شرح مكونات محرك المؤازرة: كيف يعمل المحرك والمحرك وحلقة التغذية الراجعة معًا

النظام المؤازر ليس مجرد محرك متصل بمحرك. وهو عبارة عن نظام حركة ذو حلقة مغلقة- حيث تقوم وحدة التحكم والمحرك المؤازر والمحرك وجهاز التغذية المرتدة بتبادل الأوامر والطاقة الكهربائية ومعلومات الموقع بشكل مستمر.

يكون هذا التمييز مهمًا عند اختيار محور جديد، أو استبدال محرك أقراص قديم، أو محاولة فهم سبب عدم وضع الجهاز بشكل صحيح. إن معرفة مكونات محرك سيرفو الفردية أمر مفيد، ولكن معرفة كيفية تفاعلها هو ما يساعد المهندس أو المشتري على اتخاذ قرار أفضل.

يتبع هذا الدليل مسار الإشارة من وحدة التحكم PLC أو وحدة التحكم في الحركة إلى المحرك المؤازر والعودة عبر جهاز التشفير. ثم يبحث داخل المحرك والمحرك، ويشرح حلقات التحكم الرئيسية، ويوضح كيف يمكن أن تظهر مشكلات المكونات على مستوى الماكينة.

محرك سيرفو، محرك سيرفو ونظام سيرفو: تعرف على الفرق أولاً

محرك سيرفو ومحرك سيرفو ليسا مصطلحين قابلين للتبديل.

المحرك سيرفو، الذي يُطلق عليه أحيانًا مضخم المؤازرة، يتلقى أوامر الحركة ومعلومات التعليقات. فهو يحسب مقدار تيار المحرك المطلوب ويتحكم في مرحلة الطاقة.

المحرك سيرفويحول تلك الطاقة الكهربائية المتحكم فيها إلى حركة عزم الدوران والعمود.

الالتشفير أو محلليقيس ما فعله المحرك بالفعل ويرسل معلومات الموقع أو السرعة مرة أخرى إلى محرك الأقراص.

النظام مؤازرهو الترتيب الكامل. يمكن أن تشمل وحدة التحكم PLC أو وحدة التحكم في الحركة، ومحرك سيرفو، ومحرك سيرفو، وجهاز التغذية المرتدة، والكابلات، وناقل الحركة الميكانيكي، وأجهزة السلامة وحمل الماكينة.

هذا الفصل مهم لأن مشكلة الحركة يمكن أن تبدأ في أي مكان في السلسلة. المحرك الذي لا يتحرك لا يعتبر محركًا فاشلاً تلقائيًا، ولا يعني خطأ الموضع تلقائيًا أن محرك الأقراص معيب.

كيف يعمل النظام المؤازر: اتبع الأمر الخاص بالتحميل

أسهل طريقة لفهم كيفية عمل محرك سيرفو هي اتباع أمر حركة واحد من خلال النظام.

1. يرسل جهاز التحكم أمر الحركة

تحدد وحدة التحكم PLC أو CNC أو وحدة التحكم المخصصة في الحركة ما يجب أن يفعله المحور. قد يحدد الطلب الموقع أو السرعة أو عزم الدوران أو ملف تعريف الحركة المنسق.

على سبيل المثال، قد تأمر آلة التعبئة والتغليف محور الفهرسة بنقل طاولة إلى المحطة التالية والتوقف عند موضع محدد.

2. يقوم محرك المؤازرة بمقارنة الأوامر والملاحظات

يقوم محرك الأقراص بمقارنة القيمة المطلوبة مع القيمة الفعلية التي أبلغ عنها جهاز الملاحظات. ويصبح الفرق هو الخطأ الذي يجب على نظام التحكم تقليله.

تختلف الخوارزمية الدقيقة حسب المنصة، ولكن المبدأ ثابت: لا يمكن للمحرك تصحيح الحركة ما لم يعرف النتيجة المطلوبة والنتيجة الفعلية.

3. مرحلة الطاقة تنظم تيار المحرك

تتحكم إلكترونيات التحكم في مرحلة طاقة محرك الأقراص. يستخدم العاكس-تحويل أشباه الموصلات عالي السرعة، والذي يعتمد عادةً على IGBTs أو أجهزة الطاقة الأخرى اعتمادًا على التصميم، لتنظيم التيار الذي يتم توصيله إلى مراحل المحرك.

