Un servocontrolador és un controlador utilitzat per controlar servomotors, que funciona de manera similar a un convertidor de freqüència que actua sobre un motor de CA normal. Forma part d'un sistema servo i s'utilitza principalment en sistemes de posicionament d'alta precisió.
Els servoaccionaments són un component important del control de moviment modern i s'utilitzen àmpliament en equips d'automatització com ara robots industrials i centres de mecanitzat CNC. En general, els servos tenen tres modes de control: mode de control de posició, mode de control de parell i mode de control de velocitat.
|
|
|
1. Control de posició
El mode de control de posició es determina generalment per la freqüència dels polsos d'entrada externs per determinar la velocitat de rotació i pel nombre de polsos per determinar l'angle de rotació. Alguns servos també poden assignar directament valors a la velocitat i el desplaçament mitjançant la comunicació. Com que el mode de posició pot tenir un control estricte tant de la velocitat com de la posició, generalment s'aplica als dispositius de posicionament.
2. Control de parell
El mètode de control de parell és establir el parell de sortida de l'eix del motor a l'exterior mitjançant una entrada analògica externa o assignació d'adreça directa. El parell establert es pot canviar canviant instantàniament la configuració analògica o canviant el valor de l'adreça corresponent mitjançant la comunicació.
L'aplicació és principalment en dispositius de bobinat i desenrotllament que tenen requisits estrictes per al material, com ara dispositius de bobinat o equips de fibra òptica. La configuració del parell s'ha de canviar en qualsevol moment d'acord amb el canvi del radi del bobinatge per assegurar-se que la tensió del material no canvia amb el canvi del radi del bobinatge.
3. Mode de velocitat
La velocitat de rotació es pot controlar mitjançant entrada analògica o freqüència de pols. En el control PID de bucle exterior amb dispositiu de control superior, també es pot posicionar el mode de velocitat, però el senyal de posició del motor o el senyal de posició de la càrrega directa s'han de retornar al control superior per al càlcul. El mode de posició també admet la detecció directa de l'anell exterior de càrrega dels senyals de posició. En aquest moment, el codificador a l'extrem de l'eix del motor només detecta la velocitat del motor i el senyal de posició el proporciona el dispositiu de detecció directa a l'extrem de càrrega final. L'avantatge d'això és que pot reduir els errors en el procés de transmissió intermedi i augmentar la precisió de posicionament de tot el sistema.
Si no hi ha requisits per a la velocitat i la posició del motor, sempre que es produeixi un parell constant, per descomptat, s'utilitza el mode de parell.
Si hi ha certs requisits de precisió per a la posició i la velocitat, però el parell en temps real no està molt preocupat, no és convenient utilitzar el mode de parell. És millor utilitzar el mode de velocitat o posició.
Si el controlador superior té una bona funció de control de llaç tancat, l'efecte de control de velocitat serà millor. Si els requisits no són molt elevats o bàsicament no hi ha cap requisit en temps real, s'ha d'adoptar el mètode de control de posició.
Els servoaccionaments, també coneguts com a "servocontroladors" o "servo amplificadors", són un tipus de controlador utilitzat per controlar servomotors. La seva funció és similar a la d'un convertidor de freqüència que actua sobre un motor de CA normal i formen part d'un sistema servo. S'utilitzen principalment en sistemes de posicionament d'alta precisió. En general, els servomotors es controlen mitjançant tres mètodes: posició, velocitat i parell per aconseguir un posicionament d'alta precisió del sistema de transmissió. Actualment, és un producte de gamma alta en tecnologia de transmissió.
Els servoaccionaments són un component important del control de moviment modern i s'utilitzen àmpliament en equips d'automatització com ara robots industrials i centres de mecanitzat CNC. Especialment per als servoaccionaments utilitzats per controlar motors síncrons d'imants permanents de CA, s'han convertit en un punt d'investigació tant a nivell nacional com internacional. El disseny actual dels servoaccionaments de comunicació adopta habitualment un algorisme de control de llaç tancat de corrent, velocitat i posició basat en el control vectorial. La racionalitat del disseny de llaç tancat de velocitat en aquest algorisme té un paper crucial en el rendiment de tot el sistema de control de servo, especialment en termes de control de velocitat.
