بحث مختصری در مورد تفاوت بین سروو و اینورتر

تامین‌کنندگان تجهیزات ترمزگیری با مصرف انرژی پایین سروو به شما یادآوری می‌کنند که از سروو درایورها برای راه‌اندازی موتورهای سروو، که می‌توانند موتورهای پله‌ای یا موتورهای آسنکرون AC باشند، استفاده می‌شود. آن‌ها عمدتاً برای دستیابی به موقعیت‌یابی سریع و دقیق استفاده می‌شوند و معمولاً در موقعیت‌هایی که دقت بالا برای عملیات شروع و توقف مورد نیاز است، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مبدل فرکانس برای تبدیل برق AC به جریانی مناسب برای تنظیم سرعت موتور، به منظور هدایت موتور، طراحی شده است. امروزه، برخی از مبدل‌های فرکانس می‌توانند به کنترل سروو نیز دست یابند، به این معنی که می‌توانند موتورهای سروو را هدایت کنند، اما درایوهای سروو و مبدل‌های فرکانس هنوز متفاوت هستند! تفاوت بین سروو و مبدل فرکانس چیست؟ لطفاً به جزئیات ارائه شده توسط ویرایشگر مراجعه کنید.

دو تعریف

مبدل فرکانس یک دستگاه کنترل انرژی الکتریکی است که از عملکرد روشن-خاموش دستگاه‌های نیمه‌هادی قدرت برای تبدیل منبع تغذیه فرکانس قدرت به فرکانس دیگر استفاده می‌کند. این دستگاه می‌تواند عملکردهایی مانند راه‌اندازی نرم، تنظیم سرعت فرکانس متغیر، بهبود دقت عملکرد و تغییر ضرایب توان برای موتورهای آسنکرون AC را انجام دهد.

مبدل فرکانس می‌تواند موتورهای فرکانس متغیر و موتورهای AC معمولی را هدایت کند، که عمدتاً به عنوان تنظیم‌کننده سرعت موتور عمل می‌کند.

یک مبدل فرکانس معمولاً از چهار بخش تشکیل شده است: واحد یکسوساز، خازن با ظرفیت بالا، اینورتر و کنترلر.

یک سیستم سروو، یک سیستم کنترل خودکار است که متغیرهای کنترل‌شده خروجی مانند موقعیت، جهت و وضعیت یک جسم را قادر می‌سازد تا هرگونه تغییر در هدف ورودی (یا مقدار داده شده) را دنبال کنند. وظیفه اصلی، تقویت، تبدیل و تنظیم توان مطابق با الزامات فرمان کنترل است که باعث می‌شود گشتاور، سرعت و کنترل موقعیت خروجی دستگاه محرک بسیار انعطاف‌پذیر و راحت باشد.

یک سیستم سروو، یک سیستم کنترل بازخوردی است که برای دنبال کردن یا بازتولید دقیق یک فرآیند استفاده می‌شود. همچنین به عنوان یک سیستم پیگیری شناخته می‌شود. در بسیاری از موارد، یک سیستم سروو به طور خاص به یک سیستم کنترل بازخوردی اشاره دارد که در آن متغیر کنترل شده (خروجی سیستم) جابجایی مکانیکی، سرعت جابجایی یا شتاب است. عملکرد آن اطمینان از این است که جابجایی مکانیکی خروجی (یا زاویه چرخش) به طور دقیق جابجایی ورودی (یا زاویه چرخش) را دنبال کند. ترکیب ساختاری سیستم‌های سروو اساساً با سایر اشکال سیستم‌های کنترل بازخوردی متفاوت نیست.

