Furnizorii de echipamente de frânare servo care economisesc energie vă reamintesc că servomotoarele sunt utilizate pentru acționarea servomotoarelor, care pot fi motoare pas cu pas sau motoare asincrone de curent alternativ. Acestea sunt utilizate în principal pentru a obține o poziționare rapidă și precisă și sunt utilizate în mod obișnuit în situații în care este necesară o precizie ridicată pentru operațiunile de pornire-oprire.
Un convertor de frecvență este conceput pentru a converti curentul alternativ într-un curent adecvat pentru reglarea vitezei motorului, în scopul acționării acestuia. În zilele noastre, unele convertoare de frecvență pot realiza și servocontrol, ceea ce înseamnă că pot acționa servomotoare, dar servoacționările și convertoarele de frecvență sunt totuși diferite! Care este diferența dintre servo și convertorul de frecvență? Vă rugăm să consultați defalcarea furnizată de editor.
Două definiții
Un convertor de frecvență este un dispozitiv de control al energiei electrice care utilizează funcția pornit-oprit a dispozitivelor semiconductoare de putere pentru a converti sursa de alimentare cu frecvență industrială într-o altă frecvență. Poate îndeplini funcții precum pornirea lină, reglarea vitezei la frecvență variabilă, îmbunătățirea preciziei de funcționare și modificarea factorilor de putere pentru motoarele asincrone de curent alternativ.
Convertorul de frecvență poate acționa motoare cu frecvență variabilă și motoare de curent alternativ obișnuite, servind în principal ca regulator al vitezei motorului.
Un convertor de frecvență este de obicei alcătuit din patru părți: un redresor, un condensator de mare capacitate, un invertor și un controler.
Un sistem servo este un sistem de control automat care permite variabilelor controlate la ieșire, cum ar fi poziția, orientarea și starea unui obiect, să urmărească orice modificări ale țintei de intrare (sau ale valorii date). Sarcina principală este de a amplifica, transforma și regla puterea în funcție de cerințele comenzii de control, făcând controlul cuplului, vitezei și poziției ieșirii dispozitivului de acționare foarte flexibil și convenabil.
Un sistem servo este un sistem de control cu feedback utilizat pentru a urmări sau reproduce cu precizie un proces. Cunoscut și sub denumirea de sistem de urmărire. În multe cazuri, un sistem servo se referă în mod specific la un sistem de control cu feedback în care variabila controlată (ieșirea sistemului) este deplasarea mecanică, viteza de deplasare sau accelerația. Funcția sa este de a asigura că deplasarea mecanică de ieșire (sau unghiul de rotație) urmărește cu precizie deplasarea de intrare (sau unghiul de rotație). Compoziția structurală a sistemelor servo nu este fundamental diferită de alte forme de sisteme de control cu feedback.
Sistemele servo pot fi împărțite în sisteme servo electromecanice, sisteme servo hidraulice și sisteme servo pneumatice, în funcție de tipul de componente de acționare utilizate. Cel mai elementar sistem servo include servoactuatoare (motoare, cilindri hidraulici), componente de feedback și servodrive-uri. Dacă doriți ca sistemul servo să funcționeze fără probleme, aveți nevoie și de un mecanism de nivel superior, PLC, precum și de plăci specializate de control al mișcării, computere de control industrial + plăci PCI, pentru a trimite instrucțiuni către servodrive-uri.
Principiul de funcționare al ambelor
Principiul reglării vitezei unui convertor de frecvență este limitat în principal de patru factori: viteza n a motorului asincron, frecvența f a motorului asincron, rata de alunecare s a motorului și numărul de poli p ai motorului. Viteza n este proporțională cu frecvența f, iar modificarea frecvenței f poate modifica viteza motorului. Când frecvența f variază în intervalul 0-50 Hz, intervalul de reglare a vitezei motorului este foarte larg. Reglarea vitezei cu frecvență variabilă se realizează prin modificarea frecvenței alimentării motorului pentru a regla viteza. Metoda principală utilizată este AC-DC-AC, care mai întâi convertește sursa de alimentare AC de frecvență industrială în sursă de alimentare DC printr-un redresor, apoi convertește sursa de alimentare DC în sursă de alimentare AC cu frecvență și tensiune controlabile pentru a alimenta motorul. Circuitul unui convertor de frecvență constă în general din patru părți: rectificare, legătură DC intermediară, invertor și control. Partea de rectificare este un redresor trifazat necontrolat în punte, partea invertorului este un invertor trifazat în punte IGBT, iar ieșirea este o formă de undă PWM. Legătura intermediară de curent continuu include filtrarea, stocarea energiei de curent continuu și stocarea tampon a puterii reactive.
