การใช้ไดรฟ์เซอร์โวในระบบอัตโนมัติของอุปกรณ์

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการแข่งขันนำไปสู่การเติบโตอย่างต่อเนื่องของผลผลิตและการเพิ่มระดับของระบบอัตโนมัติของอุปกรณ์เทคโนโลยี ในขณะเดียวกัน ข้อกำหนดสำหรับไดรฟ์ไฟฟ้าแบบปรับได้ก็เพิ่มขึ้นในแง่ของพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น ช่วงการควบคุมความเร็ว ความแม่นยำของตำแหน่ง และความสามารถในการรับน้ำหนักเกิน

เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดจึงได้มีการพัฒนาอุปกรณ์ไฮเทคของไดรฟ์ไฟฟ้าสมัยใหม่ - เซอร์โวไดรฟ์ สิ่งเหล่านี้คือระบบขับเคลื่อนที่รับประกันกระบวนการเคลื่อนที่ที่แม่นยำสูงในการควบคุมความเร็วที่หลากหลายและตระหนักถึงความสามารถในการทำซ้ำที่ดี ไดรฟ์เซอร์โวเป็นไดรฟ์ไฟฟ้าขั้นสูงสุด

กระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ

เป็นเวลานานแล้วที่มอเตอร์กระแสตรงถูกใช้ในไดรฟ์ควบคุมเป็นหลัก นี่เป็นเพราะความเรียบง่ายของการใช้กฎหมายควบคุมแรงดันไฟฟ้ากระดองแอมพลิฟายเออร์แม่เหล็ก ไทริสเตอร์และตัวควบคุมทรานซิสเตอร์ถูกใช้เป็นอุปกรณ์ควบคุม และใช้เครื่องกำเนิดความเร็วรอบแบบแอนะล็อกเป็นระบบป้อนกลับความเร็ว

ไดรฟ์ไฟฟ้าไทริสเตอร์คือตัวแปลงไทริสเตอร์ที่มีการควบคุมซึ่งจ่ายพลังงาน เครื่องยนต์ถาวร… วงจรไฟฟ้าของไดรฟ์ไฟฟ้าประกอบด้วย: ทีวีหม้อแปลงไฟฟ้าที่ตรงกัน; วงจรเรียงกระแสควบคุมที่ประกอบจากไทริสเตอร์ 12 ตัว (V01 … V12) ที่เชื่อมต่อในวงจรขนานครึ่งคลื่นหกเฟส ตัวจำกัดกระแส L1 และ L2 และ DC มอเตอร์ M พร้อมการกระตุ้นอิสระ หม้อแปลงสามเฟส ทีวีมีคอยล์จ่ายไฟ 2 คอยล์และคอยล์ป้องกันจากคอยล์ไปยังวงจรควบคุมการจ่ายไฟ ขดลวดปฐมภูมิเชื่อมต่อกับเดลต้า ขดลวดทุติยภูมิในดาวหกเฟสที่มีขั้วต่อเป็นกลาง

ข้อเสียของไดรฟ์ดังกล่าวคือความซับซ้อนของระบบควบคุมการมีตัวสะสมกระแสแปรงซึ่งลดความน่าเชื่อถือของมอเตอร์รวมถึงต้นทุนที่สูง

ความก้าวหน้าทางอิเล็กทรอนิกส์และการเกิดขึ้นของวัสดุไฟฟ้าชนิดใหม่ได้เปลี่ยนสถานการณ์ในด้านเทคโนโลยีเซอร์โว ความก้าวหน้าล่าสุดทำให้สามารถชดเชยความซับซ้อนของการควบคุมไดรฟ์ AC ด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์สมัยใหม่และทรานซิสเตอร์ไฟฟ้าแรงสูงความเร็วสูง แม่เหล็กถาวรทำจากโลหะผสมนีโอไดเมียม-เหล็ก-โบรอนและซาแมเรียม-โคบอลต์ เนื่องจากความเข้มของพลังงานสูง จึงมีการปรับปรุงคุณลักษณะของมอเตอร์ซิงโครนัสที่มีแม่เหล็กบนโรเตอร์อย่างมีนัยสำคัญ ในขณะที่ลดน้ำหนักและขนาดลง เป็นผลให้ลักษณะไดนามิกของไดรฟ์ได้รับการปรับปรุงและขนาดลดลงแนวโน้มที่มีต่อมอเตอร์ AC แบบอะซิงโครนัสและซิงโครนัสนั้นสังเกตได้ชัดเจนในระบบเซอร์โว ซึ่งแต่เดิมใช้ไดรฟ์ไฟฟ้ากระแสตรง