سیستم‌های سروو را می‌توان بر اساس نوع اجزای محرک مورد استفاده به سیستم‌های سروو الکترومکانیکی، سیستم‌های سروو هیدرولیک و سیستم‌های سروو پنوماتیک تقسیم کرد. اساسی‌ترین سیستم سروو شامل محرک‌های سروو (موتورها، سیلندرهای هیدرولیک)، اجزای بازخورد و درایورهای سروو است. اگر می‌خواهید سیستم سروو به طور روان کار کند، به یک مکانیزم سطح بالاتر، PLC و کارت‌های کنترل حرکت تخصصی، کامپیوترهای کنترل صنعتی + کارت‌های PCI نیز نیاز دارید تا دستورالعمل‌ها را به درایوهای سروو ارسال کنید.

اصل کار هر دو

اصل تنظیم سرعت یک مبدل فرکانس عمدتاً توسط چهار عامل محدود می‌شود: سرعت n موتور آسنکرون، فرکانس f موتور آسنکرون، نرخ لغزش موتور s و تعداد قطب‌های p موتور. سرعت n متناسب با فرکانس f است و تغییر فرکانس f می‌تواند سرعت موتور را تغییر دهد. هنگامی که فرکانس f در محدوده 0-50 هرتز تغییر می‌کند، محدوده تنظیم سرعت موتور بسیار وسیع است. تنظیم سرعت فرکانس متغیر با تغییر فرکانس منبع تغذیه موتور برای تنظیم سرعت حاصل می‌شود. روش اصلی مورد استفاده AC-DC-AC است که ابتدا منبع تغذیه AC با فرکانس قدرت را از طریق یک یکسوساز به منبع تغذیه DC تبدیل می‌کند و سپس منبع تغذیه DC را به منبع تغذیه AC با فرکانس و ولتاژ قابل کنترل برای تغذیه موتور تبدیل می‌کند. مدار یک مبدل فرکانس به طور کلی از چهار بخش تشکیل شده است: یکسوساز، لینک DC میانی، اینورتر و کنترل. بخش یکسوساز یک یکسوساز کنترل نشده پل سه فاز است، بخش اینورتر یک اینورتر پل سه فاز IGBT است و خروجی یک شکل موج PWM است. لینک DC میانی شامل فیلتر کردن، ذخیره انرژی DC و بافر کردن توان راکتیو است.

اصل کار یک سیستم سروو موتور به سادگی مبتنی بر کنترل حلقه باز یک موتور AC/DC است، که در آن سیگنال‌های سرعت و موقعیت از طریق انکودرهای چرخشی، ترانسفورماتورهای چرخشی و غیره برای کنترل PID با بازخورد منفی حلقه بسته به درایور بازگردانده می‌شوند. علاوه بر این، با وجود جریان حلقه بسته در داخل درایور، دقت و ویژگی‌های پاسخ زمانی خروجی موتور پس از مقدار تنظیم شده از طریق این سه تنظیم حلقه بسته تا حد زیادی بهبود می‌یابد. سیستم سروو موتور یک سیستم پیرو پویا است و تعادل حالت پایدار حاصل شده نیز یک تعادل پویا است.

تفاوت بین این دو

فناوری سروو موتور AC خود از فناوری تبدیل فرکانس الهام گرفته و آن را به کار می‌گیرد. بر اساس کنترل سروو موتور DC، این فناوری از روش کنترل موتورهای DC از طریق روش PWM تبدیل فرکانس تقلید می‌کند. به عبارت دیگر، سروو موتورهای AC باید فرآیند تبدیل فرکانس را داشته باشند: تبدیل فرکانس به این صورت است که ابتدا توان AC 50 یا 60 هرتز را به توان DC یکسو می‌کنند و سپس آن را از طریق ترانزیستورهای گیت قابل کنترل مختلف (IGBT، IGCT و غیره) از طریق تنظیم فرکانس حامل و PWM به یک شکل موج قابل تنظیم فرکانس مشابه پالس سینوسی و کسینوسی تبدیل می‌کنند. با توجه به فرکانس قابل تنظیم، سرعت موتورهای AC را می‌توان تنظیم کرد (n=60f/p، n سرعت، f فرکانس، p جفت قطب).

