سروو درایو که با نام‌های سروو کنترلر و سروو تقویت کننده نیز شناخته می‌شود، نوعی کنترل کننده است که برای کنترل سروو موتورها استفاده می‌شود. عملکرد آن شبیه به مبدل های فرکانس است که روی موتورهای معمولی AC عمل می کنند و بخشی از سیستم سروو است. سروو درایو عمدتا در سیستم های موقعیت یابی با دقت بالا استفاده می شود. به طور کلی، سروو موتور با سه روش موقعیت، سرعت و گشتاور برای دستیابی به موقعیت یابی سیستم انتقال با دقت بالا کنترل می شود.
سرو درایو چیست ؟
سرو درایو زیمنس بخش مهمی از کنترل حرکت مدرن است و به طور گسترده در تجهیزات اتوماسیون مانند ربات های صنعتی و مراکز ماشینکاری CNC استفاده می شود. به طور خاص، درایوهای سروو که برای کنترل موتورهای سنکرون آهنربای دائم AC استفاده می شوند، به یک کانون تحقیقاتی تبدیل شده اند. 3 الگوریتم کنترل حلقه بسته-جریان، سرعت و موقعیت که بر اساس کنترل برداری معمولاً در طراحی درایوهای سروو AC استفاده می شود. اینکه آیا طراحی حلقه بسته سرعت در این الگوریتم معقول است یا نه، نقش کلیدی در سیستم کنترل کلی سروو، به ویژه عملکرد کنترل سرعت دارد.
در حلقه بسته سرعت درایو سروو، دقت اندازه‌گیری سرعت در زمان واقعی روتور موتور برای بهبود ویژگی‌های دینامیکی و استاتیکی کنترل سرعت حلقه سرعت بسیار مهم است. به منظور یافتن تعادل بین دقت اندازه گیری و هزینه سیستم، یک رمزگذار فوتوالکتریک افزایشی به طور کلی به عنوان یک سنسور اندازه گیری سرعت استفاده می شود و روش رایج اندازه گیری سرعت مربوطه، اندازه گیری سرعت M/T است.
اگرچه روش اندازه‌گیری سرعت M/T دارای دقت اندازه‌گیری مشخص و دامنه اندازه‌گیری گسترده است، این روش دارای کاستی‌های ذاتی خود است، که عمدتاً شامل 1) حداقل یک پالس دیسک کد کامل باید در چرخه اندازه‌گیری سرعت شناسایی شود، که حداقل را محدود می‌کند. سرعت قابل اندازه گیری؛ 2) دو سوئیچ تایمر سیستم کنترلی که برای اندازه گیری سرعت استفاده می شود برای حفظ هماهنگ سازی دقیق دشوار است و دقت اندازه گیری سرعت را نمی توان در موارد اندازه گیری با تغییرات سرعت زیاد تضمین کرد. بنابراین، بهبود سرعت تعقیب و کنترل عملکرد درایو سروو با استفاده از طرح طراحی حلقه سرعت سنتی روش اندازه‌گیری سرعت دشوار است.
اصل کار سروو درایو
در حال حاضر، سروو درایوهای اصلی همه از یک پردازنده سیگنال دیجیتال (DSP) به عنوان هسته کنترل استفاده می کنند که می تواند الگوریتم های کنترلی پیچیده تری را تحقق بخشد. دستگاه های برق معمولاً از یک مدار درایو طراحی شده با یک ماژول برق هوشمند (IPM) به عنوان هسته استفاده می کنند. مدار درایو در IPM یکپارچه شده است. دارای مدارهای تشخیص عیب و حفاظتی مانند اضافه ولتاژ، جریان اضافه، گرمای بیش از حد و کمبود ولتاژ در مدار راه اندازی برای کاهش ضربه به درایو در طول فرآیند راه اندازی. واحد پاور درایو ابتدا برق سه فاز ورودی یا برق اصلی را از طریق مدار یکسو کننده سه فاز پل کامل تصحیح می کند تا جریان مستقیم مربوطه را بدست آورد. پس از برق سه فاز اصلاح شده یا برق شهری، اینورتر ولتاژ PWM سینوسی سه فاز برای راه اندازی سروو موتور AC سنکرون آهنربای دائم سه فاز استفاده می شود. کل فرآیند واحد درایو قدرت را می توان به سادگی گفت که یک فرآیند AC-DC-AC است. مدار توپولوژی اصلی واحد یکسو کننده (AC-DC) یک مدار یکسو کننده کنترل نشده با پل کامل سه فاز است.
با کاربرد گسترده سیستم های سروو زیمنس، استفاده از درایوهای سروو، اشکال زدایی درایو سروو و تعمیر و نگهداری سروو درایوها، همگی مسائل فنی مهم برای درایوهای سروو امروزه هستند. بیشتر و بیشتر ارائه دهندگان خدمات فناوری کنترل صنعتی تحقیقات فنی عمیقی را در مورد درایوهای سروو انجام داده اند.
