EN
Bộ Điều Khiển Servo Là Gì Và Biến tần (VFDs)?
Hiểu biết Ổ servo Hệ thống
Máy chủ động lực rất quan trọng trong các thiết lập tự động hóa công nghiệp nơi chúng phục vụ như là các bộ phận chính của máy móc phức tạp. Những động cơ này làm gì về cơ bản là kiểm soát cách các động cơ servo di chuyển xung quanh. Chúng nhận được chỉ dẫn từ hệ thống điều khiển thông thường thông qua tín hiệu điện tử. Khi nhận được tín hiệu đó, các động cơ sẽ điều chỉnh điện đi đến động cơ để nó có thể điều khiển chính xác những thứ như hướng đi, tốc độ quay và lực áp dụng. Khi nói về những gì tạo nên một thiết lập ổ servo điển hình, rõ ràng là động cơ chính nó, cộng với một đơn vị điều khiển xử lý tất cả các tín hiệu đến, và sau đó các công cụ phản hồi khác nhau như bộ mã hóa hoặc giải quyết cung cấp cập nhật trực tiếp về chính xác vị trí của động cơ, tốc độ hiện tại của nó
Khi nói đến các ứng dụng động, các thành phần này hợp tác để duy trì cả độ chính xác và ổn định trong suốt quá trình hoạt động. Hệ thống điều khiển servo không thể thay thế được khi chúng ta cần điều khiển chính xác, hãy nghĩ về những nơi như thiết lập robot, những máy CNC sang trọng với tất cả phép thuật điều khiển số máy tính, cộng với các thiết bị tự động khác nhau xung quanh các nhà máy. Ví dụ như trong robot, làm cho cánh tay di chuyển theo cùng một cách mỗi lần rất quan trọng trong các dây chuyền lắp ráp hoặc quá trình hàn. Và hãy nhìn vào những gì xảy ra với máy CNC, các ổ servo về cơ bản làm cho việc tạo ra các bộ phận thực sự phức tạp đòi hỏi mức độ chi tiết và chính xác cao. Đó là lý do tại sao rất nhiều nhà sản xuất dựa vào chúng mặc dù chi phí đầu tư ban đầu.
Khám phá công nghệ Biến tần
Các động cơ tần số biến, hoặc VFDs ngắn gọn, đóng một vai trò quan trọng trong cách động cơ AC hoạt động bằng cách cho phép chúng ta kiểm soát cả tốc độ và mô-men xoắn. Những động cơ này làm gì về cơ bản là thay đổi điện áp và tần số đi vào động cơ, cho phép kiểm soát tốt hơn về tốc độ nó chạy và loại lực nó tạo ra. Công nghệ đằng sau điều này liên quan đến những thứ gọi là điều chỉnh tần số và một cái gì đó được gọi là điều chỉnh chiều rộng xung (PWM). Với PWM cụ thể, động cơ điều chỉnh khi điện chảy qua hệ thống, hiệu quả cho động cơ biết chính xác khi nào làm việc chăm chỉ hơn hoặc chậm hơn dựa trên những gì cần thiết tại bất kỳ thời điểm nào.
Có rất nhiều lý do tốt tại sao các công ty nên xem xét sử dụng công nghệ VFD, và những lợi ích này cắt qua cả các sáng kiến xanh và hoạt động hàng ngày. Điều quan trọng là VFD tiết kiệm được rất nhiều năng lượng bởi vì chúng điều chỉnh tốc độ chạy của động cơ dựa trên những gì hệ thống thực sự cần vào bất kỳ thời điểm nào. Điều này có nghĩa là không lãng phí điện khi nó không cần thiết. Một điểm cộng lớn khác là VFD làm cho máy móc tồn tại lâu hơn vì chúng loại bỏ những khởi động và dừng cứng khiến mọi thứ bị mòn nhanh chóng. Do đó chi phí bảo trì cũng giảm. Điều làm cho VFD thực sự nổi bật là khả năng tinh chỉnh các quy trình trên các ngành khác nhau. Chúng tôi thấy điều này hoạt động tốt trong mọi thứ từ các dây chuyền sản xuất nhà máy nơi mà độ chính xác quan trọng đến việc xây dựng các hệ thống kiểm soát khí hậu cần phải thích nghi trong suốt cả ngày.
