Attualmente, i servoazionamenti tradizionali utilizzano un processore di segnale digitale (DSP) come unità di controllo principale, consentendo l'implementazione di algoritmi di controllo complessi e facilitando la digitalizzazione, il collegamento in rete e il funzionamento intelligente. Per la commutazione di potenza, i circuiti di comando progettati attorno ai moduli di potenza intelligenti (IPM) sono ampiamente adottati; questi IPM sono dotati di circuiti di azionamento interni integrati e incorporano circuiti di rilevamento e protezione guasti-che coprono condizioni quali sovratensione, sovracorrente, surriscaldamento e sottotensione. Inoltre, un circuito di avvio graduale- è incorporato nel circuito di alimentazione principale per mitigare l'impatto sull'unità di azionamento durante il processo di avvio.
L'unità di alimentazione rettifica innanzitutto l'-alimentazione trifase-o la rete elettrica in ingresso-tramite un circuito di rettifica a ponte completo-trifase-per ottenere la corrispondente alimentazione CC. Questa potenza raddrizzata viene quindi elaborata da un inverter con sorgente di tensione PWM sinusoidale trifase-per azionare un servomotore CA sincrono a magneti permanenti trifase-. L'intero funzionamento dell'unità motrice può essere semplicemente descritto come un processo di conversione CA-CC-CA. La topologia del circuito primario dell'unità di rettifica (CA-CC) è un circuito raddrizzatore non controllato trifase-a ponte intero-.
Con l'adozione diffusa dei servosistemi, il funzionamento, la messa in servizio e la manutenzione dei servoazionamenti sono emersi come argomenti tecnici critici nel panorama moderno; di conseguenza, un numero crescente di fornitori di servizi di tecnologia di controllo industriale sta conducendo-ricerche tecniche approfondite sui servoazionamenti.
I servoazionamenti costituiscono una componente vitale dei moderni sistemi di controllo del movimento e sono ampiamente utilizzati in apparecchiature automatizzate, come robot industriali e centri di lavoro CNC. In particolare, i servoazionamenti progettati per controllare i motori sincroni a magneti permanenti in ca sono emersi come punto focale della ricerca sia a livello nazionale che internazionale. Gli attuali progetti di servoazionamenti CA utilizzano comunemente un algoritmo di controllo a triplo-anello-che comprende anelli di corrente, velocità e posizione-basato su principi di controllo vettoriale. In questo contesto, la corretta progettazione dell'anello di controllo della velocità gioca un ruolo fondamentale nelle prestazioni complessive del sistema di servocontrollo e in particolare nell'ottimizzazione delle sue capacità di controllo della velocità.
Requisiti per i sistemi di servoalimentazione
1. Ampio intervallo di regolazione della velocità
2. Elevata precisione di posizionamento
3. Sufficiente rigidità della trasmissione e stabilità alle alte velocità
4. Risposta rapida senza superamento
Per garantire sia la produttività che la qualità della lavorazione, oltre a richiedere un'elevata precisione di posizionamento, sono essenziali anche eccellenti caratteristiche di risposta rapida-in particolare, la capacità di tracciare i segnali di comando con velocità. Questo perché, durante le fasi di avvio e frenatura di un sistema CNC, sono necessarie velocità di accelerazione e decelerazione sufficientemente elevate per ridurre il tempo di risposta transitorio del sistema di avanzamento e ridurre al minimo gli errori di transizione del contorno.
5. Coppia elevata a basse velocità; Forte capacità di sovraccarico
In generale, i servoazionamenti possiedono una capacità di sovraccarico superiore a 1,5 volte il loro carico nominale, sostenuta per periodi che vanno da alcuni minuti fino a mezz'ora; inoltre, possono sopportare livelli di sovraccarico da 4 a 6 volte la loro capacità nominale per brevi periodi senza subire danni.
6. Alta affidabilità
I sistemi di azionamento dell'avanzamento delle macchine utensili CNC devono presentare elevata affidabilità ed eccellente stabilità operativa. Devono possedere una forte adattabilità alle condizioni ambientali-come variazioni di temperatura, umidità e vibrazioni-oltre a una forte resistenza alle interferenze esterne.
Requisiti del motore
1. Il motore deve funzionare in modo uniforme nell'intero intervallo di velocità-dalla velocità più bassa a quella più alta-con una fluttuazione minima della coppia. In particolare, a velocità molto basse (come 0,1 giri/min o inferiori), deve mantenere una velocità regolare senza mostrare alcun fenomeno di "strisciamento".
2. Il motore deve possedere una capacità di sovraccarico sostanziale e sostenuta per soddisfare i requisiti di coppia elevata a basse velocità. In genere, i servomotori CC devono resistere a un sovraccarico da 4 a 6 volte la loro capacità nominale per diversi minuti senza subire danni.
3. Per garantire capacità di risposta rapida, il motore deve presentare una bassa inerzia rotazionale e un'elevata coppia di stallo, presentando anche la costante di tempo e la tensione di avviamento più piccole possibili.
4. Il motore deve essere in grado di sopportare frequenti operazioni di avviamento, frenatura e inversione.