Ổ đĩa servo
Ổ đĩa servo, còn được gọi là "bộ điều khiển servo" hoặc "bộ khuếch đại servo", là bộ điều khiển được sử dụng để điều khiển động cơ servo. Chức năng của chúng tương tự như bộ chuyển đổi tần số trên động cơ AC thông thường. Chúng là một phần của hệ thống servo và chủ yếu được sử dụng trong các hệ thống định vị chính xác cao -. Chúng thường điều khiển động cơ servo bằng cách sử dụng vị trí, tốc độ và mô -men xoắn để đạt được vị trí chính xác - cao trong các hệ thống truyền. Chúng là một sản phẩm cuối - trong công nghệ truyền tải.
Dòng sản phẩm và hướng dẫn lựa chọn Tongghang
Ổ đĩa servo là gì?
Ổ đĩa servo là một thành phần quan trọng của điều khiển chuyển động hiện đại và được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị tự động như robot công nghiệp và trung tâm gia công CNC. Cụ thể, các ổ đĩa servo được sử dụng để điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu AC đã trở thành một chủ đề nóng của nghiên cứu cả trong nước và quốc tế. Các thiết kế ổ đĩa AC hiện tại thường sử dụng thuật toán điều khiển vòng lặp ba - dựa trên điều khiển vector: hiện tại, tốc độ và vị trí. Tính hợp lý của tốc độ đã đóng - Thiết kế vòng lặp trong thuật toán này đóng vai trò chính trong hệ thống điều khiển servo tổng thể, đặc biệt là trong hiệu suất điều khiển tốc độ.
Trong vòng lặp tốc độ của Drive Drive -, độ chính xác của phép đo tốc độ rôto động cơ thời gian real- là rất quan trọng để cải thiện các đặc tính động và tĩnh của điều khiển tốc độ của vòng lặp tốc độ. Để đạt được sự cân bằng giữa độ chính xác đo lường và chi phí hệ thống, bộ mã hóa quang điện gia tăng thường được sử dụng làm cảm biến tốc độ và phương pháp đo tốc độ thường được sử dụng tương ứng là phương pháp đo tốc độ MT. Mặc dù phương pháp đo tốc độ MIT cung cấp một mức độ chính xác đo lường nhất định và phạm vi đo rộng, nhưng nó có những nhược điểm vốn có, chủ yếu:
1) Nó yêu cầu ít nhất một xung mã hóa hoàn chỉnh được phát hiện trong chu kỳ đo tốc độ, giới hạn tốc độ đo được tối thiểu;
2) Hai công tắc hẹn giờ hệ thống điều khiển được sử dụng để đo tốc độ rất khó để duy trì đồng bộ hóa nghiêm ngặt, khiến độ chính xác của phép đo tốc độ không đáng tin cậy trong các tình huống với các biến thể tốc độ lớn. Do đó, các thiết kế vòng lặp tốc độ thông thường sử dụng phương pháp đo tốc độ này đấu tranh để cải thiện hiệu suất theo dõi tốc độ và điều khiển của các ổ đĩa servo.
Cách thức hoạt động của servo
Các servo chính điều khiển tất cả sử dụng bộ xử lý tín hiệu số (DSP) làm lõi điều khiển của chúng, có thể thực hiện các thuật toán kiểm soát tương đối phức tạp và đạt được số hóa, kết nối mạng và trí thông minh. Các thiết bị năng lượng thường sử dụng các mạch ổ đĩa được thiết kế với các mô -đun năng lượng thông minh (IPM) làm lõi. IPM tích hợp mạch ổ đĩa bên trong và cũng có các mạch phát hiện và bảo vệ lỗi như quá điện áp, quá dòng, quá nóng và quá điện áp. Một mạch khởi động mềm cũng được thêm vào mạch chính để giảm tác động của quá trình khởi động trên ổ đĩa. Đơn vị ổ đĩa điện đầu tiên chỉnh lưu ba đầu vào - công suất pha hoặc nguồn điện chính thông qua ba - pha đầy đủ - Mạch chỉnh lưu cầu để thu được dòng điện trực tiếp tương ứng. Ba được chỉnh lưu - công suất pha hoặc nguồn điện chính sau đó được chuyển đổi thành ba - Pha điện áp pwm - biến tần để điều khiển ba {}}}}}}}} Toàn bộ quá trình của đơn vị ổ đĩa điện có thể được mô tả đơn giản là một quá trình AC - dc - ac. Mạch cấu trúc liên kết chính của đơn vị chỉnh lưu (AC - DC) là ba - pha đầy đủ - CRIDEL CRITUNTER CRACTIFIER.