۱. ظرفیت‌های اضافه بار مختلف

درایوهای سروو عموماً ظرفیت اضافه بار ۳ برابری دارند که می‌توان از آن برای غلبه بر ممان اینرسی بارهای اینرسی در لحظه شروع به کار استفاده کرد، در حالی که مبدل‌های فرکانس عموماً امکان اضافه بار ۱.۵ برابری را فراهم می‌کنند.

۲. دقت کنترل

دقت کنترل سیستم‌های سروو بسیار بالاتر از مبدل‌های فرکانسی است و دقت کنترل موتورهای سروو معمولاً توسط انکودر چرخشی در انتهای پشتی شفت موتور تضمین می‌شود. برخی از سیستم‌های سروو حتی دقت کنترل ۱:۱۰۰۰ را نیز دارند.

۳. سناریوهای مختلف کاربرد

کنترل فرکانس متغیر و کنترل سروو دو دسته از کنترل هستند. اولی به حوزه کنترل انتقال و دومی به حوزه کنترل حرکت تعلق دارد. یکی برای برآورده کردن الزامات کاربردهای صنعتی عمومی با شاخص‌های عملکرد پایین و با هدف هزینه پایین است. دیگری برای دستیابی به دقت بالا، عملکرد بالا و پاسخ‌دهی بالا.

۴. عملکرد متفاوت شتاب‌گیری و کاهش سرعت

در شرایط بدون بار، سروو موتور می‌تواند از حالت سکون تا سرعت 2000 دور در دقیقه را در کمتر از 20 میلی‌ثانیه طی کند. زمان شتاب‌گیری موتور به اینرسی شفت موتور و بار بستگی دارد. معمولاً هرچه اینرسی بیشتر باشد، زمان شتاب‌گیری بیشتر است.

رقابت بازار بین سروو موتور و مبدل فرکانس

با توجه به تفاوت در عملکرد و کارایی بین مبدل‌های فرکانس و سروو موتورها، کاربردهای آنها خیلی مشابه نیست و رقابت اصلی بر روی موارد زیر متمرکز است:

۱. رقابت در محتوای فناوری

در همین زمینه، اگر خریدار نیازهای فنی بالا و پیچیده‌ای برای ماشین‌آلات داشته باشد، سیستم‌های سروو را انتخاب می‌کند. در غیر این صورت، محصولات مبدل فرکانس انتخاب می‌شوند. ماشین‌آلات با تکنولوژی بالا مانند ماشین‌های ابزار CNC و تجهیزات تخصصی الکترونیکی، محصولات سروو را انتخاب می‌کنند.

۲. رقابت قیمتی

بیشتر خریداران نگران هزینه‌ها هستند و اغلب از فناوری به نفع اینورترهای ارزان‌تر چشم‌پوشی می‌کنند. همانطور که می‌دانیم، قیمت سیستم‌های سروو چندین برابر محصولات مبدل فرکانس است.

اگرچه کاربرد سیستم‌های سروو، به ویژه سیستم‌های سروو داخلی، هنوز گسترده نشده است، اما در مقایسه با محصولات سروو خارجی، به ندرت در موقعیت‌هایی مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما با شتاب گرفتن صنعتی شدن، مردم به تدریج به مزایای سیستم‌های سروو پی خواهند برد و سیستم‌های سروو نیز توسط خریداران شناخته خواهند شد. به طور مشابه، فناوری سروو داخلی، چه بر اساس بازده سود پرسود و چه بر اساس حس مأموریت تاریخی برای احیای کشور، از پیشرفت باز نخواهد ایستاد. ما معتقدیم که تولیدکنندگان بیشتر و بیشتری در تحقیق و توسعه سیستم‌های سروو سرمایه‌گذاری خواهند کرد. در آن زمان، دوره اوج "صنعت سروو" چین آغاز خواهد شد.