Servo enerģijas taupīšanas bremžu iekārtu piegādātāji atgādina, ka servodzinējus izmanto servodzinēju vadīšanai, kas var būt soļdzinēji vai maiņstrāvas asinhronie motori. Tos galvenokārt izmanto, lai panāktu ātru un precīzu pozicionēšanu, un tos parasti izmanto situācijās, kad starta/apstāšanās darbībām nepieciešama augsta precizitāte.
Frekvences pārveidotājs ir paredzēts maiņstrāvas pārveidošanai strāvā, kas piemērota motora ātruma regulēšanai, lai darbinātu motoru. Mūsdienās daži frekvences pārveidotāji var panākt arī servo vadību, kas nozīmē, ka tie var darbināt servodzinējus, taču servopiedziņas un frekvences pārveidotāji joprojām atšķiras! Kāda ir atšķirība starp servo un frekvences pārveidotāju? Lūdzu, skatiet redaktora sniegto sadalījumu.
Divas definīcijas
Frekvences pārveidotājs ir elektriskās enerģijas vadības ierīce, kas izmanto jaudas pusvadītāju ierīču ieslēgšanas-izslēgšanas funkciju, lai pārveidotu barošanas frekvences barošanas avotu citā frekvencē. Tas var veikt tādas funkcijas kā mīksta iedarbināšana, mainīga frekvences ātruma regulēšana, darbības precizitātes uzlabošana un jaudas koeficientu maiņa maiņstrāvas asinhronajiem motoriem.
Frekvences pārveidotājs var darbināt mainīgas frekvences motorus un parastos maiņstrāvas motorus, galvenokārt kalpojot kā motora ātruma regulators.
Frekvences pārveidotājs parasti sastāv no četrām daļām: taisngrieža bloka, lieljaudas kondensatora, invertora un regulatora.
Servo sistēma ir automātiska vadības sistēma, kas ļauj izejas kontrolētajiem mainīgajiem, piemēram, objekta pozīcijai, orientācijai un stāvoklim, sekot jebkurām izmaiņām ievades mērķī (vai dotajā vērtībā). Galvenais uzdevums ir pastiprināt, pārveidot un regulēt jaudu atbilstoši vadības komandas prasībām, padarot piedziņas ierīces izejas griezes momenta, ātruma un pozīcijas vadību ļoti elastīgu un ērtu.
Servo sistēma ir atgriezeniskās saites vadības sistēma, ko izmanto, lai precīzi sekotu vai reproducētu procesu. To sauc arī par sekošanas sistēmu. Daudzos gadījumos servo sistēma konkrēti attiecas uz atgriezeniskās saites vadības sistēmu, kurā kontrolētais mainīgais (sistēmas izeja) ir mehāniskā nobīde, nobīdes ātrums vai paātrinājums. Tās funkcija ir nodrošināt, lai izejas mehāniskā nobīde (vai rotācijas leņķis) precīzi sekotu ieejas nobīdei (vai rotācijas leņķim). Servo sistēmu strukturālais sastāvs būtiski neatšķiras no citām atgriezeniskās saites vadības sistēmām.
Servosistēmas var iedalīt elektromehāniskajās servosistēmās, hidrauliskajās servosistēmās un pneimatiskajās servosistēmās atkarībā no izmantoto piedziņas komponentu veida. Visvienkāršākā servosistēma ietver servo izpildmehānismus (motorus, hidrauliskos cilindrus), atgriezeniskās saites komponentus un servo draiverus. Lai servosistēma darbotos nevainojami, ir nepieciešams arī augstāka līmeņa mehānisms — PLC — un specializētas kustības vadības kartes, rūpnieciskās vadības datori un PCI kartes, lai nosūtītu instrukcijas servopiedziņām.
Abu darbības princips
Frekvences pārveidotāja ātruma regulēšanas principu galvenokārt ierobežo četri faktori: asinhronā motora ātrums n, asinhronā motora frekvence f, motora slīdēšanas ātrums s un motora polu skaits p. Ātrums n ir proporcionāls frekvencei f, un, mainot frekvenci f, var mainīt motora ātrumu. Kad frekvence f mainās 0–50 Hz diapazonā, motora ātruma regulēšanas diapazons ir ļoti plašs. Mainīgas frekvences ātruma regulēšana tiek panākta, mainot motora barošanas avota frekvenci, lai regulētu ātrumu. Galvenā izmantotā metode ir AC-DC-AC, kas vispirms pārveido barošanas frekvences maiņstrāvas barošanas avotu līdzstrāvas barošanas avotā, izmantojot taisngriezi, un pēc tam pārveido līdzstrāvas barošanas avotu maiņstrāvas barošanas avotā ar kontrolējamu frekvenci un spriegumu motora barošanai. Frekvences pārveidotāja ķēde parasti sastāv no četrām daļām: taisngrieža, starpposma līdzstrāvas saites, invertora un vadības. Taisngrieža daļa ir trīsfāžu tilta nekontrolēts taisngriezis, invertora daļa ir IGBT trīsfāžu tilta invertors, un izeja ir PWM viļņu forma. Starpposma līdzstrāvas saite ietver filtrēšanu, līdzstrāvas enerģijas uzkrāšanu un reaktīvās jaudas buferizāciju.
