A szervo energiatakarékos fékberendezések beszállítói emlékeztetnek arra, hogy a szervo meghajtókat szervomotorok meghajtására használják, amelyek lehetnek léptetőmotorok vagy AC aszinkronmotorok. Ezeket főként a gyors és pontos pozicionálás elérésére használják, és általában olyan helyzetekben alkalmazzák őket, ahol nagy pontosságra van szükség az indítási és leállítási műveletekhez.
A frekvenciaváltó célja, hogy a váltakozó áramot a motor fordulatszámának szabályozására alkalmas árammá alakítsa, a motor meghajtása érdekében. Manapság egyes frekvenciaváltók szervovezérlést is képesek elérni, ami azt jelenti, hogy szervomotorokat is meghajthatnak, de a szervohajtások és a frekvenciaváltók továbbra is különböznek! Mi a különbség a szervo és a frekvenciaváltó között? Kérjük, tekintse meg a szerkesztő által biztosított lebontást.
Két definíció
A frekvenciaváltó egy olyan elektromos energiaszabályozó eszköz, amely a teljesítmény félvezető eszközök be-ki funkcióját használja a tápegység frekvenciájának egy másik frekvenciára való átalakítására. Olyan funkciókat érhet el, mint a lágyindítás, a változtatható frekvenciaszabályozás, a működési pontosság javítása és a teljesítménytényezők megváltoztatása váltakozó áramú aszinkronmotoroknál.
A frekvenciaváltó változtatható frekvenciájú motorok és hagyományos váltakozó áramú motorok meghajtására is alkalmas, főként a motor fordulatszámának szabályozójaként szolgál.
Egy frekvenciaváltó általában négy részből áll: egyenirányító egységből, nagy kapacitású kondenzátorból, inverterből és vezérlőből.
A szervorendszer egy automatikus vezérlőrendszer, amely lehetővé teszi, hogy a kimeneti szabályozott változók, például egy tárgy helyzete, orientációja és állapota kövesse a bemeneti cél (vagy adott érték) változásait. A fő feladata a teljesítmény erősítése, átalakítása és szabályozása a vezérlőparancs követelményeinek megfelelően, így a meghajtóeszköz kimenetének nyomaték-, sebesség- és pozíciószabályozása nagyon rugalmas és kényelmes.
A szervorendszer egy visszacsatolásos vezérlőrendszer, amelyet egy folyamat pontos követésére vagy reprodukálására használnak. Más néven követőrendszer. Sok esetben a szervorendszer kifejezetten egy olyan visszacsatolásos vezérlőrendszerre utal, ahol a szabályozott változó (rendszerkimenet) a mechanikai elmozdulás, az elmozdulási sebesség vagy a gyorsulás. Feladata annak biztosítása, hogy a kimeneti mechanikai elmozdulás (vagy elfordulási szög) pontosan kövesse a bemeneti elmozdulást (vagy elfordulási szöget). A szervorendszerek szerkezeti összetétele nem különbözik alapvetően a visszacsatolásos vezérlőrendszerek más formáitól.
A szervorendszerek a felhasznált meghajtó alkatrészek típusa szerint elektromechanikus szervorendszerekre, hidraulikus szervorendszerekre és pneumatikus szervorendszerekre oszthatók. A legalapvetőbb szervorendszer szervoaktuátorokat (motorokat, hidraulikus hengereket), visszacsatoló alkatrészeket és szervohajtásokat tartalmaz. A szervorendszer zökkenőmentes működéséhez magasabb szintű mechanizmusra, PLC-re, valamint speciális mozgásvezérlő kártyákra, ipari vezérlő számítógépekre és PCI kártyákra is szükség van a szervohajtásoknak küldött utasítások elküldéséhez.
Mindkettő működési elve
A frekvenciaváltó fordulatszám-szabályozási elvét főként négy tényező korlátozza: az aszinkron motor fordulatszáma n, az aszinkron motor frekvenciája f, a motor csúszási sebessége s és a motor pólusszáma p. A fordulatszám n arányos az f frekvenciával, és az f frekvencia változtatásával megváltoztatható a motor fordulatszáma. Amikor az f frekvencia 0-50 Hz tartományon belül változik, a motor fordulatszám-szabályozási tartománya nagyon széles. A változtatható frekvenciájú fordulatszám-szabályozást a motor tápegységének frekvenciájának változtatásával érik el a fordulatszám beállításához. A főként alkalmazott módszer az AC-DC-AC, amely először a hálózati frekvenciájú váltakozó áramú tápegységet egyenirányítón keresztül egyenáramú tápegységgé alakítja, majd az egyenáramú tápegységet szabályozható frekvenciájú és feszültségű váltakozó áramú tápegységgé alakítja a motor táplálására. A frekvenciaváltó áramköre általában négy részből áll: egyenirányításból, közbenső egyenáramú körből, inverterből és vezérlésből. Az egyenirányító rész egy háromfázisú, szabályozatlan hídkapcsolású egyenirányító, az inverter rész egy IGBT háromfázisú hídkapcsolású inverter, a kimenet pedig egy PWM hullámforma. A közbenső egyenáramú kör szűrést, egyenáramú energiatárolást és reaktív teljesítmény pufferelését foglalja magában.
