Kontrol Fiziği: AC Servo Sürücü Mimarisinin İncelenmesi

AC Servo Sürücü elektrbenk mühendbenslbenğbenne uygulbbenrnan kontrol teorbensbennin zaferini temsil eden gelişmiş bir güç elektroniği parçasıdır. Yüksek performans yeteneklerini anlamak için işlevsel rolünün ötesine bakmak ve özelliklerini incelemek önemlidir. iç mimari —hassas hareketi mümkün kılan bileşenler ve süreçler.

İç Mimari: Üç bira Alt Sistem

An AC Servo Sürücü genellikle, geri besleme sinyallerine dayalı olarak gelen AC gücünü motor için hassas şekilde kontrol edilen AC gücüne dönüştüren üç ana işlevsel aşamadan oluşur:

1. Güç Dönüşüm Aşaması (Doğrultucu):

   • incoming single-phase or three-phase AC power is first converted into a high-voltage DC (Direct Current) voltage, which is typically smoothed using a DC bağlantısı kapasitör bankası .

   • energy stored in this DC bus is then available for the next stage.

   • Not: drive may also incorporate a braking resistor or regenerative circuitry to dissipate or reuse excess energy generated during motor deceleration.

2. Güç Ters Çevirme Aşaması (İnvertör):

   • Bu, tipik olarak bir dizi anahtardan oluşan çekirdek güç anahtarlama bölümüdür. Yalıtımlı Kapı Bipolar Transistörler (IGBT'ler) .

   • control board uses Darbe Genişliği Modülasyonu (PWM) DC voltajını tekrar üç fazlı AC dalga biçimine dönüştürerek IGBT'leri hızlı bir şekilde değiştirme teknikleri.

   • En önemlisi, sürücü şunları kontrol eder: frekans, büyüklük ve faz Motorun hızını ve torkunu hassas bir şekilde yönetmek için bu çıkış AC dalga biçiminin son derece yüksek çözünürlüğü.

3. Kontrol ve İşleme Aşaması (Beyin):

   • Buna mikroişlemci veya Dijital Sinyal İşlemcisi (DSP) kontrol döngülerini yürütür.

   • Gelen konum/hız komutlarını işler ve motorun kodlayıcısından veya çözümleyicisinden gerçek zamanlı geri bildirimi kullanır.

   • Daha sonra çalıştırır PID kontrol döngüleri ve Alan Odaklı Kontrol (FOC) komut ile gerçek motor konumu arasındaki herhangi bir hatayı ortadan kaldırmak amacıyla invertör aşaması için gereken PWM ateşleme sinyallerini tam olarak hesaplayan algoritmalar.

Critical Role of Field-Oriented Control (FOC)

superior performance of the AC Servo Sürücü standart bir VFD ile karşılaştırıldığında, kullanımı şu anlama gelir: Alan Odaklı Kontrol (FOC) , bazen Vektör Kontrolü olarak da adlandırılır.

• Problem: Bir AC motorun kontrolü karmaşıktır çünkü tork ve akı birbirine bağlıdır (birbirine bağlıdır).

• FOC Solution: DSP in the drive mathematically transforms the motor's three-phase AC currents ( $i_a,i_b,i_c$ ) fiziksel stator referans çerçevesinden dönen iki eksenli bir DC referans çerçevesine ( $i_d,i_q$ ).

  • d ekseni akımı ( $i_d$ ) kontrol eder manyetik akı (veya alan).

  • q ekseni akımı ( $i_q$ ) kontrol eder tork .

• Advantage: Akı ve torkun ayrılmasıyla sürücü, torku hassas ve hızlı bir şekilde yönetebilir ve motora yüksek performanslı bir DC motorunkine benzer yüksek dinamik bir yanıt verebilir. Bu, bir servo sistemi tanımlayan hızlı hızlanma ve hassas konumlandırma için gereklidir.

Güç Derecelendirmesinde Dikkat Edilmesi Gerekenler

Bir seçim yaparken AC Servo Sürücü , onun güç derecesi kritiktir ve motor ve uygulama talepleriyle eşleştirilmelidir. Bu derecelendirme, sürücünün gerekenleri yerine getirme yeteneğini tanımlar:

• Sürekli Akım: current the drive can safely supply during continuous operation (steady state).

• Tepe Akımı: maximum current the drive can supply for a short duration (e.g., during rapid acceleration), which determines the system's dynamic response.

sophisticated architecture of the AC Servo Sürücü Konum, hız ve tork üzerinde son derece hassas kontrolü korurken, dinamik hareket için yüksek tepe akımlarını güvenilir bir şekilde sunmasını sağlayan da budur, bu da onu gelişmiş otomasyonda vazgeçilmez kılmaktadır.