Với việc áp dụng rộng rãi các hệ thống servo, hoạt động của servo, vận hành và bảo trì là tất cả các vấn đề kỹ thuật quan trọng đối với các ổ đĩa servo ngày nay. Một số lượng ngày càng tăng của các nhà sản xuất ổ đĩa servo đang tiến hành trong - Nghiên cứu kỹ thuật độ sâu trên các ổ đĩa servo.
Ổ đĩa servo là một thành phần quan trọng của điều khiển chuyển động hiện đại và được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị tự động hóa như robot công nghiệp và trung tâm gia công CNC. Cụ thể, các ổ đĩa servo được sử dụng để điều khiển động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu AC đã trở thành một điểm nóng nghiên cứu cả trong nước và quốc tế. Các thiết kế ổ đĩa AC hiện tại thường sử dụng thuật toán điều khiển vòng lặp ba - dựa trên điều khiển vector: hiện tại, tốc độ và vị trí. Tính hợp lý của tốc độ đã đóng - Thiết kế vòng lặp trong thuật toán này đóng vai trò chính trong hệ thống điều khiển servo tổng thể, đặc biệt là trong hiệu suất điều khiển tốc độ.
Khu vực ứng dụng:Ổ đĩa servo được sử dụng rộng rãi trong máy ép phun, máy móc dệt, máy móc đóng gói, công cụ máy CNC, v.v.
Servo điều khiển các yêu cầu cơ bản
1. Phạm vi quy định tốc độ rộng
2. Độ chính xác định vị cao
3. Độ cứng truyền đủ và ổn định tốc độ cao
4. Phản hồi nhanh không có sự vượt quá
Để đảm bảo năng suất và chất lượng gia công, ngoài độ chính xác định vị cao, các đặc điểm phản ứng nhanh tuyệt vời cũng được yêu cầu. Điều này có nghĩa là phản hồi phải theo dõi tín hiệu lệnh. Điều này là do các hệ thống CNC yêu cầu gia tốc và giảm tốc đủ lớn trong quá trình khởi động và phanh để rút ngắn thời gian chuyển tiếp của hệ thống thức ăn và giảm thiểu các lỗi chuyển tiếp bánh xe.
5. Mô -men xoắn cao ở tốc độ thấp và khả năng quá tải mạnh
Nói chung, các ổ đĩa servo có công suất quá tải hơn 1,5 lần tốc độ trong vài phút hoặc thậm chí nửa giờ, và có thể chịu được quá tải quá 4 đến 6 lần tốc độ trong thời gian ngắn mà không bị hư hại.
6. Độ tin cậy cao
Hệ thống ổ đĩa thức ăn của công cụ máy CNC phải có độ tin cậy cao và độ ổn định hoạt động tuyệt vời, khả năng thích ứng mạnh mẽ với các yếu tố môi trường như nhiệt độ, độ ẩm và độ rung và khả năng nhiễu chống - mạnh.
Yêu cầu động cơ
1) Động cơ phải hoạt động trơn tru từ tốc độ thấp nhất đến tốc độ cao nhất, với dao động mô -men xoắn tối thiểu. Đặc biệt ở tốc độ thấp, chẳng hạn như 0,1 vòng / phút hoặc thấp hơn, nó phải duy trì tốc độ ổn định mà không cần bất kỳ sự leo núi nào.
2) Động cơ phải có một thuật ngữ quá tải lớn, dài- để đáp ứng các yêu cầu của tốc độ thấp và mô -men xoắn cao. Nói chung, động cơ servo DC được yêu cầu phải chịu được quá tải từ 4 đến 6 lần mô -men xoắn định mức của chúng trong vài phút mà không bị hỏng.
3) Để đáp ứng các yêu cầu của phản ứng nhanh, động cơ phải có một khoảnh khắc quán tính nhỏ và mô -men xoắn cao, với hằng số thời gian nhỏ nhất có thể và điện áp bắt đầu.
4) Động cơ phải có khả năng chịu được khởi động, phanh và đảo ngược thường xuyên.
Nền tảng kiểm tra ổ đĩa servo
Chủ yếu có các loại nền tảng thử nghiệm sau đây cho các ổ đĩa servo: một nền tảng thử nghiệm sử dụng phản hồi lẫn nhau giữa các ổ đĩa servo và động cơ, một nền tảng thử nghiệm sử dụng tải mô phỏng có thể điều chỉnh, nền tảng thử nghiệm sử dụng động cơ truyền động nhưng không tải, nền tảng thử nghiệm sử dụng động cơ truyền động để kéo tải trọng vốn có và sử dụng các phương pháp thử nghiệm trực tuyến.
