サーボドライブの動作原理についての話

サーボドライブはどのように動作するのか:

現在、主流のサーボドライブは制御コアとしてデジタルシグナルプロセッサ(DSP)を使用しており、比較的複雑な制御アルゴリズムを実現し、デジタル化、ネットワーク化、インテリジェンスを実現できます。パワーデバイスは一般的にインテリジェントパワーモジュール(IPM)を核として設計された駆動回路を採用しています。始動プロセス中のドライバーへの影響を軽減するために回路を開始します。

パワードライブユニットは、まず入力三相電力または主電源を三相フルブリッジ整流回路を通じて整流し、対応する DC 電力を取得します。三相永久磁石同期ACサーボモータは、整流された三相電力または商用電力を三相正弦波PWM電圧型インバータの周波数変換により駆動します。パワードライブユニットの全体プロセスは、簡単に言うとAC-DC-ACのプロセスと言えます。整流ユニット (AC-DC) の主なトポロジー回路は、三相フルブリッジ非制御整流回路です。

サーボ システムの大規模アプリケーションに伴い、サーボ ドライブの使用、サーボ ドライブのデバッグ、およびサーボ ドライブのメンテナンスはすべて、今日のサーボ ドライブにとって重要な技術的問題となっています。サーボドライブに関する詳細な技術研究を行う産業用制御技術サービスプロバイダーが増えています。

サーボドライブは現代のモーションコントロールの重要な部分であり、産業用ロボットやCNCマシニングセンターなどの自動化機器で広く使用されています。特に、交流永久磁石同期モータの制御に使用されるサーボドライブは、国内外で研究のホットスポットとなっています。AC サーボ ドライブの設計では、ベクトル制御に基づく電流、速度、位置 3 の閉ループ制御アルゴリズムが一般に使用されます。このアルゴリズムにおける速度閉ループ設計が合理的であるかどうかは、サーボ制御システム全体の性能、特に速度制御性能に重要な役割を果たします。

サーボドライブシステム要件:

1. 広い速度範囲

2. 高い位置決め精度

3. 十分な伝達剛性と高速安定性。

4. 生産性と加工品質を確保するため、CNCシステムでは始動時や制動時に加減算が必要となるため、高い位置決め精度が要求されるだけでなく、追従指令信号に対する応答が速い高速応答性も要求されます。加速度は、フィード システムの移行プロセス時間を短縮し、輪郭移行エラーを低減するのに十分な大きさです。

5.低速かつ高トルク、強力な過負荷容量

一般に、サーボ ドライバは数分または 30 分以内に 1.5 倍を超える過負荷容量を備えており、短時間に損傷することなく 4 ~ 6 回の過負荷に耐えることができます。

6. 高い信頼性

CNC工作機械の送り駆動システムには、高い信頼性、良好な動作安定性、温度、湿度、振動に対する強い環境適応性、および強力な抗干渉能力が要求されます。

モーター用サーボドライブの要件:

1. モーターは最低速度から最高速度までスムーズに回転し、トルク変動が少なく、特に0.1r/min以下の低速域でも這わずに安定した速度が得られます。

2. モーターは、低速および高トルクの要件を満たすために、長時間にわたって大きな過負荷容量を備えている必要があります。一般に、DC サーボ モーターは、損傷することなく、数分以内に 4 ~ 6 回過負荷をかける必要があります。

3. 高速応答の要求を満たすために、モータは慣性モーメントが小さくストールトルクが大きく、時定数と起動電圧ができるだけ小さいことが必要です。

4. モータは頻繁な始動、制動、逆転に耐えられるものである必要があります。


投稿時間: 2023 年 7 月 7 日