Fisika Kontrol: Mendalami Arsitektur Penggerak Servo AC

Itu Penggersebuahk Servo AC adalah bagsayaan canggsayah darsaya elektronsayaka daya yang mewaksayalsaya kemenangan teorsaya kontrol yang diterapkan pada teknik elektro. Untuk memahami kemampuan kinerja tinggi, penting untuk melihat lebih jauh dari peran fungsionalnya dan mengkajinya arsitektur internal —komponen dan proses yang memungkinkan gerakan presisi.

Arsitektur Internal: Tiga Subsistem Utama

Sebuah Penggersebuahk Servo AC umumnya terdiri dari tiga tahap fungsional utama yang mengubah daya AC yang masuk menjadi daya AC yang dikontrol secara tepat untuk motor, berdasarkan sinyal umpan balik:

1. Tahap Konversi Daya (Penyearah):

   • Itu 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 Bank kapasitor DC-link .

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

   • Catatan: Itu drive may also incorporate a braking resistor or regenerative circuitry to dissipate or reuse excess energy generated during motor deceleration.

2. Tahap Pembalikan Daya (Inverter):

   • Ini adalah bagian peralihan daya inti, biasanya terdiri dari serangkaian Transistor Bipolar Gerbang Terisolasi (IGBT) .

   • Itu control board uses Modulasi Lebar Pulsa (PWM) teknik untuk mengganti IGBT dengan cepat, mengubah tegangan DC kembali menjadi bentuk gelombang AC tiga fase.

   • Yang terpenting, drive mengontrol frekuensi, magnitudo, dan fase bentuk gelombang AC keluaran ini dengan resolusi sangat tinggi untuk mengatur kecepatan dan torsi motor secara tepat.

3. Tahap Kontrol dan Pemrosesan (Otak):

   • Ini termasuk mikroprosesor atau Prosesor Sinyal Digital (DSP) yang mengeksekusi loop kontrol.

   • Ini memproses perintah posisi/kecepatan yang masuk dan menggunakan umpan balik waktu nyata dari pembuat enkode atau pemecah masalah motor.

   • Ini kemudian menjalankan Loop kontrol PID dan Kontrol Berorientasi Lapangan (FOC) algoritma untuk menghitung sinyal penyalaan PWM yang tepat yang diperlukan untuk tahap inverter guna menghilangkan kesalahan apa pun antara perintah dan posisi motor sebenarnya.

Itu Critical Role of Field-Oriented Control (FOC)

Itu superior performance of the Penggersebuahk Servo AC dibandingkan dengan VFD standar tergantung pada penggunaannya Kontrol Berorientasi Lapangan (FOC) , terkadang disebut Kontrol Vektor.

• Itu Problem: Pengendalian motor AC merupakan hal yang rumit karena torsi dan fluks saling berpasangan (saling bergantung).

• Itu FOC Solution: Itu DSP in the drive mathematically transforms the motor's three-phase AC currents ( $i_a,i_b,i_c$ ) dari kerangka acuan stator fisik ke dalam kerangka acuan DC dua sumbu yang berputar ( $i_d,i_q$ ).

  • Itu arus sumbu d ( $i_d$ ) mengendalikan fluks magnet (atau lapangan).

  • Itu arus sumbu q ( $i_q$ ) mengendalikan torsi .

• Itu Advantage: Dengan memisahkan fluks dan torsi, penggerak dapat mengatur torsi secara tepat dan cepat, sehingga memberikan respons dinamis tinggi pada motor serupa dengan motor DC performa tinggi. Hal ini penting untuk akselerasi cepat dan penentuan posisi tepat yang menentukan sistem servo.

Pertimbangan Peringkat Daya

Saat memilih sebuah Penggersebuahk Servo AC , itu peringkat daya sangat penting dan harus disesuaikan dengan kebutuhan motor dan aplikasi. Peringkat ini menentukan kemampuan drive untuk menangani hal-hal yang diperlukan:

• Arus Kontinyu: Itu current the drive can safely supply during continuous operation (steady state).

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

Itu sophisticated architecture of the Penggersebuahk Servo AC Inilah yang memungkinkannya menyalurkan arus puncak tinggi secara andal untuk pergerakan dinamis sambil mempertahankan kontrol yang sangat presisi terhadap posisi, kecepatan, dan torsi, sehingga sangat diperlukan dalam otomatisasi tingkat lanjut.