1. Drive servo - Nền tảng kiểm tra phản hồi lẫn nhau
Hệ thống thử nghiệm này bao gồm bốn thành phần: ba - Trở lưu PWM pha, hệ thống động cơ servo - đang được kiểm tra, hệ thống động cơ tải servo - và máy chủ. Hai động cơ được kết nối thông qua một khớp nối. Ổ đĩa servo - Hệ thống động cơ đang hoạt động ở chế độ động cơ, trong khi động cơ tải hoạt động ở chế độ tạo. Ổ đĩa servo - Hệ thống động cơ đang hoạt động trong chế độ tốc độ vòng lặp -, điều khiển tốc độ của toàn bộ nền tảng thử nghiệm. Hệ thống động cơ tải servo - hoạt động trong chế độ mô -men xoắn vòng -}, thay đổi mô -men xoắn của động cơ tải bằng cách điều khiển các biến thể tải, mô phỏng của nó trên ổ đĩa servo đang được kiểm tra. Nền tảng kiểm tra phản hồi lẫn nhau này cho phép điều chỉnh tốc độ và mô -men xoắn linh hoạt, cho phép các thử nghiệm chức năng khác nhau. Máy tính máy chủ theo dõi toàn bộ hoạt động của hệ thống, ban hành các lệnh điều khiển cho hai ổ đĩa servo theo yêu cầu thử nghiệm. Nó cũng nhận, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu hoạt động.
Hệ thống thử nghiệm này sử dụng điều khiển vectơ hiệu suất - cao để điều khiển tốc độ và mô -men xoắn của động cơ được thử nghiệm và thiết bị tải tương ứng. Điều này mô phỏng hiệu suất động và tĩnh của ổ đĩa servo trong các điều kiện tải khác nhau, cho phép thử nghiệm toàn diện và chính xác của ổ đĩa servo. Tuy nhiên, do việc sử dụng hai ổ đĩa servo và một hệ thống động cơ, hệ thống thử nghiệm này cồng kềnh và không thể đáp ứng các yêu cầu di động. Hơn nữa, các mạch đo và điều khiển của hệ thống rất phức tạp và tốn kém.
2. Nền tảng kiểm tra sử dụng tải mô phỏng có thể điều chỉnh
Hệ thống thử nghiệm này bao gồm ba phần: hệ thống servo - Hệ thống động cơ đang được kiểm tra, tải mô phỏng có thể điều chỉnh và máy chủ máy chủ. Tải trọng mô phỏng có thể điều chỉnh, chẳng hạn như phanh bột từ tính hoặc máy đo lực điện, được kết nối với động cơ được thử nghiệm. Máy tính chủ và thẻ thu thập dữ liệu kiểm soát mô -men xoắn bằng cách kiểm soát tải mô phỏng có thể điều chỉnh, đồng thời thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu vận hành hệ thống servo. Bằng cách kiểm soát tải mô phỏng có thể điều chỉnh, hệ thống thử nghiệm này có thể mô phỏng hiệu suất động và tĩnh của ổ đĩa servo trong các điều kiện tải khác nhau, cho phép thử nghiệm toàn diện và chính xác của ổ đĩa servo. Tuy nhiên, hệ thống thử nghiệm này vẫn còn tương đối lớn, gây khó khăn cho việc di động. Hơn nữa, mạch đo và điều khiển của hệ thống rất phức tạp và tốn kém.
3. Sử dụng nền tảng thử nghiệm có động cơ truyền động nhưng không tải
Hệ thống thử nghiệm này bao gồm hai phần: ổ đĩa servo đang được thử nghiệm (DUT) và hệ thống động cơ và máy tính chủ. Máy tính máy chủ gửi tín hiệu lệnh tốc độ đến ổ đĩa servo, sau đó bắt đầu hoạt động phù hợp. Trong quá trình hoạt động, Mạch thu thập dữ liệu và máy chủ của máy chủ thu thập dữ liệu hoạt động của hệ thống servo, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu. Bởi vì động cơ trong hệ thống thử nghiệm này được dỡ xuống, nó tương đối nhỏ hơn hai hệ thống thử nghiệm trước đó và mạch đo và điều khiển của nó đơn giản hơn. Tuy nhiên, điều này cũng làm cho nó không thể mô phỏng các điều kiện hoạt động thực tế của ổ đĩa servo. Thông thường, loại hệ thống thử nghiệm này chỉ được sử dụng để kiểm tra tốc độ và độ dịch chuyển góc của DUT trong NO - điều kiện tải và không thể cung cấp thử nghiệm toàn diện và chính xác của ổ đĩa servo.
