ما هو محرك AC المؤازرة؟

و AC Servo Drive هو جهاز إلكتروني متطور يعمل كوحدة تحكم لـ AC Servo Motأو ، تمكين التحكم الدقيق في وضعه وسرعته وعزم الدوران. على عكس محركات AC القياسية ، التي تم تصميمها للدوران المستمر بسرعة ثابتة نسبيًا ، تشكل محركات AC المؤازرة ، مقترنة بمحركاتها ، نظام حلقة مغلق قادر على التحكم في الحركة الديناميكية ودقيقة للغاية. هذا يجعلها لا غنى عنها في مجموعة واسعة من الأتمتة الحديثة والتطبيقات الآلية.

كيف يعمل AC Servo العمل

يكمن المبدأ الأساسي وراء عملية AC Servo Drive في نظام التحكم في الحلقة المغلقة ، والذي يراقب بشكل مستمر الحالة الفعلية للمحرك وتعديل ناتجه لمطابقة الأمر المطلوب. إليك انهيار العملية:

1. استقبال إشارة الأمر: يتلقى محرك المؤازرة إشارة أمر من وحدة تحكم عالية المستوى (على سبيل المثال ، PLC ، CNC ، أو وحدة تحكم الحركة). تملي هذه الإشارة ملف تعريف الحركة المطلوب - سواء كان موضعًا مستهدفًا أو سرعة محددة أو عزم دوران مطلوب.

2. تحويل الطاقة (AC-DC-AC):

   • تصحيح (AC إلى DC): يتم تصحيح قوة التيار المتردد الواردة (عادةً أنابيب ثلاثية الطور أو أحادية الطور) أولاً في جهد التيار المستمر.

   • الانقلاب (DC إلى AC): ثم يتم تحويل جهد التيار المستمر مرة أخرى إلى تردد متغير ومتغير الجهد الموجي AC باستخدام عاكس ، وغالبًا ما يستخدم تقنيات تعديل عرض النبض (PWM). هذا الإخراج AC الذي يتم التحكم فيه هو ما يشغل محرك المؤازرة.

3. التحكم في المحرك: يتحكم محرك الأقراص بدقة في تواتر وجهد طاقة التيار المتردد المقدم للمحرك. عن طريق ضبط هذه المعلمات ، فإنه ينظم بدقة سرعة وعزم الدوران للمحرك.

4. آلية التغذية المرتدة: المكون الحاسم في نظام الحلقة المغلقة هو جهاز التغذية المرتدة ، وعادة ما يكون تشفير or محلول ، شنت على محرك المؤازرة. يوفر هذا الجهاز معلومات في الوقت الفعلي حول الموضع الفعلي للمحرك ، والسرعة ، وحتى في بعض الأحيان الحالية (والتي تتعلق بعزم الدوران).

5. حساب الخطأ والتصحيح: يقارن محرك المؤازرة باستمرار بيانات التغذية المرتدة (الحالة الفعلية) مع إشارة الأمر (الحالة المطلوبة). يتم حساب أي تباين بين الاثنين على أنه "خطأ". استنادًا إلى هذا الخطأ ، فإن المعالجات الدقيقة الداخلية لمحرك الأقراص ، باستخدام خوارزميات التحكم المتطورة (غالبًا ما تكون خوارزمية تحكم من ثلاثة حلقة تتضمن حلقات التيار والسرعة والموضع) ، يقوم بضبط الجهد والتيار الموفر للمحرك. يقلل هذا التعديل المستمر من الخطأ ، مما يضمن المحرك يتبع بدقة الحركة المفيدة.

المكونات الرئيسية لنظام محرك الأقراص AC

يشتمل نظام محرك AC المؤازرات على العديد من المكونات المترابطة التي تعمل في وئام:

• محرك AC Servo (وحدة تحكم/مكبر للصوت): أدمغة العملية ، وتلقي الأوامر ، ومعالجة التعليقات ، وإنشاء إشارات الطاقة الدقيقة للمحرك.

• AC Servo Motor: محرك كهربائي متخصص ، عادةً ما يكون محركًا متزامنًا دائمًا للمغناطيس ، مصمم لاستجابة عالية ، ونسبة عزم الدوران إلى داخل ، والتحكم الدقيق. لديها الجزء الثابت مع اللفات والدوار مع المغناطيس الدائم.