Tổng thể, máy chủ động và VFD ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả và độ chính xác của các hoạt động công nghiệp, mỗi loại phục vụ những vai trò độc đáo và bổ sung cho nhau trong tự động hóa.
Những Sự Khác Nhau Chính Giữa VFD và Servo Drives
Độ Chính Xác Kiểm Soát và Hiệu Suất Mô-men-Xoắn
Sự chính xác và kiểm soát mô-men xoắn được cung cấp bởi các ổ servo đến từ hệ thống phản hồi vòng kín của chúng, làm cho chúng rất cần thiết cho những thứ như máy CNC và cánh tay robot. Những hệ thống này liên tục kiểm tra vị trí động cơ và tốc độ nó đi, sau đó điều chỉnh ngay lập tức. Điều đó dẫn đến những chuyển động rất chính xác và phản ứng nhanh khi mô-men xoắn cần thay đổi đột ngột. Hầu hết các động cơ servo đạt độ chính xác khoảng 95% trong môi trường cửa hàng thực tế, vì vậy chúng khá đáng tin cậy. Mặt khác, VFD hoạt động khác nhau vì chúng thường chạy trong các thiết lập vòng mở. Điều này có nghĩa là chúng không có cùng mức độ chính xác bởi vì chúng chỉ thay đổi tốc độ động cơ bằng cách điều chỉnh tần số điện thay vì theo dõi vị trí liên tục. Các thử nghiệm thực tế cho thấy VFD chỉ có thể đạt được độ chính xác mô-men xoắn khoảng 85% trong một số tình huống, điều này giải thích tại sao các nhà sản xuất vẫn thích servo cho các công việc mà việc làm đúng từng chi tiết là quan trọng nhất.
Ứng dụng -Chức năng cụ thể
Trong các ngành công nghiệp cần độ chính xác như robot và dây chuyền lắp ráp nhà máy, các ổ servo đứng đầu bởi vì chúng xử lý các công việc điều khiển phức tạp và điều chỉnh tốc độ và vị trí rất nhanh. Ví dụ như những cánh tay robot được sử dụng trong các tầng sản xuất. Các hệ thống servo cho phép chúng di chuyển với một loại độ chính xác mà làm cho việc lắp ráp có thể không có lỗi. Mặt khác, VFD hoạt động tốt nhất khi tất cả những gì cần là điều khiển tốc độ đơn giản và tiết kiệm năng lượng. Đó là lý do tại sao chúng ta thấy chúng ở khắp mọi nơi từ các đơn vị HVAC đến hệ thống băng chuyền. Điều gì làm cho VFD nổi bật? Chúng giảm sự hao mòn của động cơ khi khởi động và tiết kiệm khá nhiều điện. Một số thử nghiệm cho thấy tiết kiệm năng lượng khoảng 30% trong các thiết lập HVAC điển hình. Vì vậy, mặc dù cả hai công nghệ đều có điểm mạnh của chúng, điều quan trọng nhất là phù hợp với công cụ phù hợp với yêu cầu công việc. Điều này giải thích tại sao các nhà sản xuất gắn bó với servo hoặc VFD tùy thuộc vào những gì chính xác cần làm trong hoạt động của họ.