درایوهای سروو بخش مهمی از کنترل حرکت مدرن هستند و به طور گسترده در تجهیزات اتوماسیون مانند روبات های صنعتی و مراکز ماشینکاری CNC استفاده می شوند. به طور خاص، درایوهای سروو که برای کنترل موتورهای سنکرون آهنربای دائم AC استفاده می شوند، به یک کانون تحقیقاتی در داخل و خارج از کشور تبدیل شده اند.
الزامات اساسی درایو سروو
موارد مورد نیاز سیستم تغذیه سروو
- محدوده سرعت گسترده
- دقت موقعیت یابی بالا
- سختی انتقال کافی و پایداری در سرعت بالا
- پاسخ سریع، بدون بیش از حد
برای اطمینان از بهره وری و کیفیت پردازش، علاوه بر دقت موقعیت یابی بالاتر، ویژگی های پاسخ سریع خوب نیز مورد نیاز است. پاسخ سیگنال فرمان ردیابی باید سریع باشد زیرا سیستم CNC هنگام استارت و ترمز نیاز به جمع و تفریق دارد. شتاب به اندازه کافی بزرگ است تا زمان فرآیند انتقال سیستم تغذیه را کوتاه کند و خطای انتقال کانتور را کاهش دهد.
- سرعت کم و گشتاور زیاد، ظرفیت اضافه بار قوی
به طور کلی، سروو درایو بیش از 1.5 بار در چند دقیقه یا حتی نیم ساعت ظرفیت اضافه بار دارد و می تواند در مدت زمان کوتاهی 4 تا 6 بار بدون آسیب بارگذاری شود.
- قابلیت اطمینان بالا
سیستم فید درایو ماشین ابزار CNC باید دارای قابلیت اطمینان بالا، پایداری کار خوب، سازگاری محیطی قوی مانند دما، رطوبت و لرزش و توانایی ضد تداخل قوی باشد.
الزامات موتور
- موتور می تواند از کمترین سرعت تا بالاترین سرعت به آرامی کار کند و نوسان گشتاور باید کم باشد. به خصوص در سرعت های پایین مانند 0.1r/min یا کمتر، همچنان یک سرعت ثابت بدون خزش وجود دارد.
- موتور باید ظرفیت اضافه بار زیاد و طولانی مدت داشته باشد تا نیازهای گشتاور کم سرعت و زیاد را برآورده کند. معمولاً سروو موتور DC باید در عرض چند دقیقه 4 تا 6 بار اضافه بار شود بدون اینکه آسیبی ببیند.
- برای برآوردن الزامات پاسخ سریع، موتور باید دارای گشتاور اینرسی کوچک و گشتاور روتور قفل شده بزرگ و دارای کمترین ثابت زمانی و ولتاژ راه اندازی باشد.
- موتور باید بتواند استارت مکرر، ترمزگیری و چرخش معکوس را تحمل کند.
پارامترهای درایو سروو
موقعیت سود متناسب
- بهره متناسب تنظیم کننده حلقه موقعیت را تنظیم کنید.
- هر چه مقدار تنظیم بزرگتر باشد، بهره بیشتر و سفتی بیشتر است. تحت شرایط پالس فرمان فرکانس یکسان، تاخیر موقعیت کوچکتر خواهد بود.
- مقدار پارامتر با مدل خاص سیستم سروو و شرایط بار تعیین می شود.
سود فوروارد موقعیت
- افزایش پیشخور حلقه موقعیت را تنظیم کنید.
- هر چه مقدار تنظیم بزرگتر باشد، تاخیر موقعیت در هر پالس فرمان فرکانس کمتر است.
- افزایش پیشخور حلقه موقعیت بزرگ است و مشخصه پاسخ سرعت بالا سیستم کنترل بهبود یافته است، اما موقعیت سیستم را ناپایدار و مستعد نوسان می کند.
- هنگامی که ویژگی های پاسخ بالا مورد نیاز نیست، این پارامتر معمولاً روی 0 تنظیم می شود تا محدوده را نشان دهد: 0~100%.
سود متناسب با سرعت
- بهره متناسب تنظیم کننده سرعت را تنظیم کنید.
- هر چه مقدار تنظیم بزرگتر باشد، بهره بیشتر و سفتی بیشتر است. مقدار پارامتر با توجه به مدل خاص سیستم درایو سروو و مقدار بار تعیین می شود. به طور کلی، هر چه اینرسی بار بیشتر باشد، مقدار تنظیم شده بیشتر است.
- در شرایطی که سیستم نوسان نمی کند، سعی کنید مقدار بزرگتری را تعیین کنید.
سرعت ثابت زمان انتگرال
- ثابت زمانی یکپارچه تنظیم کننده سرعت را تنظیم کنید.
- هر چه مقدار تنظیم کوچکتر باشد، سرعت ادغام سریعتر است. مقادیر پارامتر با توجه به مدل خاص سیستم درایو سروو و شرایط بار تعیین می شود. به طور کلی، هر چه اینرسی بار بیشتر باشد، مقدار تنظیم شده بیشتر است.