4. المحرك يخلق عزم الدوران

ينتج تيار الطور المنظم مجالات مغناطيسية في المحرك. تفاعلهم يخلق عزم الدوران عند الدوار ويدير العمود. تمر الحركة الميكانيكية بعد ذلك عبر أداة التوصيل أو علبة التروس أو الحزام أو اللولب الكروي أو أي ناقل حركة آخر إلى الحمل.

5. يقوم جهاز التشفير بقياس ما حدث

يقيس المشفر أو المحلل حركة العمود ويعيد التغذية الراجعة إلى محرك الأقراص. إذا اختلفت القيم المطلوبة والقيم الفعلية، فإن محرك الأقراص يعلم أن التصحيح مطلوب.

6. يقوم محرك الأقراص بتصحيح الخطأ

ويستمر هذا التصحيح طوال الحركة. إذا تغير الحمل أو زاد الاحتكاك، يقوم محرك الأقراص بضبط تيار المحرك لإبقاء الحركة الفعلية قريبة من الأمر.

إن دورة الأوامر والتغذية الراجعة والتصحيح المستمرة هي السبب وراء قدرة نظام المؤازرة على تحديد الموقع الدقيق والحركة الديناميكية.

الرسم التوضيحي الموصى به:

PLC / وحدة تحكم الحركة ← التحكم في محرك سيرفو ← مرحلة الطاقة ← محرك مؤازر ← تحميل الآلة

مسار ردود الفعل:

التشفير / المحلل → التحكم في محرك سيرفو

داخل محرك المؤازرة: المكونات التي تتحكم في المحور وتزوده بالطاقة

يختلف البناء حسب السلسلة وتصنيف الطاقة، ولكن يمكن فهم معظم محركات الأقراص المؤازرة على أنها كتل وظيفية متعددة.

مدخلات الطاقة والمقوم

تستقبل مرحلة الإدخال الإمداد وتوفر المرحلة الأولى من تحويل الطاقة والحماية. في العديد من محركات الأقراص المؤازرة التي تعمل بالتيار المتردد، يقوم المقوم بتحويل التيار المتردد الوارد إلى تيار مستمر للناقل الداخلي. تختلف بنية الإدخال، لذلك يجب التحقق من الجهد والطور وتصميم النظام مقابل وثائق الشركة المصنعة.

وصلة العاصمة والمكثفات

يوفر رابط DC مصدر طاقة ثابتًا للعاكس. تعمل المكثفات على تسهيل ناقل التيار المستمر وتخزين الطاقة لتغييرات الحمل القصيرة.

يعد ناقل التيار المستمر مهمًا أيضًا أثناء التباطؤ، عندما يتمكن المحرك من إعادة الطاقة إلى محرك الأقراص. اعتمادًا على النظام، يمكن التعامل مع هذه الطاقة من خلال مقاومة الكبح أو وحدة التجديد أو ناقل التيار المستمر المشترك.

العاكس ومرحلة الطاقة

يقوم العاكس بتحويل طاقة ناقل التيار المستمر إلى تيار طور المحرك المتحكم فيه. إنه يستجيب لإلكترونيات التحكم وينظم التيار مع تسارع المحور أو تباطؤه أو تثبيته.

وهذا أحد أسباب عدم كفاية تصنيف القوة وحده للاختيار. يمكن لتيار الذروة والتيار المستمر ودورة التشغيل والتجديد أن يكون مهمًا بقدر الكيلووات الاسمي.

لوحة التحكم والمعالج

تتلقى إلكترونيات التحكم نقاط الضبط، وتعالج ردود الفعل، وتنفذ وظائف التحكم، وتتحكم في مرحلة الطاقة.

إحدى الطرق المفيدة لعرض لوحة التحكم هي من خلال تدفق البيانات: فهي تتلقى الحركة المطلوبة والتعليقات الفعلية، وتحسب التصحيح، وتولد الطلب الحالي وتراقب ما إذا كان المحور يظل ضمن الحدود المسموح بها.

واجهات ردود الفعل والاتصالات

تقوم واجهة الملاحظات بتوصيل محرك الأقراص بجهاز التشفير أو المحلل. يجب أن يتلقى ويفسر تنسيق الملاحظات الصحيح.

