1, definicja sterownika serwo:
Serwonapęd: zgodnie z założeniem rozwoju technologii konwersji częstotliwości, pierścień prądowy, pierścień prędkości i pierścień pozycyjny (przetwornica częstotliwości nie ma pierścienia) wewnątrz serwonapędu przeprowadziły dokładniejszą technologię sterowania i algorytm niż ogólna częstotliwość konwersji i są znacznie potężniejsze w działaniu niż tradycyjne serwa, a głównym celem może być dokładna kontrola położenia. Prędkość i pozycja są kontrolowane przez sekwencję impulsów wysyłaną przez górny sterownik (oczywiście jakaś wewnętrzna zintegrowana jednostka sterująca serwa lub bezpośrednio ustawia parametry pozycji i prędkości w serwonapędzie poprzez komunikację magistrali), algorytm oraz szybciej i dokładniej obliczenia i lepsza wydajność urządzeń elektronicznych w serwonapędzie sprawiają, że jest on lepszy od przetwornicy częstotliwości.
Silnik: Materiał, konstrukcja i technologia przetwarzania serwomotoru są znacznie wyższe niż w przypadku silnika prądu przemiennego napędzanego przez falownik (ogólny silnik prądu przemiennego lub wszelkiego rodzaju silniki o zmiennej częstotliwości, takie jak stały moment obrotowy i stała moc), to znaczy gdy prąd wyjściowy, napięcie i częstotliwość serwonapędu szybko się zmieniają, serwomotor może zareagować na zmianę działania w zależności od zmiany mocy. Charakterystyka reakcji i zdolność przeciwprzeciążeniowa są znacznie wyższe niż w przypadku silnika prądu przemiennego napędzanego przez falownik, a poważne różnice w silniku mają również fundamentalne znaczenie dla odmiennej wydajności obu silników. Oznacza to, że nie jest tak, że falownik nie może wyprowadzać sygnału mocy, który zmienia się tak szybko, ale że sam silnik nie może zareagować, dlatego też po ustawieniu wewnętrznego algorytmu dokonuje się odpowiedniego ustawienia przeciążenia, aby chronić silnik . Oczywiście, nawet jeśli moc wyjściowa falownika nie jest ustawiona, dobrą wydajność falownika można bezpośrednio napędzać!
2, definicja przetwornicy częstotliwości:
Prosta przetwornica częstotliwości może regulować jedynie prędkość silnika prądu przemiennego, wówczas można zastosować pętlę otwartą lub zamkniętą, w zależności od trybu sterowania i przetwornicy częstotliwości, co jest tradycyjnym sposobem sterowania V/F. Za pomocą modelu matematycznego ustalono wiele konwersji częstotliwości w celu przekształcenia fazy pola magnetycznego stojana UVW3 silnika prądu przemiennego na dwie składowe prądu, które mogą kontrolować prędkość i moment obrotowy silnika. Większość znanych marek przetwornic częstotliwości, które mogą kontrolować moment obrotowy, wykorzystuje ten sposób do kontrolowania momentu obrotowego. Na wyjściu każdej fazy UVW należy dodać urządzenie wykrywające prąd z efektem Halla. Regulacja PID pętli prądowej z ujemnym sprzężeniem zwrotnym w pętli zamkniętej powstaje po próbkowaniu sprzężenia zwrotnego. Firma ABB oferuje również technologię bezpośredniego sterowania momentem, inną niż ta, w zakresie konwersji częstotliwości. Szczegółowe informacje można znaleźć w odpowiednich informacjach. W ten sposób można kontrolować zarówno prędkość silnika, jak i moment obrotowy silnika, a dokładność sterowania prędkością jest lepsza niż w przypadku sterowania v/f, a sprzężenie zwrotne enkodera można dodać lub nie , a dokładność sterowania i charakterystyka reakcji są znacznie lepsze po dodaniu.
Serwonapędy i przetwornice częstotliwości mają kilka cech wspólnych:
Technologia serwomechanizmów prądu przemiennego opiera się zasadniczo na technikach konwersji częstotliwości. Jest to imitacja sterowania serwo DC, które osiąga się poprzez zastosowanie technik PWM w celu naśladowania sterowania silnikami prądu stałego. Oznacza to, że konwersja częstotliwości jest istotnym elementem serwonapędu AC. Przetwornice częstotliwości przekształcają zasilacz prądu przemiennego 50/60 Hz na prąd stały, a sterowane bramki różnych tranzystorów (takich jak IGBT i IGCT) wykorzystują częstotliwości nośne i PWM w celu uzyskania pulsujących przebiegów podobnych do funkcji sinus i cosinus. Ponieważ częstotliwość jest regulowana, można również regulować prędkość silnika prądu przemiennego (n= 60f/p, gdzie n to prędkość, f to częstotliwość, a p to liczba biegunów magnetycznych).
Dlatego zastosowanie przetwornic częstotliwości jest jedną z podstawowych cech wspólnych między serwonapędami i przetwornicami częstotliwości. Obydwa urządzenia umożliwiają użytkownikowi regulację prędkości obrotowej silnika prądu przemiennego, co jest niezbędne do zapewnienia precyzyjnego i niezawodnego sterowania. W związku z tym różnice między serwonapędami a przetwornicami częstotliwości polegają przede wszystkim na sposobie regulacji prędkości silnika. Sterowniki serwo wykorzystują systemy kontroli ze sprzężeniem zwrotnym do dokładnej regulacji prędkości i położenia silnika. Przetwornice częstotliwości wykorzystują PWM do modyfikowania częstotliwości silnika, a tym samym jego prędkości. Niemniej jednak oba systemy zależą od zdolności silnika prądu przemiennego do pracy przy różnych prędkościach, co jest możliwe tylko dzięki obecności urządzenia do konwersji częstotliwości.
Podsumowując, serwonapędy i przetwornice częstotliwości to dwa podstawowe elementy nowoczesnych systemów automatyki przemysłowej. Umożliwiają inżynierom regulację prędkości silników prądu przemiennego, co jest niezbędne do uzyskania dokładnego i niezawodnego sterowania. Choć urządzenia te różnią się konfiguracją i mechanizmami sterowania, łączy je to samo pochodzenie, jakim jest technologia konwersji częstotliwości.
