Ekipman otomasyonunda servo sürücülerin kullanımı
Teknolojik ilerleme ve rekabet, üretkenlikte sürekli büyümeye ve teknolojik ekipmanın otomasyon derecesinde bir artışa yol açar. Aynı zamanda, hız kontrol aralığı, konumlandırma hassasiyeti ve aşırı yük kapasitesi gibi parametreler açısından ayarlanabilir elektrikli tahriklere yönelik gereksinimler artmaktadır.
Gereksinimleri karşılamak için, modern elektrikli sürücü - servo sürücüler - yüksek teknoloji ürünü cihazlar geliştirilmiştir. Bunlar, geniş bir hız kontrolü aralığında son derece hassas hareket süreçlerini garanti eden ve iyi tekrarlanabilirliklerini gerçekleştiren tahrik sistemleridir. Servo sürücüler, elektrikli sürücülerin en gelişmiş aşamasıdır.
DC'den AC'ye
Uzun bir süre DC motorlar ağırlıklı olarak kontrollü tahriklerde kullanıldı. Bunun nedeni, armatür voltajı kontrol yasasını uygulamanın basitliğidir.Kontrol cihazları olarak manyetik kuvvetlendiriciler, tristör ve transistör regülatörleri, hız geri besleme sistemi olarak analog tako üreteçleri kullanılmıştır.
Tristör elektrikli sürücü, güç sağlayan kontrollü bir tristör dönüştürücüsüdür. kalıcı motor… Elektrikli sürücünün güç devresi şunlardan oluşur: uyumlu bir trafo TV; altı fazlı yarım dalga paralel devreye bağlı 12 tristörden (V01 … V12) oluşan kontrollü doğrultucu; akım sınırlayıcılar L1 ve L2 ve bağımsız uyarımlı DC motor M. üç fazlı trafo TV'nin iki besleme bobini ve kontrol devrelerini beslemek için bunlardan korumalı bir bobini vardır. Birincil sargı bir deltaya, ikincil sargı ise nötr terminalli altı fazlı bir yıldıza bağlanır.
Böyle bir sürücünün dezavantajları, kontrol sisteminin karmaşıklığı, motorların güvenilirliğini azaltan fırça akım toplayıcılarının varlığı ve yüksek maliyetidir.
Elektronikteki gelişmeler ve yeni elektrik malzemelerinin ortaya çıkışı servo teknolojisi alanındaki durumu değiştirmiştir. Son gelişmeler, modern mikrodenetleyiciler ve yüksek hızlı, yüksek voltajlı güç transistörleri ile AC sürücü kontrolünün karmaşıklığını dengelemeyi mümkün kılmaktadır. Kalıcı mıknatıslar, neodim-demir-bor ve samaryum-kobalt alaşımlarından yapılmış, yüksek enerji yoğunlukları nedeniyle, ağırlıklarını ve boyutlarını azaltırken, rotor üzerinde mıknatıs bulunan senkron motorların özelliklerini önemli ölçüde iyileştirmiştir. Sonuç olarak, sürücünün dinamik özellikleri geliştirilmiş ve boyutları küçültülmüştür.Asenkron ve senkron AC motorlara yönelik eğilim, geleneksel olarak DC elektrik sürücülerini temel alan servo sistemlerde özellikle belirgindir.
asenkron servo
Asenkron elektrik motoru, düşük maliyetle basit ve güvenilir tasarımı nedeniyle endüstride en popüler motordur. Bununla birlikte, bu tip motor, tork ve hız kontrolü açısından karmaşık bir kontrol nesnesidir.Vektör kontrol algoritmasını uygulayan yüksek performanslı mikrodenetleyicilerin ve yüksek çözünürlüklü dijital hız sensörlerinin kullanılması, hız kontrol aralığının ve doğruluk özelliklerinin elde edilmesini sağlar. asenkron bir elektrikli sürücünün performansı, senkron bir servo sürücününkinden daha kötü değil.
Frekans kontrollü AC endüksiyon sürücüleri, 50 Hz frekanslı tek fazlı veya üç fazlı gerilimi değişken frekanslı üç fazlı gerilime dönüştüren transistör veya tristör frekans dönüştürücüler kullanarak sincap kafesli endüksiyon motor milinin hızını değiştirir. 0,2 ila 400 Hz aralığında.
Bugün frekans dönüştürücüler modern bir yarı iletken temelinde, yerleşik bir mikroişlemci tarafından kontrol edilen küçük boyutlu (benzer güce sahip bir asenkron elektrik motorundan çok daha küçük) bir cihazdır. Değişken asenkron elektrikli sürücü üretim otomasyonu ve enerji tasarrufu ile ilgili çeşitli sorunları çözmenizi sağlar, özellikle teknolojik makinelerin dönüş hızının veya besleme hızının kademesiz düzenlenmesi.
Maliyet açısından asenkron servo sürücünün yüksek güçlerde tartışmasız üstünlüğü vardır.
senkron servo
Senkron servo motorlar, sabit mıknatıs uyarmalı ve fotoelektrik rotor konum sensörüne sahip üç fazlı senkron motorlardır. Sincap kafesli veya sabit mıknatıslı rotorlar kullanırlar. Ana avantajları, geliştirilen torka kıyasla rotorun düşük atalet momentidir. Bu motorlar, bir diyot doğrultucu, bir kapasitör bankası ve güç transistör anahtarlarına dayalı bir invertör içeren bir servo yükseltici ile birlikte çalışır. Doğrultulmuş voltajın dalgalanmasını yumuşatmak için, servo güçlendirici bir kapasitör bloğu ile donatılmıştır ve kapasitörlerde biriken enerjiyi frenleme anlarında dönüştürmek için - etkili dinamik frenleme sağlayan bir deşarj transistörü ve balast direnci ile.
