom vremenu, treba usvojiti metodu kontrole položaja.
Servo pogoni, također poznati kao "servo kontroleri" ili "servo pojačala", vrsta su kontrolera koji se koriste za upravljanje servo motorima. Njihova je funkcija slična funkciji pretvarača frekvencije koji djeluje na obični AC motor i dio su servo sustava. Uglavnom se koriste u sustavima visoke preciznosti za pozicioniranje. Općenito, servo motorima se upravlja putem tri metode: položajem, brzinom i momentom kako bi se postiglo visoko precizno pozicioniranje prijenosnog sustava. Trenutno je to vrhunski proizvod u tehnologiji prijenosa.
Servo pogoni su važna komponenta moderne kontrole kretanja i naširoko se koriste u opremi za automatizaciju kao što su industrijski roboti i CNC obradni centri. Osobito za servo pogone koji se koriste za upravljanje sinkronim motorima s trajnim magnetima izmjenične struje, oni su postali žarište istraživanja kako u zemlji tako iu inozemstvu. Trenutačni dizajn komunikacijskih servo pogona obično usvaja algoritam zatvorene petlje upravljanja strujom, brzinom i položajem koji se temelji na vektorskoj kontroli. Racionalnost dizajna zatvorene petlje brzine u ovom algoritmu igra ključnu ulogu u performansama cijelog sustava servo upravljanja, posebno u smislu upravljanja brzinom.
Točnost mjerenja brzine rotora motora u stvarnom vremenu ključna je za poboljšanje dinamičkih i statičkih karakteristika upravljanja brzinom u petlji brzine servo pogona. Kako bi se postigla ravnoteža između točnosti mjerenja i cijene sustava, inkrementalni fotoelektrični enkoderi općenito se koriste kao senzori brzine, a odgovarajuća uobičajeno korištena metoda mjerenja brzine je metoda mjerenja brzine M/T. Iako metoda mjerenja brzine M/T ima određenu točnost mjerenja i širok raspon mjerenja, ona ima inherentne nedostatke, koji uglavnom uključuju:
1. Najmanje jedan potpuni impuls kodnog kotača mora se otkriti tijekom ciklusa mjerenja brzine, što ograničava minimalnu mjerljivu brzinu;
2. Teško je striktno održavati sinkronizaciju vremenskih sklopki dvaju kontrolnih sustava koji se koriste za mjerenje brzine, a točnost mjerenja brzine ne može se jamčiti u scenarijima mjerenja s velikim promjenama brzine. Stoga je tradicionalnom shemom dizajna petlje brzine koja koristi ovu metodu mjerenja brzine teško poboljšati praćenje brzine i performanse upravljanja servo pogonima
Trenutačno glavni servo pogoni koriste digitalne signalne procesore (DSP) kao kontrolnu jezgru, koja može implementirati složene upravljačke algoritme, postići digitalizaciju, umrežavanje i inteligenciju. Uređaji za napajanje obično koriste pogonske krugove dizajnirane s inteligentnim modulima napajanja (IPM) kao jezgrom. IPM-ovi interno integriraju pogonske krugove i imaju krugove za otkrivanje grešaka i zaštitu od prenapona, prekostruje, pregrijavanja, preniskog napona itd. Krugovi za meko pokretanje također se dodaju glavnom krugu kako bi se smanjio utjecaj procesa pokretanja na pokretački program. Energetska pogonska jedinica prvo ispravlja ulaznu trofaznu struju ili struju iz mreže kroz trofazni ispravljački krug punog mosta kako bi se dobila odgovarajuća istosmjerna snaga. Nakon ispravljanja, trofazno napajanje ili mrežno napajanje koristi se za pogon trofaznog sinkronog izmjeničnog servo motora s permanentnim magnetom kroz pretvarač frekvencije trofaznog sinusnog PWM napona. Cijeli proces pogonske jedinice može se jednostavno opisati kao AC-DC-AC proces. Glavni topološki krug ispravljačke jedinice (AC-DC) je trofazni puni most nereguliranog ispravljačkog kruga.
S velikom primjenom servo sustava, korištenje, otklanjanje pogrešaka i održavanje servo pogona danas su važna tehnička pitanja za servo pogone. Sve više i više pružatelja usluga tehnologije industrijske kontrole provelo je dubinsko tehničko istraživanje o servo pogonima.
Servo pogoni su važna komponenta moderne kontrole kretanja i naširoko se koriste u opremi za automatizaciju kao što su industrijski roboti i CNC obradni centri. Osobito za servo pogone koji se koriste za upravljanje sinkronim motorima s trajnim magnetima izmjenične struje, oni su postali žarište istraživanja kako u zemlji tako iu inozemstvu. Trenutačni dizajn komunikacijskih servo pogona obično usvaja algoritam zatvorene petlje upravljanja strujom, brzinom i položajem koji se temelji na vektorskoj kontroli. Racionalnost dizajna zatvorene petlje brzine u ovom algoritmu igra ključnu ulogu u performansama cijelog sustava servo upravljanja, posebno u smislu upravljanja brzinom.