Pohony na riadenie pohybu sú základnými komponentmi modernej priemyselnej automatizácie, ktoré umožňujú presné riadenie motorov a strojov. Ako popredný dodávateľ pohonov Motion Control Drives sa ma často pýtajú na hlavné komponenty, ktoré tvoria tieto sofistikované zariadenia. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do kľúčových prvkov pohonu na riadenie pohybu, vysvetlím ich funkcie a ako spolupracujú, aby zabezpečili optimálny výkon.
Napájanie
Napájací zdroj je chrbticou každého pohonu riadenia pohybu. Poskytuje elektrickú energiu potrebnú na prevádzku pohonu a pripojeného motora. Typický pohon riadenia pohybu môže byť napájaný buď jednofázovým alebo trojfázovým striedavým prúdom, v závislosti od požiadaviek aplikácie. Napájací zdroj premieňa prichádzajúci striedavý prúd na jednosmerný prúd, ktorý potom využívajú ostatné komponenty pohonu.
Okrem poskytovania energie zohráva napájací zdroj tiež kľúčovú úlohu pri ochrane disku pred elektrickými poruchami, ako sú napäťové špičky a prepätia. Je vybavený rôznymi ochrannými prvkami, ako je prepäťová ochrana, podpäťová ochrana a ochrana proti skratu, ktoré zaisťujú bezpečnú a spoľahlivú prevádzku pohonu.
Usmerňovač
Usmerňovač je zodpovedný za premenu prichádzajúceho striedavého prúdu na jednosmerný prúd. Skladá sa zo sady diód alebo tyristorov, ktoré umožňujú prúdenie prúdu iba jedným smerom. Obvod usmerňovača môže byť buď polvlnový usmerňovač alebo celovlnný usmerňovač, v závislosti od konštrukcie pohonu.
Polvlnný usmerňovač umožňuje prechod iba polovice striedavého tvaru vlny, zatiaľ čo celovlnný usmerňovač umožňuje premenu celej striedavej vlny na jednosmerný prúd. Celovlnné usmerňovače sa častejšie používajú v pohonoch riadenia pohybu, pretože poskytujú hladší jednosmerný výstup a sú efektívnejšie.
DC Link
Jednosmerný medziobvod je banka kondenzátorov, ktorá uchováva jednosmerný prúd generovaný usmerňovačom. Funguje ako vyrovnávacia pamäť medzi usmerňovačom a meničom a zabezpečuje stabilné a nepretržité napájanie meniča. Jednosmerné prepojenie tiež pomáha odfiltrovať akékoľvek vlnenie alebo šum v jednosmernom napájaní a poskytuje čisté a plynulé napájanie meniča.
Veľkosť a kapacita banky kondenzátorov jednosmerného medziobvodu závisí od menovitého výkonu meniča a požiadaviek aplikácie. Väčšia banka kondenzátorov môže uložiť viac energie a poskytnúť stabilnejšie napájanie, ale tiež zvyšuje náklady a veľkosť disku.
Invertor
Invertor je srdcom pohonu riadenia pohybu. Prevádza jednosmerný prúd z medziobvodu na striedavý prúd s premenlivou frekvenciou a napätím. Invertor používa sadu výkonových tranzistorov, ako sú bipolárne tranzistory s izolovaným hradlom (IGBT) alebo tranzistory s kovovým oxidom a polovodičom s efektom poľa (MOSFET), na zapínanie a vypínanie jednosmerného prúdu pri vysokých frekvenciách.
Riadením spínacej frekvencie a trvania výkonových tranzistorov môže menič upraviť frekvenciu a napätie výstupného striedavého prúdu. To umožňuje meniču ovládať rýchlosť, krútiaci moment a smer pripojeného motora. Menič tiež poskytuje rôzne riadiace funkcie, ako je vektorové riadenie, riadenie orientované na pole a priame riadenie krútiaceho momentu, aby sa zabezpečilo presné a efektívne riadenie motora.
Riadiaci obvod
Riadiaci obvod je zodpovedný za monitorovanie a riadenie činnosti pohonu riadenia pohybu. Pozostáva z mikrokontroléra alebo digitálneho signálového procesora (DSP), ktorý prijíma vstupné signály z rôznych snímačov a spínačov, ako sú snímače rýchlosti, snímače polohy a prúdové snímače.
Na základe týchto vstupných signálov riadiaci obvod vypočíta príslušné riadiace signály pre menič a ostatné komponenty pohonu. Poskytuje tiež rôzne ochranné funkcie, ako je nadprúdová ochrana, prepäťová ochrana a ochrana proti prehriatiu, aby sa zabezpečila bezpečná a spoľahlivá prevádzka meniča.
Riadiaci obvod môže byť naprogramovaný tak, aby implementoval rôzne riadiace algoritmy a prevádzkové režimy v závislosti od požiadaviek aplikácie. Napríklad môže byť naprogramovaný tak, aby implementoval slučku regulácie rýchlosti, slučku regulácie krútiaceho momentu alebo slučku regulácie polohy.
