Jaké jsou součásti AC servosystému?

An AC servo systém je sofistikované nastavení řízení pohybu známé pro svou přesnost, rychlost a dynamický výkon. Na rozdíl od jednodušších systémů s otevřenou smyčkou využívají servosystémy regulační mechanismus s uzavřenou smyčkou, který neustále monitoruje a upravuje polohu motoru, rychlost a točivý moment, aby bylo dosaženo vysoce přesných a opakovatelných pohybů. Pochopení jednotlivých komponent, které tvoří takový systém, je klíčové pro každého, kdo pracuje s průmyslovou automatizací, robotikou nebo vysoce výkonnými stroji.

Základní součásti AC servosystému

I když se složitost může lišit, typický AC servosystém v zásadě obsahuje čtyři klíčové komponenty, které spolupracují:

1. Střídavý servomotor

The AC servomotor je sval systému, zodpovědný za generování mechanického pohybu. Obvykle se jedná o synchronní motory s permanentními magnety (PMSM) nebo indukční motory navržené pro vysokou dynamickou odezvu. Mezi klíčové vlastnosti patří nízká setrvačnost, vysoká hustota výkonu a vynikající regulace točivého momentu v širokém rozsahu otáček. Na rozdíl od standardních střídavých indukčních motorů jsou servomotory navrženy pro přesné ovládání, často se vyznačují vyšším počtem pólů a specializovaným vinutím pro minimalizaci zvlnění točivého momentu a zlepšení hladkého provozu. Jsou navrženy tak, aby zvládly rychlé zrychlení, zpomalení a časté změny směru, což je činí ideálními pro dynamické aplikace.

2. Střídavý servopohon

Často považován za mozek systému AC servopohon (také známý jako a servozesilovač , servo ovladač nebo servoměnič ) je elektronické zařízení, které přijímá řídicí signály z externího ovladače a převádí je na přesný výkon potřebný pro provoz servomotoru. Funguje jako rozhraní, které řídí napětí, proud a frekvenci motoru na základě zpětné vazby, kterou dostává. Servopohon obsahuje sofistikované řídicí algoritmy (jako PID regulátory), které mu umožňují přesně regulovat polohu, rychlost a točivý moment motoru. Moderní servopohony jsou vysoce inteligentní a nabízejí funkce, jako je automatické ladění, různé komunikační protokoly (např. EtherCAT, PROFINET, CANopen) a vestavěné diagnostické funkce, které zjednodušují uvádění do provozu a odstraňování problémů.

3. Zařízení pro zpětnou vazbu

The zpětnovazební zařízení jsou oči systému, které v reálném čase poskytují informace o aktuální poloze motoru, rychlosti nebo obojím. Tato informace je kritická pro řízení s uzavřenou smyčkou. Nejběžnější zpětnovazební zařízení jsou:

• Kodéry: Ty převádějí úhlovou polohu na elektrické signály.

  • Inkrementální kodéry: Poskytněte impulsy pro každý přírůstek otáčení, který se používá pro rychlost a relativní polohu.

  • Absolutní kodéry: Poskytněte jedinečný digitální kód pro každou úhlovou polohu a zachová informace o poloze i po výpadku napájení.

• Řešitelé: Robustní analogová zařízení, která poskytují absolutní zpětnou vazbu polohy, často preferovaná v drsných prostředích kvůli jejich odolnosti vůči nárazům a vibracím.

• Hallovy senzory: Někdy se používá v jednodušších servomotorech k určení polohy rotoru pro komutaci.

Zpětnovazební zařízení je přímo namontováno na servomotoru nebo zátěži a přenáší přesná data zpět do servopohonu, který pak porovnává aktuální stav se stavem přikázaným a podle toho upravuje výkon motoru.

4. Řízení pohybu (nebo PLC s funkcemi řízení pohybu)

The pohybový ovladač je strategickým plánovačem systému. Je to centrální řídící jednotka, která vydává pokyny servopohonu. Může to být vyhrazený ovladač pohybu, programovatelný logický ovladač (PLC) s integrovanými moduly řízení pohybu nebo dokonce řídicí systém na bázi PC. Ovladač pohybu ukládá požadované profily pohybu (např. specifické polohy, rychlosti, rampy zrychlení) a odesílá příkazy servopohonu. Řídí komplexní víceosé koordinované pohyby, synchronizaci a celkovou sekvenci operací pro stroj nebo robotický systém. Propracovanost pohybového ovladače určuje složitost a přesnost pohybů, kterých může servosystém dosáhnout.

Jak spolu pracují

Synergie mezi těmito komponenty je to, co dělá AC servosystém tak výkonným. Pohybový ovladač odešle požadovaný pohybový příkaz do AC servopohon . The servopohon poté vypočítá potřebné napětí a proud, který se má použít AC servomotor . Jak se motor pohybuje, zpětnovazební zařízení nepřetržitě hlásí svou aktuální polohu a rychlost zpět do servopohonu. Servopohon porovnává tuto zpětnou vazbu s přikázanými hodnotami a provádí okamžitá nastavení, čímž zajišťuje, že motor přesně sleduje požadovanou dráhu. Tato spojitá zpětnovazební smyčka je podstatou řízení s uzavřenou smyčkou, která zaručuje vysokou přesnost, opakovatelnost a dynamickou odezvu i při měnících se podmínkách zatížení.

Pochopení těchto základních komponent poskytuje pevný základ pro navrhování, implementaci a údržbu vysoce výkonných automatizačních řešení.