تقوم واجهات الاتصال بتوصيل محرك الأقراص بوحدة التحكم وأحيانًا بمحاور أخرى. اعتمادًا على النظام الأساسي، قد تتضمن الشبكات EtherNet/IP أو PROFINET أو EtherCAT. يجب التحقق من توافق الشبكة كجزء من بنية الحركة الكاملة.

التبريد والحماية والسلامة

تولد إلكترونيات الطاقة الحرارة، لذلك تستخدم محركات الأقراص المشتتات الحرارية، واستشعار درجة الحرارة، وتدفق الهواء، وفي بعض التصميمات، مراوح التبريد.

يمكن للحماية الإلكترونية مراقبة التيار الزائد والجهد الزائد ودرجة الحرارة الزائدة. تخدم ميزات السلامة الوظيفية مثل Safe Torque Off غرضًا مختلفًا ولا ينبغي معاملتها على أنها حماية عادية من الأخطاء.

الجدول هو نقطة البداية، وليس التشخيص. يمكن أن تأتي أعراض مماثلة من الأسلاك أو الضبط أو الحمل الميكانيكي.

داخل المحرك المؤازر: ما الذي يحول التيار إلى حركة

يكمل المحرك الجزء المادي من حلقة التحكم.

الالجزء الثابت واللفاتإنشاء المجال المغناطيسي عند تطبيق التيار. الالدواريستجيب لهذا المجال وينتج التناوب. الرمحينقل عزم الدوران إلى الحمل.

محاملدعم التجمع الدورية. يمكن أن يظهر التآكل على شكل ضوضاء أو حرارة أو اهتزاز أو دوران خشن، على الرغم من أن مشاكل المحاذاة أو الاقتران أو التحميل يمكن أن تخلق أعراضًا مماثلة.

تتضمن العديد من المحركات المؤازرة أيضًاالتشفير أو محللويمكن أن تشمل أعقد الفرامل. تهدف الفرامل إلى تثبيت المحور عند الحاجة، خاصة في الأحمال الرأسية. لا ينبغي الخلط بينه وبين الكبح الديناميكي أو المتجدد أثناء التباطؤ.

لماذا تعد تعليقات برنامج التشفير مهمة جدًا؟

يعتمد نظام المؤازرة على المعرفة الدقيقة بالحركة الفعلية.

تخبر ردود الفعل الموضعية محرك الأقراص بمكان العمود. معلومات السرعة تدعم تنظيم السرعة. في العديد من الأنظمة، تعتبر التغذية الراجعة مهمة أيضًا للتبديل الحركي وتهيئة المحور.

تعمل أجهزة التشفير المطلقة والمتزايدة على حل المتطلبات المختلفة. يمكن للجهاز المطلق الاحتفاظ بمرجع موضع فريد أو الإبلاغ عنه وفقًا لتصميمه، بينما يعتمد النظام التزايدي عمومًا على عد النبض وقد يتطلب مرجعًا أو استراتيجية توجيه.

بالنسبة للعمل البديل، النقطة المهمة هي التوافق. يجب أن يدعم محرك الأقراص والمحرك وجهاز التغذية المرتدة والموصل والكابل وبنية وحدة التحكم بعضها البعض.

قد تظهر مشكلة متعلقة ببرنامج التشفير-كإنذار تعليق، أو وضع غير مستقر، أو فشل في التوجيه، أو حركة متقطعة. قد يكون السبب أيضًا هو الكبل أو الموصل بدلاً من جهاز التشفير نفسه.

للحصول على سير العمل الأول لرمز الخطأ--، راجع ملفنامحرك سيرفو واستكشاف أخطاء المحرك وإصلاحها: من رمز الخطأ إلى قرار الاستبدالمرشد. تتعمق هذه المقالة في تاريخ الأخطاء، والعزل الآمن، وعمليات التحقق من التعليقات وتشخيص جانب المحرك-الجانبي مقابل المحرك-.

كيف تعمل حلقات الموضع والسرعة وعزم الدوران معًا

عادة ما يتم شرح التحكم المؤازر على أنه حلقات تحكم متداخلة.

الحلقة التيار أو عزم الدورانينظم تيار المحرك حتى يتمكن عزم الدوران من الاستجابة بسرعة.