La precisió de mesura de la velocitat en temps real del rotor del motor és crucial per millorar les característiques dinàmiques i estàtiques del control de velocitat en el bucle de velocitat del servomotor. Per buscar un equilibri entre la precisió de la mesura i el cost del sistema, els codificadors fotoelèctrics incrementals s'utilitzen generalment com a sensors de velocitat, i el mètode de mesura de velocitat corresponent és el mètode de mesura de velocitat M/T. Tot i que el mètode de mesura de velocitat M/T té una certa precisió de mesura i un ampli rang de mesura, té defectes inherents, que inclouen principalment:
1. S'ha de detectar almenys un pols complet de la roda de codi durant el cicle de mesura de la velocitat, que limita la velocitat mínima mesurable;
2. Els interruptors del temporitzador dels dos sistemes de control utilitzats per a la mesura de velocitat són difícils de mantenir estrictament la sincronització i la precisió de la mesura de la velocitat no es pot garantir en escenaris de mesura amb grans canvis de velocitat. Per tant, l'esquema tradicional de disseny de bucles de velocitat que utilitza aquest mètode de mesura de velocitat és difícil de millorar el seguiment de la velocitat i el rendiment de control dels servoaccionaments.
Actualment, els servoaccionaments principals utilitzen processadors de senyal digital (DSP) com a nucli de control, que poden implementar algorismes de control complexos, aconseguir la digitalització, la creació de xarxes i la intel·ligència. Els dispositius d'alimentació solen utilitzar circuits d'accionament dissenyats amb mòduls d'alimentació intel·ligents (IPM) com a nucli. Els IPM integren circuits d'accionament internament i tenen circuits de detecció i protecció d'avaries per sobretensió, sobreintensitat, sobreescalfament, baixa tensió, etc. També s'afegeixen circuits d'arrencada suau al circuit principal per reduir l'impacte del procés d'arrencada en el controlador. La unitat d'accionament de potència rectifica primer la potència trifàsica d'entrada o l'alimentació de la xarxa mitjançant un circuit rectificador de pont complet trifàsic per obtenir la potència CC corresponent. Després de la rectificació, l'alimentació trifàsica o la xarxa elèctrica s'utilitza per conduir el servomotor de CA síncron d'imant permanent trifàsic mitjançant una conversió de freqüència d'inversor de tensió sinusoïdal PWM trifàsica. Tot el procés de la unitat d'accionament de potència es pot descriure simplement com el procés AC-DC-AC. El circuit de topologia principal de la unitat rectificadora (AC-DC) és un circuit rectificador incontrolat de pont complet trifàsic.
Amb l'aplicació a gran escala dels servosistemes, l'ús, la depuració i el manteniment dels servoaccionaments són problemes tècnics importants per als servoaccionaments actuals. Cada cop més proveïdors de serveis de tecnologia de control industrial han dut a terme una investigació tècnica en profunditat sobre servoaccionaments.
Els servoaccionaments són un component important del control de moviment modern i s'utilitzen àmpliament en equips d'automatització com ara robots industrials i centres de mecanitzat CNC. Especialment per als servoaccionaments utilitzats per controlar motors síncrons d'imants permanents de CA, s'han convertit en un punt d'investigació tant a nivell nacional com internacional. El disseny actual dels servoaccionaments de comunicació adopta habitualment un algorisme de control de llaç tancat de corrent, velocitat i posició basat en el control vectorial. La racionalitat del disseny de llaç tancat de velocitat en aquest algorisme té un paper crucial en el rendiment de tot el sistema de control de servo, especialment en termes de control de velocitat.