เซอร์โวแบบอะซิงโครนัส

มอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสเป็นที่นิยมมากที่สุดในอุตสาหกรรมเนื่องจากการออกแบบที่เรียบง่ายและเชื่อถือได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำ อย่างไรก็ตาม มอเตอร์ประเภทนี้เป็นวัตถุควบคุมที่ซับซ้อนในแง่ของการควบคุมแรงบิดและความเร็ว การใช้ ไมโครคอนโทรลเลอร์ประสิทธิภาพสูงที่ใช้อัลกอริธึมการควบคุมเวกเตอร์และเซ็นเซอร์ความเร็วดิจิตอลความละเอียดสูงช่วยให้ได้ช่วงการควบคุมความเร็วและลักษณะความแม่นยำ ของไดรฟ์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส ไม่เลวร้ายไปกว่าของไดรฟ์เซอร์โวแบบซิงโครนัส

ไดรฟ์เหนี่ยวนำไฟฟ้ากระแสสลับที่ควบคุมความถี่จะเปลี่ยนความเร็วของเพลามอเตอร์เหนี่ยวนำกรงกระรอกโดยใช้ทรานซิสเตอร์หรือตัวแปลงความถี่ไทริสเตอร์ที่แปลงแรงดันไฟฟ้าเฟสเดียวหรือสามเฟสที่มีความถี่ 50 Hz เป็นแรงดันไฟฟ้าสามเฟสที่มีความถี่แปรผัน ในช่วง 0.2 ถึง 400 Hz

วันนี้ ตัวแปลงความถี่ เป็นอุปกรณ์ขนาดเล็ก (เล็กกว่ามอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสที่มีกำลังใกล้เคียงกัน) บนพื้นฐานเซมิคอนดักเตอร์สมัยใหม่ ซึ่งควบคุมโดยไมโครโปรเซสเซอร์ในตัว ไดรฟ์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสแบบแปรผัน ช่วยให้คุณสามารถแก้ปัญหาต่าง ๆ ของระบบอัตโนมัติในการผลิตและการประหยัดพลังงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการควบคุมความเร็วของการหมุนแบบไร้ขั้นตอนหรือความเร็วของฟีดของเครื่องจักรเทคโนโลยี

ในแง่ของราคา เซอร์โวไดรฟ์แบบอะซิงโครนัสมีความเหนือกว่าอย่างไร้ข้อโต้แย้งด้วยกำลังสูง

เซอร์โวแบบซิงโครนัส

เซอร์โวมอเตอร์ซิงโครนัสเป็นมอเตอร์ซิงโครนัสสามเฟสที่มีการกระตุ้นด้วยแม่เหล็กถาวรและเซ็นเซอร์ตำแหน่งโรเตอร์ตาแมว พวกเขาใช้กรงกระรอกหรือโรเตอร์แม่เหล็กถาวร ข้อได้เปรียบหลักของพวกเขาคือโมเมนต์ความเฉื่อยของโรเตอร์ต่ำเมื่อเทียบกับแรงบิดที่พัฒนาขึ้น มอเตอร์เหล่านี้ทำงานร่วมกับเซอร์โวแอมพลิฟายเออร์ที่ประกอบด้วยวงจรเรียงกระแสไดโอด ตัวเก็บประจุแบงค์ และอินเวอร์เตอร์ที่ใช้สวิตช์ทรานซิสเตอร์กำลัง เพื่อให้การกระเพื่อมของแรงดันไฟฟ้าที่แก้ไขเรียบขึ้น แอมพลิฟายเออร์เซอร์โวได้รับการติดตั้งบล็อกของตัวเก็บประจุและแปลงพลังงานที่สะสมอยู่ในตัวเก็บประจุในขณะที่เบรก — ด้วยทรานซิสเตอร์ดิสชาร์จและตัวต้านทานบัลลาสต์ ซึ่งให้การเบรกแบบไดนามิกที่มีประสิทธิภาพ