Vai trò của bộ mã hóa trong hệ thống truyền động
Tích hợp bộ mã hóa trong hệ thống ổ servo
Các bộ mã hóa thực sự quan trọng để có được hiệu suất tốt hơn từ các hệ thống ổ servo vì chúng cung cấp phản hồi cần thiết cho các hoạt động điều khiển vòng kín. Các thiết bị này cung cấp các phép đo chính xác vì chúng theo dõi cả vị trí và tốc độ trong suốt hoạt động của servo motor. Có cơ bản hai loại bộ mã hóa có sẵn trên thị trường ngày nay: mô hình gia tăng và tuyệt đối. Loại tăng dần hoạt động bằng cách theo dõi thay đổi vị trí, vì vậy chúng hoạt động tốt nhất khi có tùy chọn để đặt lại thông tin vị trí. Các bộ mã hóa tuyệt đối cho biết chính xác nơi một cái gì đó ở bất kỳ thời điểm nào mà không cần một điểm tham chiếu, làm cho chúng lý tưởng cho các chuỗi chuyển động phức tạp. Các thử nghiệm thực tế cho thấy rằng thêm bộ mã hóa vào các hệ thống servo tăng độ chính xác đáng kể, đôi khi đạt được điều khiển mô-men xoắn chỉ trong khoảng 0,01% lệch so với những gì cần thiết. Kiểu độ chính xác này rất quan trọng trong các thiết lập sản xuất tiên tiến như dây chuyền lắp ráp robot và máy điều khiển số máy tính nơi ngay cả những lỗi nhỏ cũng có thể gây ra các vấn đề lớn trong dây chuyền sản xuất.
Phản hồi vị trí trong VFD Ứng dụng
VFDs sử dụng các hệ thống phản hồi để tăng khả năng của chúng, đặc biệt là khi điều khiển tốc độ chính xác là quan trọng. Nhận được phản hồi vị trí đúng là khá quan trọng để làm cho các ổ đĩa này hoạt động tốt hơn và chính xác hơn trên các thiết lập khác nhau như băng chuyền hoặc máy trộn lớn. Khi phản hồi được tích hợp vào hệ thống, động cơ có thể thay đổi tốc độ dựa trên bất kỳ tải trọng nào đi qua, điều này giữ cho mọi thứ chạy trơn tru. Lấy ví dụ như thiết bị đóng gói. Khả năng điều chỉnh tốc độ nhờ phản hồi vị trí tốt có nghĩa là sẢN PHẨM duy trì chất lượng nhất quán trong khi giảm chất liệu lãng phí trong các đợt sản xuất. Các ngành công nghiệp cần thay đổi tốc độ liên tục thấy loại thiết lập này rất có giá trị bởi vì nó làm cho toàn bộ hệ thống đáng tin cậy hơn theo thời gian mà không phải hy sinh mức độ hiệu suất.
Chọn Bộ Biến Tần Phù Hợp Cho Ứng Dụng Của Bạn
Các Yếu Tố Ảnh Hưởng Đến Việc Chọn Bộ Biến Tần
Chọn ổ đĩa đúng cho bất kỳ ứng dụng nào cần xem xét nhiều khía cạnh quan trọng. Khi một người bắt đầu suy nghĩ về nhu cầu của mình, họ cần xem xét những thứ như loại tải sẽ được xử lý, cần bao nhiêu mô-men xoắn và liệu điều khiển chính xác có quan trọng hay không. Hãy lấy các quy trình sản xuất đòi hỏi dung nạp chặt chẽ và phản ứng nhanh - những tình huống đó thường yêu cầu động cơ servo drive cụ thể. Tiền cũng quan trọng, rõ ràng. Chắc chắn, ổ đĩa chất lượng cao thường có giá cao hơn trước, nhưng nhiều công ty thấy rằng tiết kiệm tiền sau này thông qua hiệu quả cải thiện bù đắp cho nó. Các mô hình tiết kiệm năng lượng giảm hóa đơn điện hàng tháng. Nói chuyện với những người đã từng trải qua điều đó trước đây hoặc đọc những câu chuyện thành công thực tế từ các doanh nghiệp khác cũng giúp ích rất nhiều. Một ví dụ thực tế đến từ một nhà máy phụ tùng ô tô đã cắt giảm thời gian ngừng hoạt động và tăng năng suất đơn giản vì họ đã chọn giải pháp ổ đĩa phù hợp cho thiết lập dây chuyền lắp ráp của họ. Tất cả những phần khác nhau này phù hợp với nhau khi đưa ra quyết định dẫn đến kết quả tốt trên đường đi.