Servo sistēmas darbības princips ir vienkārši balstīts uz maiņstrāvas/līdzstrāvas motora atvērtas cilpas vadību, kur ātruma un pozīcijas signāli tiek padoti atpakaļ vadītājam, izmantojot rotācijas kodētājus, rotācijas transformatorus utt., lai nodrošinātu slēgtas cilpas negatīvās atgriezeniskās saites PID vadību. Turklāt, tā kā strāvas slēgtā cilpa ir vadītāja iekšpusē, motora izejas precizitāte un laika reakcijas raksturlielumi atbilstoši iestatītajai vērtībai tiek ievērojami uzlaboti, izmantojot šīs trīs slēgtas cilpas regulēšanas iespējas. Servo sistēma ir dinamiska sekotāju sistēma, un sasniegtais līdzsvara stāvokļa balanss arī ir dinamisks balanss.
Atšķirība starp abiem
Pati maiņstrāvas servodzinēju tehnoloģija balstās uz frekvences pārveidošanas tehnoloģiju un to izmanto. Pamatojoties uz līdzstrāvas motoru servo vadību, tā atdarina līdzstrāvas motoru vadības metodi, izmantojot PWM frekvences pārveidošanas metodi. Citiem vārdiem sakot, maiņstrāvas servodzinējiem ir jāveic frekvences pārveidošanas process: frekvences pārveidošana vispirms rektificē 50 vai 60 Hz maiņstrāvu līdzstrāvā un pēc tam, izmantojot dažādus vadāmus vārtu tranzistorus (IGBT, IGCT utt.), invertē to frekvences regulējamā viļņu formā, kas līdzīga sinusa un kosinusa impulsa elektrībai, izmantojot nesējfrekvences un PWM regulēšanu. Pateicoties regulējamai frekvencei, var regulēt maiņstrāvas motora ātrumu (n = 60f/p, n ātrums, f frekvence, p polu pāri).
1. Dažādas pārslodzes jaudas
Servo piedziņām parasti ir 3 reizes lielāka pārslodzes jauda, ko var izmantot, lai pārvarētu inerces slodžu inerces momentu iedarbināšanas brīdī, savukārt frekvences pārveidotāji parasti pieļauj 1,5 reizes lielāku pārslodzi.
2. Vadības precizitāte
Servo sistēmu vadības precizitāte ir daudz augstāka nekā frekvences pārveidotājiem, un servo motoru vadības precizitāti parasti nodrošina rotācijas kodētājs motora vārpstas aizmugurē. Dažām servo sistēmām vadības precizitāte ir pat 1:1000.
3. Dažādi lietošanas scenāriji
Mainīgas frekvences vadība un servo vadība ir divas vadības kategorijas. Pirmā pieder transmisijas vadības jomai, bet otrā - kustības vadības jomai. Viena ir paredzēta, lai apmierinātu vispārēju rūpniecisku lietojumu prasības ar zemiem veiktspējas rādītājiem, tiecoties pēc zemām izmaksām. Otra ir paredzēta, lai sasniegtu augstu precizitāti, augstu veiktspēju un augstu reaģētspēju.
4. Atšķirīga paātrinājuma un palēninājuma veiktspēja
Bez slodzes servodzinējs var apstrādāt ātrumu no nekustīga stāvokļa līdz 2000 apgr./min ne vairāk kā 20 ms. Motora paātrinājuma laiks ir saistīts ar motora vārpstas inerci un slodzi. Parasti, jo lielāka inerce, jo ilgāks paātrinājuma laiks.
Tirgus konkurence starp servo un frekvences pārveidotājiem
Frekvences pārveidotāju un servo motoru veiktspējas un funkcionalitātes atšķirību dēļ to pielietojums nav ļoti līdzīgs, un galvenā konkurence ir vērsta uz:
1. Konkurence tehnoloģiskā satura jomā
Tajā pašā jomā, ja pircējam ir augstas un sarežģītas tehniskās prasības attiecībā uz mašīnām, viņš izvēlēsies servosistēmas. Pretējā gadījumā tiks izvēlēti frekvences pārveidotāju produkti. Augsto tehnoloģiju mašīnas, piemēram, CNC darbgaldi un elektroniskas specializētas iekārtas, izvēlēsies servoproduktus.
2. Cenu konkurence
Lielāko daļu pircēju uztrauc izmaksas un bieži vien ignorē tehnoloģijas, dodot priekšroku lētākiem invertoriem. Kā zināms, servo sistēmu cena ir vairākas reizes lielāka nekā frekvences pārveidotāju produktu cena.
Lai gan servo sistēmu pielietojums vēl nav plaši izplatīts, īpaši vietējās servo sistēmas, tās tiek reti izmantotas situācijās, salīdzinot ar ārvalstu servo produktiem. Taču, paātrinoties industrializācijai, cilvēki pakāpeniski apzināsies servo sistēmu priekšrocības, un pircēji atpazīs arī servo sistēmas. Līdzīgi vietējās servo tehnoloģijas neapstāsies attīstīties, neatkarīgi no tā, vai tās pamatā ir ienesīga peļņa vai vēsturiska misija atdzīvināt valsti. Mēs uzskatām, ka arvien vairāk ražotāju ieguldīs līdzekļus servo sistēmu pētniecībā un attīstībā. Tas ievadīs Ķīnas "servo nozares" uzplaukuma periodu.