ไดรฟ์เซอร์โวแบบซิงโครนัสแบบปรับความถี่ได้ตอบสนองอย่างรวดเร็ว ทำงานได้ดีกับระบบควบคุมแบบตั้งโปรแกรมพัลส์ และสามารถใช้ได้ในหลากหลายอุตสาหกรรมที่ต้องการคุณภาพของไดรฟ์ดังต่อไปนี้:

• การวางตำแหน่งชิ้นงานด้วยความแม่นยำสูง

• รักษาแรงบิดด้วยความแม่นยำสูง

• รักษาความเร็วในการเคลื่อนที่หรือการป้อนด้วยความแม่นยำสูง

ผู้ผลิตหลักของเซอร์โวมอเตอร์แบบซิงโครนัสและไดรฟ์แบบแปรผันที่ใช้ ได้แก่ Mitsubishi Electric (ญี่ปุ่น) และ Sew-Evrodrive (เยอรมนี)

Mitsubishi Electric ผลิตเซอร์โวไดรฟ์พลังงานต่ำหลากหลายรุ่น -Melservo-C ในห้าขนาดที่มีพิกัดกำลังตั้งแต่ 30 ถึง 750 W ความเร็วพิกัด 3000 รอบต่อนาที และแรงบิดพิกัดตั้งแต่ 0.095 ถึง 2.4 นิวตันเมตร

บริษัทยังผลิตเซอร์โวไดรฟ์ความถี่แกมมากำลังปานกลางที่มีกำลังพิกัดตั้งแต่ 0.5 ถึง 7.0 กิโลวัตต์ ความเร็วพิกัดตั้งแต่ 2,000 รอบต่อนาที และแรงบิดพิกัดตั้งแต่ 2.4 ถึง 33.4 นิวตันเมตร

เซอร์โวไดรฟ์ซีรีส์ MR-C ของ Mitsubishi ประสบความสำเร็จในการเปลี่ยนสเต็ปเปอร์มอเตอร์เนื่องจากระบบควบคุมเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์ (อินพุตพัลส์) แต่ในขณะเดียวกันก็ปราศจากข้อเสียของสเต็ปเปอร์มอเตอร์

เซอร์โวมอเตอร์ MR-J2 (S) แตกต่างจากตัวอื่นด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ในตัวพร้อมหน่วยความจำเพิ่มเติม ซึ่งมีโปรแกรมควบคุมมากถึง 12 โปรแกรม เซอร์โวไดรฟ์ดังกล่าวทำงานโดยไม่สูญเสียความแม่นยำตลอดช่วงความเร็วการทำงานทั้งหมด ข้อดีอย่างหนึ่งที่สำคัญของอุปกรณ์คือความสามารถในการชดเชย "ข้อผิดพลาดสะสม" แอมพลิฟายเออร์เซอร์โวจะรีเซ็ตเซอร์โวมอเตอร์ "เป็นศูนย์" หลังจากรอบการทำงานจำนวนหนึ่งหรือตามสัญญาณจากเซ็นเซอร์

Sew-Evrodrive จัดหาทั้งส่วนประกอบแต่ละชิ้นและเซอร์โวไดรฟ์ที่สมบูรณ์พร้อมอุปกรณ์เสริมครบครัน ขอบเขตการใช้งานหลักของอุปกรณ์เหล่านี้ ได้แก่ แอคชูเอเตอร์และระบบกำหนดตำแหน่งความเร็วสูงสำหรับเครื่องมือกลที่ตั้งโปรแกรมไว้

นี่คือคุณสมบัติหลักของเซอร์โวมอเตอร์ซิงโครนัส Sew-Evrodrive:

• แรงบิดเริ่มต้น - ตั้งแต่ 1 ถึง 68 นิวตันเมตร และเมื่อมีพัดลมระบายความร้อนบังคับ - สูงสุด 95 นิวตันเมตร

• ความจุเกิน - อัตราส่วนของแรงบิดสูงสุดต่อแรงบิดเริ่มต้น - สูงถึง 3.6 เท่า

• การป้องกันระดับสูง (IP65);

• เทอร์มิสเตอร์ที่ติดตั้งในสเตเตอร์ที่คดเคี้ยวจะควบคุมความร้อนของมอเตอร์และไม่รวมความเสียหายในกรณีที่เกิดการโอเวอร์โหลด

• โฟโตอิเล็กทริคเซนเซอร์ 1024 พัลส์/รอบ ให้ช่วงการควบคุมความเร็วสูงสุด 1:5000

มาสรุปกัน:

• ในด้านของไดรฟ์เซอร์โวแบบปรับได้มีแนวโน้มที่จะแทนที่ไดรฟ์ไฟฟ้ากระแสตรงด้วยระบบควบคุมแบบอะนาล็อกด้วยไดรฟ์ไฟฟ้ากระแสสลับด้วยระบบควบคุมแบบดิจิตอล

• ไดรฟ์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสแบบปรับได้ที่ใช้ตัวแปลงความถี่ขนาดเล็กที่ทันสมัยช่วยให้สามารถแก้ปัญหาต่าง ๆ ของระบบอัตโนมัติในการผลิตและการประหยัดพลังงานด้วยความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพระดับสูง ขอแนะนำให้ใช้ไดรฟ์เหล่านี้เพื่อการปรับอัตราป้อนอย่างราบรื่นในเครื่องจักรงานไม้และเครื่องจักร

• เซอร์โวไดรฟ์แบบอะซิงโครนัสมีข้อได้เปรียบที่เถียงไม่ได้เหนือซิงโครนัสที่กำลังและแรงบิดสูงกว่า 29-30 N / m (ตัวอย่างเช่น ไดรฟ์หมุนแกนหมุนในเครื่องปอก)

• หากต้องการความเร็วสูง (ระยะเวลาของรอบอัตโนมัติไม่เกินสองสามวินาที) และค่าของแรงบิดที่พัฒนาแล้วสูงถึง 15–20 N / m ควรใช้เซอร์โวไดรฟ์แบบปรับได้ตามมอเตอร์ซิงโครนัสพร้อมเซ็นเซอร์ประเภทต่างๆ ซึ่งทำให้สามารถปรับความเร็วในการหมุนได้สูงสุด 6,000 รอบต่อนาทีโดยไม่ลดช่วงเวลา

• เซอร์โวไดรฟ์ความถี่แปรผันที่ใช้มอเตอร์ซิงโครนัส AC ช่วยให้สามารถสร้างระบบกำหนดตำแหน่งได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องใช้ CNC

วิธีติดตั้งและวางตำแหน่งเครื่องยนต์อย่างถูกต้อง

วิธีการวินิจฉัยความผิดปกติของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส

วิธีการตรวจสอบการประหยัดพลังงานไฟฟ้าเมื่อเปลี่ยนมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสที่ไม่ได้โหลดด้วยมอเตอร์ไฟฟ้ากำลังต่ำ

วิธีเปิดมอเตอร์ไฟฟ้าสามเฟสในเครือข่ายเฟสเดียวโดยไม่ต้องย้อนกลับ

ประเภทของการป้องกันไฟฟ้าของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัส

การป้องกันเทอร์มิสเตอร์ (โพซิสเตอร์) ของมอเตอร์ไฟฟ้า

วิธีตรวจสอบอุณหภูมิของขดลวดของมอเตอร์กระแสสลับด้วยความต้านทาน

วิธีปรับปรุงตัวประกอบกำลังโดยไม่ต้องชดเชยตัวเก็บประจุ

วิธีป้องกันความเสียหายต่อฉนวนของขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

พารามิเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสเปลี่ยนไปอย่างไรภายใต้เงื่อนไขอื่นที่ไม่ใช่ค่าปกติ