الحلقة السرعةيقارن السرعة المطلوبة والفعلية، ثم يسأل الحلقة الداخلية عن عزم الدوران المطلوب لتقليل خطأ السرعة.

الحلقة الموقفيقارن الهدف والموضع الفعلي ويولد التصحيح اللازم لتقليل خطأ الموضع.

يساعد هذا التسلسل الهرمي في شرح الأعراض الميدانية. قد يؤدي الضبط السيئ إلى حدوث تجاوز أو تذبذب أو وقت استقرار طويل أو صوت عالي التردد-. لا تثبت الحركة الضعيفة تلقائيًا فشل أحد المكونات. يمكن أن يؤدي القصور الذاتي للحمل والاحتكاك والتشغيل الميكانيكي وإطلاق الفرامل وجودة التغذية المرتدة إلى ظهور أعراض مشابهة

ماذا يحدث عندما يفشل أحد مكونات السيرفو؟

استخدم الأعراض لتحديد المنطقة التي تستحق الفحص بدلاً من محاولة تشخيص جزء من إنذار واحد.

إذا كان الجهاز في حالة خلل بالفعل، فاستخدم الجهاز المخصصمحرك سيرفو واستكشاف أخطاء المحرك وإصلاحهامقال عن الإجراء التشخيصي. يجب أن يخدم الموردان أغراض بحث مختلفة: تشرح هذه المقالة البنية وعلاقات المكونات؛ تشرح مقالة استكشاف الأخطاء وإصلاحها كيفية عزل الخطأ الحقيقي بأمان.

إصلاح أو استبدال؟ ابدأ بالطبقة الفاشلة

بمجرد تأكيد المنطقة الفاشلة، يكون القرار التالي هو الإصلاح أو الاستبدال أو إجراء مزيد من التحقيق في النظام.

قد يكون الإصلاح منطقيًا عندما تكون المشكلة قابلة للصيانة، وتتوفر قناة إصلاح مؤهلة، ويستفيد الجهاز من الاحتفاظ بالتكوين الحالي، ويكون وقت الاستجابة مناسبًا لفترة التوقف عن العمل.

يصبح الاستبدال أكثر جاذبية عند تكرار الأعطال، أو عندما يصبح الطراز قديمًا، أو يكون دعم الإصلاح محدودًا، أو يتم تأكيد حدوث تلف شديد في مرحلة الطاقة-، أو عندما يتحرك الجهاز نحو بنية تحكم أحدث.

قبل تحديد مصدر بديل، سجل:

• الشركة المصنعة ورقم كتالوج محرك الأقراص الكامل
• جهد الإدخال والطبقة الكهربائية
• التصنيف الحالي والطاقة
• نموذج محرك سيرفو الدقيق
• نوع التشفير أو المحلل
• PLC أو وحدة تحكم الحركة
• شبكة الاتصالات
• الفرامل والسلامة وتكوين الكابل

لماذا مطابقة تصنيف القوة وحدها ليست كافية

إن محركين مؤازرين بنفس القدرة الاسمية ليسا بالضرورة قابلين للتبديل.

يجب فحص الاستبدال كجزء من نظام الحركة. يجب دعم العائلة الحركية والمتطلبات الحالية. يجب أن يكون جهد الإمداد صحيحًا. يجب التعرف على نظام التغذية الراجعة. يجب أن تدعم وحدة التحكم وبنية الاتصال محرك الأقراص. يمكن لأسلاك الفرامل ووظائف السلامة والكابلات ومتطلبات التجديد أن تغير الإجابة أيضًا.

بالنسبة لمشروعات Allen-برادلي، راجع موقعناAllen-محركات برادلي المؤازرة: دليل اختيار Kinetix والتوافق والاستبدال.تغطي هذه الصفحة اختيار عائلة Kinetix، وتوافق وحدة التحكم، وفحوصات المحرك والتعليقات، وهندسة الطاقة وتخطيط الاستبدال، بينما تظل هذه المقالة تركز على مكونات محرك المؤازرة وتشغيل النظام.

محرك سيرفو مقابل VFD: أجهزة مماثلة، وهدف تحكم مختلف

قد يحتوي كل من محرك سيرفو وVFD على مقوم وناقل DC وعاكس، لكنهما يحلان مشاكل تحكم مختلفة.