Phối hợp khả năng của động cơ với nhu cầu vận hành
Khớp khả năng ổ đĩa với những gì thực sự cần phải làm đòi hỏi phải nhìn kỹ vào những gì ứng dụng yêu cầu. Chọn giữa ổ servo và VFD thường đi xuống các yếu tố cụ thể trong công việc đang được thực hiện. Khi kiểm soát chặt chẽ cả tốc độ và mô-men xoắn quan trọng, servo có xu hướng hoạt động tốt hơn. Nhưng nhiều hoạt động không cần mức độ chính xác như vậy, vì vậy đi với một VFD cũng có ý nghĩa về mặt tài chính. Kinh nghiệm thực tế cho thấy các công ty có lợi nhuận lớn sau khi chọn đúng loại ổ đĩa. Hãy lấy một dòng đóng gói đã chuyển từ VFD tiêu chuẩn sang hệ thống servo năm ngoái. Họ thấy tỷ lệ sản xuất tăng gần 30% trong một đêm. Các nhà khai thác thường nhận thấy họ nên xem xét chuyển động ổ đĩa khi họ bắt đầu thấy các vấn đề với độ chính xác thời gian hoặc khi các quy trình không đáp ứng đủ nhanh với những thay đổi nhu cầu.
Kết luận: Tối ưu hóa hiệu suất với động cơ phù hợp
Biết cách các ổ đĩa tần số biến đổi (VFD) khác biệt với ổ servo làm cho tất cả sự khác biệt trong việc có được kết quả tốt từ các hệ thống công nghiệp. Về cơ bản, VFD hoạt động tốt nhất khi máy cần tốc độ ổn định mà không cần nhiều điều chỉnh kỹ, điều này giải thích tại sao chúng rất phổ biến trong hoạt động dây chuyền vận chuyển hoặc hệ thống HVAC. Tuy nhiên, servo drive lại là một câu chuyện hoàn toàn khác. Những đứa trẻ này tỏa sáng trong những tình huống cần độ chính xác và thay đổi tốc độ nhanh chóng, nghĩ đến cánh tay robot trên dây chuyền lắp ráp hoặc trung tâm gia công CNC. Theo kịp những gì mới trong công nghệ lái xe không chỉ là học thuật. Nhiều nhà sản xuất báo cáo thấy tiết kiệm thực sự sau khi nâng cấp hệ thống truyền động của họ, đôi khi giảm chi phí năng lượng bằng hai chữ số. Khi chọn ổ đĩa cho các cài đặt sắp tới, nó trả tiền để nhìn ra ngoài trang tính năng. Nói chuyện với các nhà quản lý nhà máy khác đã chuyển đổi, kiểm tra các nghiên cứu trường hợp từ các cơ sở tương tự, và đừng sợ thử nghiệm các tùy chọn khác nhau trước khi cam kết. Việc chọn phương pháp lái xe đúng thường có nghĩa là vận hành trơn tru hơn và ít đau đầu hơn.
Câu hỏi thường gặp
Chức năng chính của một bộ điều khiển servo là gì?
Một bộ điều khiển servo kiểm soát chuyển động của động cơ servo bằng cách điều chỉnh điện năng theo lệnh từ hệ thống điều khiển, đảm bảo độ chính xác trong vị trí, tốc độ và mô-men xoắn.
VFDs đóng góp vào tiết kiệm năng lượng như thế nào?
Biến tần điều chỉnh tốc độ và công suất động cơ để phù hợp với nhu cầu của ứng dụng, giảm tiêu thụ năng lượng không cần thiết và tối thiểu hóa stress cơ học.
Những ứng dụng nào phù hợp nhất cho bộ điều khiển servo?
Bộ điều khiển servo lý tưởng cho các ứng dụng yêu cầu kiểm soát chính xác, như robot, máy CNC và các nhiệm vụ đòi hỏi chuyển động phức tạp và điều chỉnh tốc độ.
Mã hóa viên làm thế nào để tăng cường hiệu suất của bộ điều khiển servo?
Mã hóa viên cung cấp phản hồi cho điều khiển vòng kín, đảm bảo độ chính xác cao bằng cách liên tục theo dõi vị trí và tốc độ của động cơ.
Biến tần có thể hoạt động với hệ thống phản hồi không?
Có, biến tần có thể sử dụng hệ thống phản hồi để điều chỉnh tốc độ mô-tơ theo các điều kiện tải thay đổi, tăng cường hiệu suất và độ chính xác trong một số ứng dụng cụ thể.