• جهاز التغذية المرتدة (تشفير/محلول): يوفر موقعًا في الوقت الفعلي ومعلومات السرعة من عمود المحرك إلى محرك الأقراص. تولد المشفرات نبضات رقمية تمثل الدوران ، بينما توفر المحددات إشارات تمثيلية.

• وحدة تزويد الطاقة: يوفر مصدر طاقة مستقر لمحرك المؤازرة.

• الكابلات: يربط محرك الأقراص بالمحرك وجهاز التغذية المرتدة ومزود الطاقة.

• وحدة تحكم المستوى الأعلى: يرسل إشارات الأوامر إلى محرك المؤازرة ، وتنظيم تسلسل الحركة الكلي (على سبيل المثال ، PLC ، CNC).

مزايا محركات الأقراص AC

توفر محركات AC Servo مزايا كبيرة على أنظمة التحكم في المحركات التقليدية ، مما يجعلها الخيار المفضل للتطبيقات عالية الأداء:

• دقة ودقة عالية: يتيح نظام التغذية المرتدة حلقة مغلقة تحديد وضع دقيق للغاية وسرعة وعزم دوران ، مع الحد الأدنى من الانحراف عن المسار المطلوب.

• الأداء الديناميكي: أنها تتيح التسارع السريع والتباطؤ ، وأوقات تسوية سريعة ، والاستجابة السريعة للتغييرات في الأوامر أو الأحمال.

• عزم الدوران العالي بسرعات منخفضة: يمكن لمحركات AC Servo توليد عزم دوران كبير حتى بسرعات منخفضة للغاية ، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات التي تتطلب حركات دقيقة تحت أحمال متفاوتة.

• كفاءة: تعد أنظمة AC الحديثة فعالة للغاية ، حيث تقوم بتحويل كمية كبيرة من الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية ، مما يؤدي إلى انخفاض استهلاك الطاقة.

• المرونة والبرمجة: يمكن برمجة محركات الأقراص المؤازرة وضبطها لمجموعة واسعة من ملفات تعريف الحركة ، مما يسمح لها بالتكيف مع المهام المتنوعة وتحسين أداء النظام.

• العملية السلسة: تساهم خوارزميات التحكم المتقدمة في تشغيل الحركية الناعمة والمستقرة للغاية ، حتى أثناء الحركات المعقدة.

تطبيقات محركات الأقراص AC

نظرًا لدقة وأدائها الديناميكي والموثوقية ، تعد محركات الأقراص المتكافئة جزءًا لا يحصى من التطبيقات الصناعية والتجارية:

• الروبوتات الصناعية: ضروري للسيطرة على الحركات الدقيقة للأسلحة الروبوتية والمفاصل في عمليات التصنيع والتجميع والانتقاء.

• مراكز تصنيع CNC: قم بالقيادة على الحركة الدقيقة لأدوات القطع ، والمغزل ، والأشياء العمل في آلات التحكم العددية للكمبيوتر لأعمال المعادن ، والأشغال الخشبية ، وغيرها من المواد.

• آلات التغليف: يستخدم في خطوط التغليف عالية السرعة والمكتب العالي للملء ، الختم ، وضع العلامات ، والفرز.

• آلات النسيج: تحكم في الحركات الدقيقة لمختلف المكونات في آلات النسيج والحياكة والخياطة.

• مكابس المطبعة: تمكين التسجيل الدقيق ومعالجة المواد الدقيقة في تطبيقات الطباعة عالية السرعة.

• المعدات الطبية: الموجودة في الروبوتات الجراحية ، وأنظمة التصوير التشخيصي ، والأتمتة المختبرية لحركاتها الدقيقة والمتكررة.

• تصنيع أشباه الموصلات: حاسمة لوضع رقائق ومكونات دقيقة للغاية في تصنيع أشباه الموصلات.

• الطيران: تستخدم في أنظمة التحكم في الطيران والآليات الحرجة الأخرى التي تتطلب حركة دقيقة وموثوقة.

• معالجة المواد: يعمل في أنظمة النقل ، والمركبات الموجهة الآلية (AGVs) ، وغيرها من معدات مناولة المواد التي تتطلب حركة محكومة.

في ملخص، محركات AC المؤازرة هي حجر الزاوية في التحكم في الحركة الحديثة ، وتمكين الصناعات بدقة وسرعة وتنوع اللازمة لتحقيق عمليات إنتاج آلية وفعالة للغاية. يعد تطورهم المستمر قدرات أكبر وتطبيقات أوسع في مستقبل الأتمتة.