Principiul de funcționare al unui sistem servo se bazează pur și simplu pe controlul în buclă deschisă al unui motor AC/DC, unde semnalele de viteză și poziție sunt transmise înapoi către driver prin intermediul unor encodere rotative, transformatoare rotative etc. pentru un control PID cu feedback negativ în buclă închisă. În plus, cu bucla închisă de curent din interiorul driverului, precizia și caracteristicile de răspuns în timp ale ieșirii motorului după valoarea setată sunt mult îmbunătățite prin aceste trei ajustări în buclă închisă. Sistemul servo este un sistem dinamic de urmărire, iar echilibrul în stare staționară obținut este, de asemenea, un echilibru dinamic.
Diferența dintre cele două
Tehnologia servomotoarelor de curent alternativ se bazează pe și aplică tehnologia conversiei de frecvență. Bazată pe servocomanda motoarelor de curent continuu, aceasta imită metoda de control a motoarelor de curent continuu prin metoda PWM de conversie a frecvenței. Cu alte cuvinte, servomotoarele de curent alternativ trebuie să aibă procesul de conversie a frecvenței: conversia frecvenței constă mai întâi în rectificarea curentului alternativ de 50 sau 60 Hz în curent continuu, apoi în inversarea acestuia într-o formă de undă reglabilă în frecvență, similară impulsurilor electrice sinusoidale și cosinusoidale, prin intermediul diverșilor tranzistori de poartă controlabili (IGBT, IGCT etc.) prin reglarea frecvenței purtătoare și a PWM. Datorită frecvenței reglabile, viteza motoarelor de curent alternativ poate fi ajustată (n = 60f/p, viteza n, frecvența f, perechile de poli p).
1. Diferite capacități de suprasarcină
Servoacționările au, în general, o capacitate de supraîncărcare de 3 ori, care poate fi utilizată pentru a depăși momentul de inerție al sarcinilor inerțiale în momentul pornirii, în timp ce convertoarele de frecvență permit, în general, o supraîncărcare de 1,5 ori.
2. Precizia controlului
Precizia de control a servosistemelor este mult mai mare decât cea a convertoarelor de frecvență, iar precizia de control a servomotoarelor este de obicei asigurată de encoderul rotativ din capătul din spate al arborelui motorului. Unele servosisteme au chiar o precizie de control de 1:1000.
3. Scenarii de aplicare diferite
Controlul cu frecvență variabilă și servocontrolul sunt două categorii de control. Prima aparține domeniului controlului transmisiei, în timp ce a doua aparține domeniului controlului mișcării. Una este de a satisface cerințele aplicațiilor industriale generale cu indicatori de performanță scăzuti, urmărind costul redus. Cealaltă este de a urmări precizia ridicată, performanța ridicată și răspunsul ridicat.
4. Performanțe diferite de accelerare și decelerare
În condiții de mers fără sarcină, servomotorul poate trece de la o stare staționară la 2000 r/min în nu mai mult de 20 ms. Timpul de accelerare al motorului este legat de inerția arborelui motorului și de sarcină. De obicei, cu cât inerția este mai mare, cu atât timpul de accelerare este mai lung.
Concurența de piață între servo și convertor de frecvență
Datorită diferențelor de performanță și funcționalitate dintre convertoare de frecvență și servomotoare, aplicațiile acestora nu sunt foarte similare, iar principala concurență se concentrează pe:
1. Concurența în conținutul tehnologic
În același domeniu, dacă cumpărătorul are cerințe tehnice ridicate și complexe pentru utilaje, va alege sisteme servo. În caz contrar, vor fi alese produse cu convertor de frecvență. Utilajele de înaltă tehnologie, cum ar fi mașinile-unelte CNC și echipamentele electronice specializate, vor alege produse servo.
2. Concurența prin prețuri
Majoritatea cumpărătorilor sunt preocupați de costuri și adesea trec cu vederea tehnologia în favoarea invertoarelor mai ieftine. După cum este bine cunoscut, prețul sistemelor servo este de câteva ori mai mare decât cel al produselor cu convertor de frecvență.
Deși utilizarea servosistemelor nu este încă răspândită, în special în cazul servosistemelor autohtone, acestea sunt rareori utilizate în situații similare cu produsele servo străine. Însă, odată cu accelerarea industrializării, oamenii vor realiza treptat avantajele servosistemelor, iar acestea vor fi, de asemenea, recunoscute de cumpărători. În mod similar, tehnologia servo autohtonă nu va înceta să avanseze, fie pe baza unor randamente profitabile, fie pe baza unui sentiment de misiune istorică de revitalizare a țării. Credem că tot mai mulți producători vor investi în cercetarea și dezvoltarea servosistemelor. În acel moment, se va inaugura perioada de vârf a „industriei servo” din China.