- در شرایطی که سیستم نوسان نداشته باشد، سعی کنید مقدار کمتری را تنظیم کنید.
ضریب فیلتر بازخورد سرعت
- ویژگی های فیلتر کم گذر بازخورد سرعت را تنظیم کنید.
- هر چه مقدار بزرگتر باشد فرکانس قطع کمتر و نویز تولید شده توسط موتور کمتر می شود. اگر اینرسی بار زیاد باشد، مقدار تنظیم شده را می توان به طور مناسب کاهش داد. اگر مقدار خیلی بزرگ باشد، پاسخ کند می شود، که ممکن است باعث نوسان شود.
- هر چه مقدار کوچکتر باشد، فرکانس قطع بالاتر و پاسخ بازخورد سرعت سریعتر است. اگر به سرعت بالاتری نیاز دارید، می توانید مقدار تنظیم شده را به طور مناسب کاهش دهید.
حداکثر تنظیم گشتاور خروجی
- مقدار حد گشتاور داخلی سروو موتور را تنظیم کنید.
- مقدار تنظیم درصد گشتاور نامی است.
- در هر زمان، این محدودیت به طور موثر محدوده تکمیل را تعیین می کند.
- محدوده پالس تکمیل موقعیت یابی را در حالت کنترل موقعیت تنظیم کنید.
- این پارامتر مبنایی را برای راننده فراهم می کند تا قضاوت کند که آیا موقعیت یابی در حالت کنترل موقعیت کامل شده است یا خیر. هنگامی که تعداد پالس باقی مانده در شمارنده انحراف موقعیت کمتر یا مساوی با مقدار تنظیم این پارامتر باشد، راننده در نظر می گیرد که موقعیت یابی کامل شده است و سیگنال سوئیچ در موقعیت روشن است، در غیر این صورت خاموش است.
- در حالت کنترل موقعیت، سیگنال تکمیل موقعیت موقعیت خروجی، ثابت زمان شتاب و کاهش سرعت.
- مقدار تنظیم به معنی زمان شتاب موتور از 0~2000r/min یا زمان کاهش سرعت از 2000~0r/min است.
- ویژگی های شتاب و کاهش سرعت محدوده سرعت رسیدن خطی هستند.
- تنظیم سرعت رسیدن.
- در حالت کنترل غیر موقعیت، اگر سرعت موتور از این مقدار تنظیم شده بیشتر شود، سیگنال سوئیچ رسیدن سرعت روشن خواهد بود، در غیر این صورت، خاموش خواهد بود.
- در حالت کنترل موقعیت، این پارامتر استفاده نمی شود.
- ربطی به جهت چرخش ندارد.
ما در اتوماسیون فرسان نمایندگی زیمنس توزیع کننده حرفه ای قطعات الکترونیکی هستیم و با ارائه خدمات سفارشی کارآمد خود، محصولات متنوعی را ارائه می دهیم تا در زمان، تلاش و هزینه شما صرفه جویی شود.
سوالات متدوال
- سروو درایو چه کاری انجام می دهد؟
در اصل، نقش درایو سروو این است که سیگنال های فرمان کم توان را از کنترل کننده به ولتاژ و جریان با توان بالا به موتور تبدیل کند. بسته به کاربرد، سروو درایو می تواند موقعیت، سرعت، گشتاور و غیره مورد نظر موتور را تنظیم و به درستی هماهنگ کند.
- تفاوت بین VFD و سروو درایو چیست؟
سروو درایو برای کنترل موتورهای آهنربای دائمی استفاده می شود، در حالی که VFD ها برای کنترل موتورهای نوع قفس سنجابی استفاده می شوند. این گشتاور به موتور اینرسی کم برای شتاب و کاهش سرعت می دهد که بسیار بیشتر از موتور نوع قفس سنجابی است.
- سرووها برای چه استفاده می شوند؟
سروو موتورها یا سرووها، همان طور که شناخته می شوند، دستگاه های الکترونیکی و محرک های دوار یا خطی هستند که قسمت هایی از ماشین را با دقت می چرخانند و فشار می دهند. سرووها عمدتاً در موقعیت های زاویه ای یا خطی و برای سرعت و شتاب خاص استفاده می شوند.
- سروو موتور و سروو درایو چیست؟
سروو موتور، دستگاهی است که واحد ساختاری یک سروو سیستم است و با سروو درایو استفاده می شود. سروموتور شامل موتوری است که بار را هدایت می کند و یک جزء تشخیص موقعیت مانند یک رمزگذار. سروو درایو. دستگاهی که واحد ساختاری یک سروو سیستم است و با سروموتور استفاده می شود.
- آیا به درایور سروو نیاز دارید؟
اکثر سروو موتورهای (دیجیتال) واقعاً دارای لایه سخت افزاری برای عملکرد مناسب هستند. به همین دلیل است که شما فقط به یک سیگنال pwm به موقع نیاز دارید تا آنها را هدایت کنید (از یک منبع تغذیه تنظیم شده قوی). در لایه نرم افزار، بله، شما به درایور نیاز دارید.