Senzory spätnej väzby
Senzory spätnej väzby sa používajú na poskytovanie informácií o polohe, rýchlosti a krútiacom momente pripojeného motora. Zohrávajú kľúčovú úlohu pri zabezpečovaní presného a presného riadenia motora. Existuje niekoľko typov snímačov spätnej väzby bežne používaných v pohonoch riadenia pohybu, vrátane:
- kódovač: Kodér je zariadenie, ktoré meria polohu a rýchlosť hriadeľa motora. Skladá sa z rotujúceho disku so sériou štrbín alebo značiek a stacionárneho snímača, ktorý detekuje priechod štrbín alebo značiek. Kódovače môžu byť prírastkové alebo absolútne v závislosti od typu informácií, ktoré poskytujú.
- Riešiť: Rezolver je typ rotačného transformátora, ktorý meria polohu a rýchlosť hriadeľa motora. Pozostáva zo statora a rotora a výstupné napätie rezolvera je úmerné polohe rotora. Resolvery sú odolnejšie a spoľahlivejšie ako kódovače, ale sú tiež drahšie.
- Senzor Hallovho efektu: Hallov senzor je zariadenie, ktoré meria magnetické pole generované motorom. Môže sa použiť na detekciu polohy a rýchlosti hriadeľa motora, ako aj smeru otáčania. Senzory s Hallovým efektom sú jednoduché a lacné, ale sú menej presné ako kódovače a resolvery.
Komunikačné rozhranie
Komunikačné rozhranie umožňuje pohonu riadenia pohybu komunikovať s inými zariadeniami, ako sú programovateľné logické riadiace jednotky (PLC), rozhrania človek-stroj (HMI) a ďalšie zariadenia priemyselnej automatizácie. Poskytuje meniču prostriedky na prijímanie riadiacich príkazov a vysielanie informácií o stave.
Existuje niekoľko typov komunikačných rozhraní bežne používaných v pohonoch riadenia pohybu, vrátane:
- Sériová komunikácia: Sériové komunikačné rozhrania, ako napríklad RS-232, RS-485 a CANopen, sa bežne používajú na komunikáciu na krátku vzdialenosť medzi meničom a inými zariadeniami. Sú jednoduché a lacné, ale majú obmedzené rýchlosti prenosu dát.
- Ethernetová komunikácia: Ethernetové komunikačné rozhrania, ako sú Ethernet/IP, Profinet a Modbus TCP, sa stávajú čoraz obľúbenejšími pre aplikácie priemyselnej automatizácie. Poskytujú vysokorýchlostné prenosové rýchlosti a môžu podporovať komunikáciu na veľké vzdialenosti.
- Fieldbus komunikácia: Komunikačné rozhrania Fieldbus, ako napríklad DeviceNet, Profibus a Interbus, sa používajú na komunikáciu medzi meničom a inými zariadeniami v distribuovanom riadiacom systéme. Poskytujú spoľahlivé a efektívne komunikačné prostriedky, vyžadujú si však špecializovaný hardvér a softvér.
Záver
Na záver, pohon na riadenie pohybu je komplexné zariadenie, ktoré pozostáva z niekoľkých kľúčových komponentov, z ktorých každý zohráva kľúčovú úlohu pri zabezpečovaní presného a efektívneho riadenia motora. Napájací zdroj, usmerňovač, jednosmerný medziobvod, menič, riadiaci obvod, snímače spätnej väzby a komunikačné rozhranie spolupracujú na zabezpečení stabilného a spoľahlivého napájania, ovládania rýchlosti a krútiaceho momentu motora a komunikujú s ostatnými zariadeniami v systéme priemyselnej automatizácie.
Ako dodávateľPohon riadenia pohybu, ponúkame širokú škálu vysokokvalitných pohonov na riadenie pohybu, ktoré sú navrhnuté tak, aby vyhovovali rôznorodým potrebám našich zákazníkov. Naše pohony sú vybavené najnovšou technológiou a funkciami, ako sú pokročilé riadiace algoritmy, vysokovýkonné snímače spätnej väzby a spoľahlivé komunikačné rozhrania, ktoré zaisťujú optimálny výkon a spoľahlivosť.
Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich pohonoch na riadenie pohybu alebo by ste chceli prediskutovať svoje špecifické požiadavky na aplikáciu, neváhajte nás kontaktovať. Zaviazali sme sa poskytovať našim zákazníkom najlepšie možné produkty a služby a tešíme sa na spoluprácu s vami pri dosahovaní vašich cieľov v oblasti automatizácie.
Referencie
- Príručka riadenia pohybu, druhé vydanie, Peter Vas
- Príručka priemyselnej elektroniky, štvrté vydanie, Timothy W. Liao
- Elektrické pohony: koncepty, aplikácie a ovládanie, GK Dubey