4. Nền tảng kiểm tra sử dụng động cơ điều hành để kéo tải vốn có
Hệ thống thử nghiệm này bao gồm ba thành phần: hệ thống servo - Hệ thống động cơ đang được kiểm tra, tải vốn có của hệ thống và máy tính chủ. Máy tính máy chủ gửi tín hiệu lệnh tốc độ đến ổ đĩa servo và hệ thống servo bắt đầu hoạt động theo lệnh. Trong quá trình hoạt động, Mạch thu thập dữ liệu và máy chủ lưu trữ thu thập dữ liệu vận hành từ hệ thống servo, sau đó được lưu trữ, phân tích và hiển thị.
Hệ thống thử nghiệm này sử dụng tải trọng vốn có của hệ thống được kiểm tra, do đó, quá trình thử nghiệm phù hợp với các điều kiện hoạt động thực tế của ổ đĩa servo và cung cấp kết quả kiểm tra tương đối chính xác. Tuy nhiên, vì tải trọng vốn có của một số hệ thống được thử nghiệm không thể dễ dàng loại bỏ khỏi thiết bị, quá trình thử nghiệm chỉ có thể được thực hiện trên thiết bị, không thuận tiện lắm.
5. Nền tảng kiểm tra sử dụng phương pháp kiểm tra trực tuyến
Hệ thống thử nghiệm này chỉ bao gồm một hệ thống thu thập dữ liệu và đơn vị xử lý dữ liệu. Hệ thống thu thập kỹ thuật số thu thập và điều kiện các tín hiệu trạng thái hoạt động thời gian của Servo Drive - trong thiết bị, sau đó gửi chúng đến đơn vị xử lý dữ liệu để xử lý và phân tích. Đơn vị xử lý dữ liệu cuối cùng rút ra kết luận thử nghiệm. Bởi vì nó sử dụng các phương pháp thử nghiệm trực tuyến, hệ thống thử nghiệm này tương đối đơn giản về cấu trúc và loại bỏ sự cần thiết phải ngắt kết nối ổ đĩa servo khỏi thiết bị, làm cho thử nghiệm thuận tiện hơn. Loại hệ thống thử nghiệm này tiến hành các thử nghiệm hoàn toàn trong quá trình vận hành ổ đĩa servo thực tế, dẫn đến kết quả kiểm tra chính xác hơn. Tuy nhiên, do các đặc tính sản xuất và lắp ráp của nhiều ổ đĩa servo, việc chọn các vị trí cài đặt cho các cảm biến và các thành phần đo tín hiệu khác nhau trong hệ thống thử nghiệm này có thể là một thách thức. Hơn nữa, các lỗi ở các bộ phận khác của thiết bị có thể ảnh hưởng xấu đến hoạt động của Servo Drive, cuối cùng ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm.
Thông số ổ đĩa servo
Vị trí tăng tỷ lệ
1. Đặt mức tăng tỷ lệ của bộ điều chỉnh vòng lặp vị trí.
2. Một giá trị lớn hơn dẫn đến mức tăng cao hơn, độ cứng lớn hơn và độ trễ vị trí giảm theo cùng một tần số xung lệnh. Tuy nhiên, các giá trị quá mức có thể gây ra dao động hoặc vượt quá.
3. Giá trị tham số được xác định bởi mô hình hệ thống servo cụ thể và điều kiện tải.
Vị trí tăng lợi
1. Đặt mức tăng giả của vòng lặp vị trí.
2. Một giá trị lớn hơn dẫn đến độ trễ vị trí giảm theo bất kỳ tần số xung lệnh nào.
3. Một mức tăng áp cấp lớn hơn giúp cải thiện phản ứng tốc độ cao của hệ thống điều khiển, nhưng cũng có thể gây ra sự mất ổn định và dao động vị trí hệ thống.
4. Khi không cần phản hồi cao, tham số này thường được đặt thành 0. Phạm vi là 0 đến 100%.
Tốc độ tăng tỷ lệ
1. Đặt mức tăng tỷ lệ của bộ điều chỉnh tốc độ.
