¿Qué es un Servo Drive de CA?

Un AC Servo Drive es un dispositivo electrónico sofisticado que sirve como controlado para un Servo Motor de CA , habilitando un control preciso sobre su posición, velocidad y par. A diferencia de los motores de CA estándar, que están diseñados para la rotación continua a una velocidad relativamente constante, los servomotores de CA, emparejados con sus unidades, forman un sistema de circuito cerrado capaz de un control de movimiento altamente dinámico y preciso. Esto los hace indispensables en una amplia gama de automatización moderna y aplicaciones robóticas.

Cómo funcionan el servo de aire acondicionado

El principio fundamental detrás de la operación de una unidad de servicio de CA se encuentra en su sistema de control de circuito cerrado, que monitorea continuamente el estado real del motor y ajusta su salida para que coincida con el comando deseado. Aquí hay un desglose del proceso:

1. Recepción de la señal de comando: La unidad de servo recibe una señal de comando de un controlador de nivel superior (por ejemplo, un PLC, CNC o controlador de movimiento). Esta señal dicta el perfil de movimiento deseado, ya sea una posición objetivo, una velocidad específica o un par requerido.

2. Conversión de potencia (AC-DC-AC):

   • Rectificación (AC a DC): La potencia de CA entrante (típicamente de la red trifásica o monofásica) se rectifica primero en el voltaje de CC.

   • Inversión (DC a AC): Este voltaje de CC se convierte nuevamente en una forma de onda de CA de frecuencia variable y voltaje variable utilizando un inversor, a menudo empleando técnicas de modulación de ancho de pulso (PWM). Esta salida de CA controlada es lo que alimenta el servomotor.

3. Control del motor: La unidad controla meticulosamente la frecuencia y el voltaje de la alimentación de CA suministrada al motor. Al ajustar estos parámetros, regula con precisión la velocidad y el par del motor.

4. Mecanismo de retroalimentación: Un componente crucial del sistema de circuito cerrado es el dispositivo de retroalimentación, generalmente un codificador or resolución , montado en el servomotor. Este dispositivo proporciona información en tiempo real sobre la posición real del motor, la velocidad y, a veces, incluso la corriente (lo que se relaciona con el torque).

5. Cálculo y corrección de errores: El Servo Drive compara constantemente los datos de retroalimentación (estado real) con la señal de comando (estado deseado). Cualquier discrepancia entre los dos se calcula como un "error". Según este error, el microprocesador interno del accionamiento, utilizando algoritmos de control sofisticados (a menudo un algoritmo de control de tres bucles que involucra la corriente, la velocidad y los bucles de posición), ajusta el voltaje y la corriente suministrados al motor. Este ajuste continuo minimiza el error, asegurando que el motor siga con precisión el movimiento ordenado.

Componentes clave de un sistema de accionamiento de servo de CA

Un sistema de accionamiento servo de CA comprende varios componentes interconectados que funcionan en armonía:

• AC Servo Drive (controlador/amplificador): Los cerebros de la operación, recepción de comandos, retroalimentación de procesamiento y generación de señales de energía precisas para el motor.

• AC Servo Motor: Un motor eléctrico especializado, típicamente un motor sincrónico de imán permanente, diseñado para una alta capacidad de respuesta, alta relación de par / inercia y control preciso. Tiene un estator con devanados y un rotor con imanes permanentes.

• Dispositivo de retroalimentación (codificador/resolución): Proporciona información de posición y velocidad en tiempo real del eje del motor a la unidad. Los codificadores generan pulsos digitales que representan la rotación, mientras que los solucionadores proporcionan señales analógicas.

• Unidad de fuente de alimentación: Proporciona una fuente de alimentación estable a la unidad de servo.

• Cableado: Conecte la unidad al motor, el dispositivo de retroalimentación y la fuente de alimentación.

• Controlador de nivel superior: Envía señales de comando al Servo Drive, organizando la secuencia de movimiento general (por ejemplo, PLC, CNC).

Ventajas de las unidades de servo de AC

Las unidades de servo de CA ofrecen ventajas significativas sobre los sistemas de control de motor tradicionales, lo que los convierte en la opción preferida para aplicaciones de alto rendimiento:

• Alta precisión y precisión: El sistema de retroalimentación de circuito cerrado permite un posicionamiento extremadamente preciso, velocidad y control de par, con una desviación mínima de la trayectoria deseada.

• Rendimiento dinámico: Permiten aceleración y desaceleración rápidas, tiempos de asentamiento rápido y respuesta rápida a los cambios en los comandos o cargas.

• Alto torque a bajas velocidades: Los servomotores de CA pueden generar un par sustancial incluso a velocidades muy bajas, lo cual es crucial para aplicaciones que requieren movimientos precisos bajo cargas variables.

• Eficiencia: Los servomotores de CA modernos son altamente eficientes, convirtiendo una gran cantidad de energía eléctrica en energía mecánica, lo que lleva a un consumo de energía reducido.

• Flexibilidad y programabilidad: Las unidades de servo se pueden programar y ajustar para una amplia gama de perfiles de movimiento, lo que les permite adaptarse a diversas tareas y optimizar el rendimiento del sistema.

• Operación suave: Los algoritmos de control avanzados contribuyen a una operación del motor muy suave y estable, incluso durante los movimientos complejos.

Aplicaciones de unidades de servo de CA

Debido a su precisión, rendimiento dinámico y confiabilidad, las unidades de servo de CA son parte integral de innumerables aplicaciones industriales y comerciales:

• Robótica industrial: Esencial para controlar los movimientos precisos de las armas y las articulaciones robóticas en las operaciones de fabricación, ensamblaje y selección.

• Centros de mecanizado CNC: Impulse el movimiento preciso de las herramientas de corte, los husillos y las mesas de trabajo en las máquinas de control numérico de la computadora para metalurgia, carpintería y otros procesos de materiales.

• Maquinaria de embalaje: Se utiliza en líneas de embalaje de alta velocidad y alta precisión para llenar, sellado, etiquetado y clasificación.

• Maquinaria textil: Controle los movimientos precisos de varios componentes en las máquinas de tejido, tejido y costura.

• Prensas de impresión: Habilite el registro preciso y el manejo preciso de material en aplicaciones de impresión de alta velocidad.

• Equipo médico: Encontrado en robots quirúrgicos, sistemas de diagnóstico de imágenes y automatización de laboratorio para sus movimientos precisos y repetibles.

• Fabricación de semiconductores: Crítico para posicionamiento altamente preciso de obleas y componentes en la fabricación de semiconductores.

• Aeroespacial: Se utiliza en sistemas de control de vuelo y otros mecanismos críticos que requieren un movimiento preciso y confiable.

• Manejo de material: Empleado en sistemas transportadores, vehículos guiados automatizados (AGV) y otros equipos de manejo de materiales que requieren movimiento controlado.

En resumen, AC Servo Drives son la piedra angular del control de movimiento moderno, el empoderamiento de las industrias con la precisión, la velocidad y la versatilidad necesarias para lograr procesos de producción altamente automatizados y eficientes. Su evolución continua promete capacidades aún mayores y aplicaciones más amplias en el futuro de la automatización.