Что такое сервопривод?

Что такое сервопривод?

Сервопривод — это устройство, которое управляет серводвигателем на основе значений, установленных контроллером в сервосистеме.

Сервосистема — это система приводов двигателей, незаменимая для промышленного оборудования для высокоскоростного и точного управления, и не будет преувеличением сказать, что сервоприводы делают это возможным. Основная роль сервоприводов — подавать питание на серводвигатель, чтобы он мог выполнять свою работу в соответствии с крутящим моментом нагрузки двигателя.

Сервопривод можно разделить на две части: часть, которая выполняет преобразование мощности, и часть, которая определяет состояние двигателя и выполняет операции управления.

Применение сервоприводов

Сервоприводы используются совместно с двигателями в сервосистемах. Они имеют широкий спектр применения: от промышленного оборудования до станков.

Например, промышленные роботы, используемые на заводах по производству автомобилей, должны точно повторять заданные движения. Для этого необходимо точно подавать мощность, соизмеримую с нагрузкой на двигатель, необходимой для выполнения операции. Сервоприводы отслеживают состояние двигателя, одновременно подавая точную мощность, необходимую для достижения этого движения, и крутящий момент в определенное положение.

Другие подходящие приложения, где требуется точное движение, включают оборудование для производства полупроводников и медицинское оборудование.

Принцип работы сервоприводов

Основная функция сервоприводов — усиление. Они обеспечивают электрическую обратную связь, внимательно отслеживая состояние двигателя, включая угол поворота, скорость и ток, с помощью датчиков, чтобы обеспечить точное управление двигателем. Программируемый логический контроллер (ПЛК) или аналогичное устройство обычно используется в качестве контроллера для усиления, установки заданных значений и передачи информации.

Сервопривод обеспечивает необходимую мощность для управления целевыми заданными значениями, но для более точного управления необходимо контролировать, достигла ли работа серводвигателя заданных значений, и обеспечивать соответствующую обратную связь. Для этой цели сервоприводы обычно имеют встроенный датчик, называемый энкодером.

Энкодер состоит из диска с прорезью и встроенного фотодиода для определения угловой скорости и скорости двигателя. Поскольку диск вращается вместе с ротором двигателя, скорость и количество оборотов можно контролировать, обнаруживая оптические сигналы, проходящие через прорези.

Фотодиод обнаруживает эти оптические сигналы, преобразует их в электрический ток и подает его обратно на усилитель. Усилитель обычно использует метод широтно-импульсной модуляции (ШИМ) для управления двигателем путем преобразования переменного тока в постоянный, а затем в произвольную частоту. Этот блок состоит из секции преобразователя, секции сглаживающей схемы и секции инвертора. Информация энкодера обычно подается обратно в секцию инвертора.

Дополнительная информация о сервоприводах

1. Разница между инверторами и сервоприводами

С точки зрения управления двигателем инверторы и сервоприводы одинаковы, но у них очень разные характеристики, и их применение можно в целом разделить на две категории.

Инверторы
Инверторы имеют широкий спектр применения: от оборудования социальной инфраструктуры, такого как кондиционеры, лифты и эскалаторы, до промышленного оборудования и бытовой техники. Инверторы характеризуются способностью контролировать скорость двигателей и обеспечивать плавную и стабильную работу, особенно когда требуется непрерывная работа с низким энергопотреблением.

Сервопривод
Сервоприводы ценятся за их высокую точность, чему способствует их способность точно регулировать и контролировать скорость. Сервоприводы предпочтительны, когда требуется высокоскоростное, высокоточное управление положением движения машины.

2. Управление сервоприводами с обратной связью

Управление с замкнутым контуром обычно используется для сервоприводов на основе информации от датчика от энкодера. Однако на практике из-за усадки заготовки и несоосности между осями отклонение от желаемого движения может возникать даже при управлении с обратной связью. По этой причине существуют сервоприводы, которые обеспечивают различные функции фазовой компенсации.

Кроме того, в зависимости от времени управления, существуют ситуации, когда точная регулировка угловой скорости имеет решающее значение.

Например:

• Сокращение времени, необходимого для достижения требуемой скорости вращения и фазового угла во время запуска и выключения.
• Обеспечение постоянной скорости вращения во время нормальной работы.