A szervorendszer működési elve egyszerűen egy AC/DC motor nyílt hurkú vezérlésén alapul, ahol a sebesség- és pozíciójeleket forgójeladókon, forgó transzformátorokon stb. keresztül visszavezetik a meghajtóba a zárt hurkú negatív visszacsatolású PID szabályozás érdekében. Ezenkívül a meghajtóban lévő zárt hurkú áramnak köszönhetően a motor kimenetének beállított értéket követő pontossága és időbeli válaszjellemzői jelentősen javulnak e három zárt hurkú beállítás révén. A szervorendszer egy dinamikus követőrendszer, és az elért állandósult állapotbeli egyensúly szintén dinamikus egyensúly.
A kettő közötti különbség
Maga az AC szervo technológia a frekvenciaátalakítás technológiájára épít és azt alkalmazza. Az egyenáramú motorok szervovezérlésén alapul, és a PWM frekvenciaátalakítási módszeren keresztül utánozza az egyenáramú motorok vezérlési módszerét. Más szóval, az AC szervomotoroknak frekvenciaátalakítási folyamaton kell átesniük: a frekvenciaátalakítás során először az 50 vagy 60 Hz-es AC teljesítményt egyenárammá egyenirányítják, majd ezt a vivőfrekvencia és PWM beállítás révén egy szinusz és koszinusz impulzusáramhoz hasonló, frekvenciaszabályozható hullámformává invertálják. A szabályozható frekvenciának köszönhetően az AC motorok sebessége is állítható (n=60f/p, n sebesség, f frekvencia, p póluspárok).
1. Különböző túlterhelési kapacitások
A szervohajtások általában 3-szoros túlterhelhetőségűek, amivel leküzdhető a tehetetlen terhelések tehetetlenségi nyomatéka az indítás pillanatában, míg a frekvenciaváltók általában 1,5-szeres túlterhelhetőséget tesznek lehetővé.
2. Szabályozási pontosság
A szervorendszerek szabályozási pontossága sokkal nagyobb, mint a frekvenciaváltóké, és a szervomotorok szabályozási pontosságát általában a motortengely hátsó végén található forgójeladó biztosítja. Egyes szervorendszerek akár 1:1000 szabályozási pontossággal is rendelkeznek.
3. Különböző alkalmazási forgatókönyvek
A változtatható frekvenciaszabályozás és a szervoszabályozás a szabályozás két kategóriája. Az előbbi a sebességváltó-szabályozás, míg az utóbbi a mozgásszabályozás területére tartozik. Az egyik az általános ipari alkalmazások követelményeinek kielégítése alacsony teljesítménymutatókkal, alacsony költségekkel. A másik a nagy pontosság, a nagy teljesítmény és a gyors válaszidő elérése.
4. Különböző gyorsulási és lassulási teljesítmény
Terhelés nélküli állapotban a szervomotor legfeljebb 20 ms alatt képes felgyorsulni álló helyzetből 2000 ford/perc fordulatszámra. A motor gyorsulási ideje a motortengely tehetetlenségétől és a terheléstől függ. Általában minél nagyobb a tehetetlenség, annál hosszabb a gyorsulási idő.
Piaci verseny a szervo és a frekvenciaváltó között
A frekvenciaváltók és a szervomotorok teljesítménybeli és funkcionalitásbeli különbségei miatt alkalmazásaik nem túl hasonlóak, és a fő verseny a következőkre összpontosul:
1. Verseny a technológiai tartalmak terén
Ugyanezen a területen, ha a vásárlónak magas és összetett műszaki követelményei vannak a gépekkel szemben, szervorendszereket fog választani. Ellenkező esetben frekvenciaváltós termékeket fog választani. A csúcstechnológiás gépek, mint például a CNC szerszámgépek és az elektronikus speciális berendezések, szervotermékeket fognak választani.
2. Árverseny
A legtöbb vásárlót a költségek aggasztják, és gyakran figyelmen kívül hagyják a technológiát az olcsóbb inverterek javára. Mint köztudott, a szervorendszerek ára többszöröse a frekvenciaváltós termékek árának.
Bár a szervorendszerek alkalmazása még nem elterjedt, különösen a hazai szervorendszerek esetében, ritkán használják őket a külföldi szervotermékekhez képest. Az iparosodás felgyorsulásával azonban az emberek fokozatosan felismerik a szervorendszerek előnyeit, és a vásárlók is elismerik majd a szervorendszereket. Hasonlóképpen, a hazai szervotechnológia sem fog megállni a fejlődésben, legyen szó akár a jövedelmező profitról, akár az ország újjáélesztésére irányuló történelmi küldetésről. Hisszük, hogy egyre több gyártó fog befektetni a szervorendszerek kutatásába és fejlesztésébe. Ez az időszak Kína "szervoiparának" csúcspontját jelenti.