يتم إنشاء نظام مؤازر حول حركة حلقة -مغلقة دقيقة، تتضمن عادةً تنظيم الموضع والسرعة وعزم الدوران مع ردود فعل المحرك. عادةً ما يتم اختيار VFD عندما يكون المتطلب الرئيسي هو التحكم في سرعة المحرك أو تنظيم العملية، على الرغم من أن VFDs المتقدمة يمكنها أيضًا استخدام ردود فعل التشفير والتحكم في المتجهات.

للحصول على قرار تطبيق أعمق، راجعKinetix vs PowerFlex: كيفية اختيار محرك Allen المناسب-Bradley Driveبدلا من توسيع المقارنة هنا.

الوجبات الجاهزة العملية: فكر في الأنظمة، وليس المكونات الفردية

من الأسهل فهم محرك المؤازرة عندما تتوقف عن التعامل معه كصندوق واحد.

وحدة التحكم تحدد الحركة. يقوم محرك الأقراص بحساب التصحيح والتحكم في تيار المحرك. المحرك ينتج عزم الدوران. يقوم برنامج التشفير بالإبلاغ عما حدث بالفعل. تؤثر الكابلات والسلامة والاتصالات والحمل الميكانيكي على ما إذا كان المحور يعمل على النحو المنشود.

استخدم نفس عرض النظام للاستبدال. حدد المحرك والمحرك الدقيقين، وتحقق من التعليقات ووحدة التحكم ومتطلبات الاتصال والسلامة، ثم تأكد من التوافق قبل تقديم الطلب.

تدعم CHENTUO منتجات الأتمتة الصناعية بما في ذلك محركات المؤازرة، والمحركات المؤازرة، وPLCs، وVFDs، ومعدات الحركة. إذا كنت بحاجة إلى مساعدة في تحديد الوحدة، فأرسل رقم الطراز الكامل وصورًا واضحة للمحرك ولوحة اسم المحرك. بالنسبة للنموذج غير المؤكد أو القديم، قم أيضًا بتضمين وحدة التحكم والجهد والتطبيق والوجهة حتى يمكن مراجعة مسار الاستبدال قبل عرض الأسعار.

التعليمات

 

 

ما هي المكونات الرئيسية لمحرك سيرفو؟

تشمل الأقسام النموذجية المقوم، ووصلة التيار المستمر، والعاكس أو مرحلة الطاقة، وإلكترونيات التحكم، وواجهة التغذية الراجعة، وواجهة الاتصال، ونظام التبريد ووظائف الحماية أو السلامة. تختلف البنية الدقيقة حسب عائلة محرك الأقراص.

ما هو الفرق بين محرك سيرفو ومحرك سيرفو؟

يتحكم محرك الأقراص في الطاقة الكهربائية بناءً على معلومات الأوامر والملاحظات. يقوم المحرك بتحويل التيار المتحكم فيه إلى عزم دوران وحركة. إنهم يعملون كنظام حركة متطابق.

ماذا يفعل التشفير في نظام المؤازرة؟

يقوم جهاز التشفير بقياس الحركة الفعلية ويعيد التغذية الراجعة إلى نظام التحكم. يستخدم محرك الأقراص هذه المعلومات لمقارنة الحركة الفعلية بالموضع أو السرعة المطلوبة وإجراء التصحيحات.

هل يمكن تشغيل محرك سيرفو بدون محرك سيرفو؟

يتطلب المحرك المؤازر عادةً محركًا متوافقًا أو مضخم صوت ونظام تحكم ليعمل على النحو المنشود. المتطلبات الدقيقة تعتمد على المحرك وبنية النظام.

ما الذي يفشل عادة داخل محرك سيرفو؟

وتشمل المجالات المحتملة مكونات التبريد، ومكثفات ناقل التيار المستمر، وإلكترونيات الطاقة، والموصلات، وإلكترونيات التحكم، وواجهات التغذية الراجعة. لا يؤكد العرض وحده المكون الفاشل.

هل يمكنني استبدال محرك سيرفو بطراز آخر بنفس القوة؟

ليس على تصنيف القوة وحدها. تحقق من متطلبات الجهد والتيار والمحرك والتغذية المرتدة ووحدة التحكم والشبكة والسلامة والفرامل والكابلات والتجديد قبل تأكيد الاستبدال.

استشارة مجانية