Применение серводвигателей с абсолютным значением

Сервосистема — это устройство управления, работающее в соответствии с командными инструкциями, применяемыми в сервоуправлении двигателями. Датчики устанавливаются на двигатель и управляемую машину, а результаты обнаружения сравниваются со значениями команд в сервоусилителе. Можно понять, что серводвигатели управляются сигналами обратной связи, что отличает их от шаговых двигателей, которые полагаются на входные импульсные сигналы для управления.

Серводвигатели позволяют очень точно контролировать скорость и положение, преобразуя напряжение

сигналы в крутящий момент и скорость для управления управляемым объектом. Скорость ротора серводвигателя контролируется входным сигналом и может быстро реагировать. В системах автоматического управления они служат

как исполнительные механизмы и обладают такими характеристиками, как малые электромеханические постоянные времени, высокая линейность и пусковое напряжение, что позволяет им преобразовывать полученные электрические сигналы в угловое смещение или угловую скорость на выходе вала двигателя.

Ключевым компонентом серводвигателя абсолютного значения является его энкодер абсолютного значения. Этот энкодер служит важным датчиком для механических углов положения, длины и обратной связи по скорости в промышленных приложениях, играя решающую роль в точном управлении двигателем.

С 2018 года использование серводвигателей абсолютного значения в сценическом оборудовании привело к разработке серводвигателей в этой области. Их характеристики высокой точности, высокой надежности и быстрого реагирования могут удовлетворить требования сценического оборудования в сложных сценариях производительности, таких как точное управление подъемом, скольжением и вращением сцены, обеспечивая плавность и безопасность представлений.

Различия между абсолютными и инкрементальными кодерами

• Инкрементальные энкодеры:
• Принцип работы: Они представляют изменения положения посредством выходных импульсных сигналов, требующих непрерывного подсчета последующими устройствами для определения положения. Это метод измерения информации об относительном положении.
• Преимущества и недостатки:
• Преимущества: Как правило, дешевле, чем энкодеры абсолютных значений, и их производительность достаточна для приложений, требующих низкого разрешения.
• Недостатки: Требует сброса при каждом запуске; в противном случае точное положение вала двигателя не может быть определено. Могут возникнуть ошибки, такие как пропущенные подсчеты и кумулятивные подсчеты.
• Кодеры абсолютных значений:
• Принцип работы: Они устанавливают опорную точку после инициализации устройства, и вся последующая информация о положении основывается на абсолютном положении относительно этой опорной точки. Непрерывный подсчет последующими устройствами не нужен, поскольку текущее значение положения может быть считано напрямую. Это метод измерения абсолютной информации о положении.
• Преимущества и недостатки:
• Преимущества: Точное положение вала двигателя может быть известно в любое время без необходимости операции сброса. Для приложений, требующих множественного позиционирования, это может улучшить скорость реакции системы и стабильность. Нет ошибок, таких как пропущенные подсчеты или кумулятивные подсчеты.
• Недостатки: Более высокая стоимость, особенно для приложений, требующих высокого разрешения, где цена еще выше.

Важность концепции «абсолюта» в кодерах абсолютных значений

• Независимость и уникальность: Все значения положения в кодере абсолютного значения определяются "абсолютно" в кодере после того, как он покидает завод. После инициализации опорной точки каждое положение является независимым и уникальным. Каждое обновление данных, как внутреннее, так и внешнее, не зависит от предыдущих показаний данных.
• Избежание накопления ошибок: По сравнению с инкрементальными энкодерами абсолютные энкодеры не страдают от кумулятивных ошибок из-за отключений питания или помех. Каждое показание является независимым и не зависит от предыдущих показаний.
• Сценарии применения:
• Высокая скорость и экономичность: Предоставляет абсолютные кодовые значения для каждой позиции оси без необходимости подсчета, что позволяет осуществлять прямые высокоскоростные внутренние считывания и внешние выходы. Это снижает вычислительную нагрузку на последующие контроллеры приемных устройств и снижает стоимость дополнительных входных компонентов, что делает его пригодным для промышленных роботов, работающих в многоосевых параллельных операциях и многоосевых синхронных полях управления.
• Безопасность и надежность: После включения питания или в случае отключения питания текущее точное положение может быть получено без обращения к приводу. Он не подвержен помехам в сложных промышленных электрических средах, что делает его пригодным для таких применений, как системы шага ветряных турбин, синхронное позиционирование портового оборудования, подъемное оборудование, строительная техника (башенные краны), лифты, инженерное оборудование, сталелитейная промышленность, нефтехимия, гидроэнергетика, устройства вращения радиолокационных пушек медицинского оборудования, устройства вращения солнечного слежения и большие промышленные роботы в тяжелой промышленности, атомной промышленности и автомобилестроении.
• Особенности высокоскоростного автобуса: Поддерживает стандартные промышленные полевые шины, такие как Canopen, Profibus-DP, Profinet, Ethernet Industrial Ethernet, Endat2.2, Hiperface, Biss, а также специализированные высокоскоростные протоколы передачи данных с защитой данных CRC по RS485, чего не могут обеспечить инкрементальные энкодеры.
• Характеристики высокого разрешения: Прямой вывод цифровых сигналов без внутреннего и внешнего подсчета, не подверженный ограничениям чтения "импульсов" и "накопления" в сценариях высокоскоростного реагирования. Это обеспечивает высокое разрешение битов, отвечающее требованиям высокоскоростного точного позиционирования и минимального дрожания шага в серводвигателях и роботах, таких как точные вычисления производных положения высокого порядка (жесткость движения), таких как ускорение и рывок, а также точное позиционирование минимального колебания на переднем конце роботизированных рук.
• 

Рекомендации по выбору и использованию

• Избегайте путаницы:
• Замешательство 1: Различают «абсолютный режим работы» приемных устройств и «абсолютную» природу абсолютных энкодеров в серводвигателях. «Абсолютный» режим работы приемных устройств может быть достигнут с помощью инкрементального энкодера в сочетании с его собственным счетно-накопительным устройством и аккумуляторной памятью. Однако этот метод несет в себе возможность ошибок подсчета, ошибок накопления, сбоев питания счетного устройства и невозможности реагирования на высоких скоростях, что отличается от настоящего абсолютного энкодера.
• Замешательство 2: Различают абсолютные однооборотные энкодеры в сочетании с внутренними и внешними счетными и накопительными устройствами и истинные абсолютные многооборотные энкодеры. Первые теряют свою «независимость» и «уникальность» после превышения 360 градусов, полагаясь на подсчет для определения информации об абсолютном положении одного оборота в пределах общего числа оборотов, что вносит возможность ошибок подсчета и сбоев питания во время работы. Напротив, истинный абсолютный многооборотный энкодер продолжает обеспечивать «независимое» и «уникальное» абсолютное кодирование за пределами 360 градусов, не полагаясь на предыдущие данные для накопления.
• Обеспечить «абсолютное кодирование»: При выборе и использовании абсолютных кодеров важно убедиться, что их внутренняя структура действительно является настоящей системой «абсолютного кодирования». Это обеспечивает абсолютную надежность и высокую точность данных, гарантируя, что все позиции независимы и уникальны, не полагаясь на подсчет (внутренний или внешний, с батареей или без нее).