Сервоусилители

Сервоусилители замыкают контур управления положением, скоростью и моментом двигателя с точностью долей градуса и миллисекунд. Применяются в станках с ЧПУ, роботах, упаковочных машинах. Структура сервопривода Силовой каскад трёхфазный инвертор на IGBT-транзисторах формирует переменное напряжение и частоту для питания двигателя. ШИМ-модуляция синтезирует синусоидальный ток с частотой коммутации 5-20 килогерц. Контроллер тока регулирует момент двигателя пропорционально заданию. Измеряет фазные токи датчиками. Векторное управление ориентирует ток по полю для максимального момента. Контроллер скорости сравнивает заданную скорость с обратной связью от энкодера. Формирует задание момента контроллеру тока. ПИД-регулятор минимизирует ошибку. Контроллер положения отслеживает целевую позицию по импульсам от контроллера движения. Генерирует задание скорости. Точность позиционирования определяется разрешением энкодера — единицы угловых минут. Режимы управления Позиционный режим задаёт целевую координату и скорость движения. Усилитель рассчитывает траекторию с ускорением и торможением. Останавливается точно в заданной точке. Скоростной режим поддерживает постоянную скорость независимо от нагрузки. Применяется в намоточных механизмах, конвейерах. Моментный режим регулирует усилие двигателя. Используется в прессах, зажимах, следящих системах с пружинной нагрузкой. Интерфейсы управления Импульсный вход принимает последовательность импульсов направление-шаг от контроллера движения. Количество импульсов задаёт перемещение, частота — скорость. Стандарт систем ЧПУ. Аналоговый вход ±10 вольт задаёт скорость или момент пропорционально напряжению. Применяется в простых системах без контроллера движения. Цифровые шины EtherCAT, Profinet, CANopen синхронизируют оси в реальном времени. Циклы обновления субмиллисекундные. Применяются в многоосевых системах — роботах, координатных столах. Энкодер Инкрементальный энкодер генерирует импульсы A и B со сдвигом 90 градусов. Направление вращения по фазе. Индексный импульс Z указывает нулевую позицию. Разрешение 2500-10000 импульсов на оборот умножается электроникой в 4 раза квадратурным декодером. Эквивалентное разрешение 10000-40000 на оборот. Абсолютный энкодер сохраняет позицию при отключении питания. Устраняет поиск нулевой точки после включения. Протоколы EnDat, BiSS передают многобитовый код. Регенеративное торможение Двигатель при торможении генерирует энергию, заряжающую конденсаторы звена постоянного тока. Напряжение возрастает, угрожая пробоем. Встроенный инвертор возвращает энергию в питающую сеть. КПД системы повышается, особенно в циклических режимах с частыми разгонами-торможениями. Тормозной резистор рассеивает энергию тепло при отсутствии инвертора. Мощность резистора выбирается по энергии торможения. Термозащита предотвращает перегрев. Настройка Автонастройка определяет параметры двигателя — сопротивление, индуктивность, инерцию. Усилитель подаёт тестовые сигналы, измеряет отклик. Вычисляет оптимальные коэффициенты регуляторов. Ручная настройка жёсткости контура регулирует быстродействие и устойчивость. Увеличение коэффициентов ускоряет отработку, но может вызвать колебания. Ограничения тока, скорости, ускорения защищают механику от перегрузок. Задаются согласно возможностям привода. Обращайтесь за подбором сервопривода под применение.