Сервоинвертор - это своего рода оборудование, которое сочетает в себе технологию сервоуправления и технологию преобразования частоты.Ниже приведен его подробный принцип.：
Базовая структура и принципы работы компонентов
Схема выпрямителя：
Обычно используется диодный выпрямительный мост или схема SCR-выпрямителя.Его основная функция заключается в преобразовании входного переменного тока в постоянный.Например, в случае трехфазного входа переменного тока трехфазный переменный ток преобразуется в постоянное напряжение через выпрямительную цепь.Что касается диодного выпрямительного моста, то он использует однонаправленную проводимость диода для включения разных диодов в положительном и отрицательном полупериодах переменного тока длядостижения выпрямления.Это обеспечивает относительно стабильный источник постоянного тока для последующих цепей, который является основой питания для работы всего сервоинвертора.
Схема фильтрации：
Он состоит из конденсаторов, катушек индуктивности и других компонентов.Назначение схемы фильтра заключается в сглаживании выпрямленного напряжения постоянного тока и уменьшении колебаний напряжения и пульсаций.Конденсаторы могут накапливать электрический заряд, заряжаться при повышении напряжения и разряжаться при падении, что делает постоянное напряжение более стабильным.Индуктивность оказывает сдерживающее влияние на изменения тока, дополнительно снижая колебания тока, улучшая качествоэлектроснабжения и обеспечивая стабильную работу последующих цепей инвертора.
Схема инвертора：
Это одна из основных частей сервоинвертора, которая в основном состоит из устройств переключения мощности, таких как биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT).Функция инверторной схемы заключается в преобразовании постоянного напряжения в переменный ток с регулируемой частотой и напряжением.Управляя последовательностью и временем включения и выключения IGBT, можно генерировать выходные напряжения переменного тока различной частоты и формы сигнала.Например, в соответствии с определенной стратегией широтно-импульсной модуляции (ШИМ) изменение времени включения IGBT в каждом цикле может изменять эффективное значение выходного напряжения, тем самым реализуя управление скоростью вращения двигателя.
Принцип управления
Регулирование скорости：
Сервоинвертор получает внешний сигнал управления скоростью, который может быть аналоговым (например, 0-10 В, 4-20 мА) или цифровым, передаваемым по сети связи.Внутреннее кольцо управления скоростью сравнит эту заданную скорость с фактическим сигналом обратной связи о частоте вращения двигателя.Фактическая частота вращения двигателя обычно определяется датчиком, установленным на валу двигателя, и этот датчик передает информацию о частоте вращения двигателя обратно в инвертор в виде импульсногосигнала.Основываясь на разнице между ними, контур регулирования скорости использует пропорционально-интегрально-дифференциальный (PID) и другие алгоритмы управления для расчета степени регулирования, которую необходимо отрегулировать, а затем управляет схемой инвертора для изменения частоты и амплитуды выходного напряжения таким образом, чтобы скорость двигателя приближалась к требуемой.скорость команды.
Управление положением：
В режиме управления положением сервоинвертор получает внешнюю команду определения положения, которая может быть информацией об абсолютном или относительном положении.Аналогично, энкодер на валу двигателя будет передавать информацию о текущем положении двигателя в режиме реального времени.Кольцо управления положением сравнивает заданное положение с фактическим положением, генерирует команду скорости с помощью сложного алгоритма управления, основанного на разнице, а затем обрабатывает ее кольцомуправления скоростью для генерации управляющего сигнала в схему инвертора, точно регулирует угол поворота и положение двигателя и реализует функция высокоточного позиционирования.
Регулирование крутящего момента：
Когда требуется точное регулирование выходного крутящего момента двигателя, сервоинвертор вычисляет сигнал управления крутящим моментом на основе внешней команды управления крутящим моментом или на основе рабочего состояния системы.Он осуществляет управление крутящим моментом, управляя током двигателя, поскольку крутящий момент двигателя пропорционален току в определенном диапазоне.Контур управления током внутри инвертора отслеживает фактический ток двигателя и сравнивает его с целевым током, рассчитанным в соответствии с командой крутящего момента, чтобы отрегулировать выходную мощность схемы инвертора таким образом, чтобы выходной крутящий момент двигателя соответствовал требованиям.Такой способ регулирования крутящего момента очень важен в некоторых областях применения, требующих точного регулирования усилия, таких как совместный привод роботов и прецизионное обрабатывающее оборудование.
Принцип обратной связи и механизм защиты
Механизм обратной связи：
Как упоминалось ранее, кодер является основным элементом обратной связи.Он может не только предоставлять информацию о скорости и положении двигателя, но и определять направление вращения двигателя.Кроме того, существуют некоторые датчики, используемые для определения тока, температуры и других параметров двигателя.Эта информация обратной связи необходима для точного управления сервоинвертором.Например, датчик тока определяет величину тока в обмотке двигателя и подает сигнал обратно на инвертор, что позволяет своевременно скорректировать стратегию управления, когда ток становится слишком большим, чтобы избежать перегрузки и повреждения двигателя.
Механизм защиты：
Сервоинвертор оснащен различными функциями защиты.Защита от перегрузки по току заключается в том, что при обнаружении превышения заданного значения тока двигателя принимаются оперативные меры, такие как снижение выходного напряжения или остановка работы инверторной цепи, для защиты силового устройства и двигателя от повреждения чрезмерным током.Защита от перенапряжения применяется, когда напряжение на шине постоянного тока слишком высокое (что может быть связано с аномальным повышениемнапряжения источника питания и т.д.), избыточная энергия потребляется тормозными резисторами и т.д., или когда рабочее состояние выпрямительных и инверторных цепей регулируется для снижения напряжения.Защита от пониженного напряжения предотвращает неправильную работу инвертора и двигателя из-за недостаточного напряжения, когда напряжение постоянного тока слишком низкое.Кроме того, существуют такие функции, как защита от перегрева.Когда внутренняя температура инвертора слишком высока, питание автоматически снижается или отключается для обеспечения безопасности оборудования.