2. Cài đặt lớn hơn dẫn đến mức tăng cao hơn và độ cứng cao hơn. Giá trị tham số được xác định dựa trên mô hình hệ thống ổ đĩa servo cụ thể và điều kiện tải. Nói chung, quán tính tải càng lớn, giá trị cài đặt càng lớn.
3. Đặt giá trị tối đa miễn là hệ thống không dao động.
Hệ số bộ lọc phản hồi tốc độ
1. Đặt phản hồi tốc độ thấp - Đặc điểm bộ lọc Pass.
2. Giá trị lớn hơn làm giảm tần số cắt và giảm nhiễu động cơ. Nếu quán tính tải lớn, cài đặt có thể được giảm. Một giá trị lớn hơn có thể gây ra dao động do phản ứng thay đổi.
3. Một giá trị nhỏ hơn làm tăng tần số cắt và tăng phản hồi phản hồi tốc độ. Nếu cần phải giảm tốc độ tốc độ cao hơn, cài đặt có thể được giảm.
Cài đặt mô -men xoắn đầu ra tối đa
1. Đặt giới hạn mô -men xoắn bên trong của động cơ servo;
2. Cài đặt là một tỷ lệ phần trăm của mô -men xoắn định mức;
3. Giới hạn này áp dụng cho phạm vi hoàn thành định vị mọi lúc;
4. Đặt phạm vi xung hoàn thành định vị trong chế độ điều khiển vị trí;
5. Tham số này cung cấp cơ sở cho trình điều khiển để xác định liệu định vị có hoàn thành ở chế độ điều khiển vị trí hay không. Khi số lượng xung còn lại trong bộ đếm độ lệch vị trí nhỏ hơn hoặc bằng giá trị cài đặt của tham số này, trình điều khiển sẽ xem xét định vị hoàn chỉnh và trong - tín hiệu chuyển đổi vị trí bật; Nếu không, nó tắt;
6. Trong chế độ điều khiển vị trí, đầu ra tín hiệu hoàn thành định vị và hằng số thời gian tăng tốc/giảm tốc;
7. Giá trị cài đặt biểu thị thời gian gia tốc của động cơ từ 0 đến 2000 vòng / phút hoặc thời gian giảm tốc từ 2000 đến 0 vòng / phút;
8. Đặc điểm gia tốc/giảm tốc là tuyến tính trong phạm vi tốc độ;
9. Đặt tốc độ đến;
10. Trong chế độ điều khiển vị trí không -, nếu tốc độ động cơ vượt quá giá trị cài đặt này, tín hiệu chuyển đổi tốc độ sẽ bật; Nếu không, nó tắt;
11. Tham số này không được sử dụng trong chế độ điều khiển vị trí;
12. Tham số này độc lập với hướng xoay.
Các tính năng của bộ điều khiển
Tỷ lệ tốc độ 1: 5000
Tỷ lệ tỷ lệ 0,3: 1500
Kiểm soát vị trí
Không - Khóa tốc độ
Công suất quá tải 200%-300%
Mô -men xoắn bắt đầu cao
Tốc độ không bị ảnh hưởng bởi tải
Ba - vòng lặp - điều khiển vòng lặp
Kiến thức liên quan
1. Bộ điều khiển servo có thể dễ dàng chuyển đổi giữa các mô -đun vận hành và mô -đun FieldBus thông qua các giao diện tự động hóa. Họ cũng có thể sử dụng các mô -đun FieldBus khác nhau để thực hiện các chế độ điều khiển khác nhau (RS232, RS485, sợi quang, Interbus và Profibus). Mặt khác, các bộ biến tần mục đích -} cung cấp một cách tiếp cận kiểm soát hạn chế hơn.
2. Bộ điều khiển servo kết nối trực tiếp với trình giải quyết hoặc bộ mã hóa để tạo -} Điều khiển tốc độ vòng lặp và điều khiển dịch chuyển. Mặt khác, các bộ biến tần mục đích -} chỉ có thể hoạt động trong các hệ thống điều khiển vòng lặp Open -.
3. Bộ điều khiển servo cung cấp hiệu suất điều khiển vượt trội (chẳng hạn như - độ chính xác trạng thái và hiệu suất động) so với các bộ biến tần mục đích chung -.
Là một trong những nhà sản xuất và nhà cung cấp hàng đầu của các nhà sản xuất tại Trung Quốc, chúng tôi nồng nhiệt chào đón bạn mua các ổ đĩa servo tốt nhất với giá cạnh tranh từ nhà máy của chúng tôi. Để biết thêm thông tin công ty, liên hệ với chúng tôi ngay bây giờ.