Değişken frekanslı senkron servo sürücüler hızlı yanıt verir, darbe programlı kontrol sistemleriyle iyi çalışır ve aşağıdaki sürücü niteliklerinin gerekli olduğu çeşitli endüstrilerde kullanılabilir:
-
çalışma gövdelerinin yüksek doğrulukla konumlandırılması;
-
torku yüksek doğrulukla korumak;
-
hareket hızını korumak veya yüksek doğrulukla beslemek.
Senkron servo motorların ve bunlara dayalı değişken sürücülerin ana üreticileri Mitsubishi Electric (Japonya) ve Sew-Evrodrive'dır (Almanya).
Mitsubishi Electric, anma gücü 30 ila 750 W, anma hızı 3000 rpm ve anma torku 0,095 ila 2,4 Nm olan beş boyutta bir dizi düşük güçlü servo sürücü -Melservo-C üretmektedir.
Şirket ayrıca nominal gücü 0,5 ila 7,0 kW, nominal hızı 2000 rpm ve nominal torku 2,4 ila 33,4 Nm arasında olan orta güçlü gama frekanslı servo sürücüler de üretmektedir.
Mitsubishi'nin MR-C serisi servo sürücüleri, kontrol sistemleri tamamen uyumlu (darbe girişi) olduğundan, ancak aynı zamanda kademeli motorlara özgü dezavantajlardan muaf oldukları için kademeli motorların yerini başarıyla alıyor.
MR-J2 (S) servo motorlar, 12 adede kadar kontrol programı içeren genişletilmiş belleğe sahip yerleşik mikro denetleyici ile diğerlerinden ayrılır. Böyle bir servo sürücü, tüm çalışma hızları aralığında doğruluk kaybı olmadan çalışır. Cihazın önemli avantajlarından biri, "birikmiş hataları" telafi edebilmesidir. Servo güçlendirici, belirli sayıda görev döngüsünden sonra veya bir sensörden gelen bir sinyal üzerine servo motoru "sıfıra" sıfırlar.
Sew-Evrodrive, hem bireysel bileşenleri hem de eksiksiz servo sürücüleri eksiksiz bir aksesuar yelpazesiyle birlikte sağlar. Bu cihazların ana uygulama alanları, programlanmış takım tezgahları için aktüatörler ve yüksek hızlı konumlandırma sistemleridir.
Sew-Evrodrive senkron servo motorların ana özellikleri şunlardır:
-
başlangıç torku - 1 ila 68 Nm arasında ve zorunlu soğutma için bir fan varlığında - 95 Nm'ye kadar;
-
aşırı yük kapasitesi - maksimum torkun başlangıç torkuna oranı - 3,6 kata kadar;
-
yüksek derecede koruma (IP65);
-
stator sargısına yerleştirilmiş termistörler, motorun ısınmasını kontrol eder ve herhangi bir aşırı yük durumunda motora zarar vermesini engeller;
-
darbeli fotoelektrik sensör 1024 darbe/dev. 1:5000'e kadar hız kontrol aralığı sağlar
Sonuç çıkaralım:
-
ayarlanabilir servo sürücüler alanında, analog kontrol sistemli DC elektrikli sürücüleri dijital kontrol sistemli AC elektrikli sürücülerle değiştirme eğilimi vardır;
-
modern küçük boyutlu frekans konvertörlerine dayanan ayarlanabilir asenkron elektrikli sürücüler, yüksek derecede güvenilirlik ve verimlilikle üretim otomasyonu ve enerji tasarrufuna ilişkin çeşitli sorunların çözülmesine olanak tanır. Ağaç işleme makinelerinde ve makinelerinde besleme hızının sorunsuz ayarlanması için bu sürücülerin kullanılması önerilir;
-
asenkron servo sürücülerin, 29-30 N/m üzerindeki yüksek güç ve torklarda (örneğin, soyma makinelerinde işmili döndürme sürücüsü) senkron olanlara göre tartışılmaz avantajları vardır;
-
yüksek hız gerekiyorsa (otomatik çevrimin süresi birkaç saniyeyi geçmez) ve geliştirilen torkların değeri 15–20 N / m'ye kadarsa, farklı tipte sensörlere sahip senkron motorlara dayalı ayarlanabilir servo sürücüler olmalıdır. , momenti düşürmeden dönüş hızını 6000 rpm'ye kadar ayarlamayı mümkün kılan;
-
AC senkron motorlara dayalı değişken frekanslı servo sürücüler, CNC kullanılmadan hızlı konumlandırma sistemlerinin oluşturulmasına izin verir.
Motor nasıl düzgün bir şekilde kurulur ve hizalanır
Asenkron elektrik motorlarının arızalarını teşhis etme yöntemleri
Tek fazlı bir ağda üç fazlı bir elektrik motoru geri sarma olmadan nasıl açılır
Asenkron elektrik motorlarının elektriksel koruma türleri
Elektrik motorlarının termistör (pozitör) koruması
AC motorların sargılarının sıcaklığı dirençlerine göre nasıl belirlenir
Kapasitörleri dengelemeden güç faktörü nasıl geliştirilir
Bir endüksiyon motorunun stator sargısının yalıtımında hasar nasıl önlenir?
Üç fazlı endüksiyon motorunun parametreleri nominal dışındaki koşullar altında nasıl değişir?