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इलेक्ट्रिक सर्वो ड्राइव क्या है
एक इलेक्ट्रिक सर्वो ड्राइव एक इलेक्ट्रॉनिक उपकरण है जिसका उपयोग एक सर्वो मोटर के संचालन को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। नियंत्रण संकेतों (जैसे स्थिति, गति, और टोक़ कमांड) प्राप्त करके, यह ठीक से मोटर के आउटपुट को समायोजित करता है, उच्च - गति, उच्च - सटीक गति नियंत्रण को प्राप्त करता है। यह पावर प्रवर्धन, सिग्नल प्रोसेसिंग और फीडबैक कंट्रोल फ़ंक्शंस को एकीकृत करता है, और इसका व्यापक रूप से औद्योगिक स्वचालन, रोबोटिक्स, सीएनसी मशीन टूल्स और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। सर्वो सिस्टम के एक मुख्य घटक के रूप में, यह कमांड के अनुसार स्थिर और सटीक मोटर आंदोलन सुनिश्चित करता है।
हार्डवेयर सिस्टम सर्वो कंट्रोल का कार्यान्वयन
मुख्य शक्ति सर्किट हार्डवेयर डिजाइन
मुख्य बिजली आपूर्ति इकाई की इनपुट पावर को नियंत्रण शक्ति और बिजली शक्ति में विभाजित किया गया है। नियंत्रण शक्ति 220V का उपयोग करती है, और पावर पावर 380V का उपयोग करती है। मुख्य पावर सर्किट के बाद स्व - परीक्षण और सामान्य लौटते हैं, सिस्टम 380V इनपुट बिजली की आपूर्ति के वियोग और कनेक्शन को नियंत्रित करता है। इनपुट बिजली की आपूर्ति को ठीक किया जाता है और डीसी बस वोल्टेज प्राप्त करने के लिए फ़िल्टर किया जाता है, जो प्रत्येक बाद के पावर सर्किट के लिए बस वोल्टेज इनपुट के रूप में कार्य करता है। मुख्य बिजली आपूर्ति का अलार्म डिटेक्शन सर्किट इनपुट बिजली की आपूर्ति पर अंडरवोल्टेज, ओवरवॉल्टेज और चरण हानि का वास्तविक - समय का पता लगाता है। यह वास्तविक - डीसी बस वोल्टेज पर अंडरवोल्टेज और ओवरवोल्टेज ब्रेकिंग का समय का पता लगाने का भी प्रदर्शन करता है। यदि किसी असामान्यता का पता लगाया जाता है, तो एक अलार्म उत्पन्न होता है, और कंट्रोल सर्किट का अलार्म डिटेक्शन सर्किट भी मुख्य पावर सर्किट में किसी भी विसंगतियों का पता लगा सकता है।
नियंत्रण परिपथ हार्डवेयर डिजाइन
कंट्रोल सर्किट हार्डवेयर डिज़ाइन एक DSP + FPGA आर्किटेक्चर का उपयोग करता है। डीएसपी पूरे सर्वो नियंत्रण प्रणाली का मूल है, जो मोटर वेक्टर नियंत्रण एल्गोरिथ्म को लागू करता है। चिप 150MHz की अधिकतम घड़ी की आवृत्ति का दावा करती है और एक कैप्चर यूनिट (CAP), एक ऑप्टिकल एनकोडर इंटरफ़ेस (QEP), एक 12 - बिट एनालॉग - से लेकर डिजिटल कनवर्टर (ADC), एक पेरिफ़्रॉफ़्ट (ADC), एक पेरिफ़िट (ADC), एक पेरिफ़िट (ADC), एक पेरिफ़िट (ADC), एक पेरिफ़िक्ट ({{6}) का एक समृद्ध सेट प्रदान करती है। (SPI), और एक बढ़ाया स्थानीय क्षेत्र नेटवर्क (ECAN) नियंत्रक।
मोटर चरण वर्तमान पहचान एक वोल्टेज सिग्नल में पावर सर्किट में हॉल इफेक्ट करंट सेंसर द्वारा संवेदी वर्तमान सिग्नल को परिवर्तित करने के लिए एक नमूना अवरोधक का उपयोग करती है। एक कंडीशनिंग ओपी एएमपी सर्किट के माध्यम से प्रसंस्करण के बाद, परिणामस्वरूप वोल्टेज एक 0-3 वी मान है, जिसे तब डीएसपी द्वारा संसाधित किया जाता है। वर्तमान एडीसी एनालॉग इनपुट पर संवेदी है।
बाहरी इनपुट स्विच सिग्नल को अलग -थलग कर दिया जाता है और ऑप्टोकॉपर्स का उपयोग करके संसाधित किया जाता है, फिर डीएसपी के I/O पोर्ट में इनपुट होने से पहले - को बदल दिया जाता है।
मोटर नियंत्रण एल्गोरिथ्म को लागू करने के लिए डीएसपी को अधिक समय देने की अनुमति देने के लिए, डिजाइन डेटा संचार और अधिग्रहण के लिए एक FPGA का उपयोग करता है। एक बस के माध्यम से डीएसपी के साथ डेटा ट्रांसमिशन की सुविधा के लिए एक दोहरी - पोर्ट रैम को FPGA के भीतर लागू किया जाता है।
FPGA मुख्य रूप से गति और टोक़ कमांड इनपुट का पता लगाता है, वास्तविक गति और टोक़ प्रतिक्रिया को आउटपुट करता है, 17-बिट निरपेक्ष एनकोडर स्थिति डेटा को पढ़ता है और संग्रहीत करता है, एलईडी प्रदर्शन को नियंत्रित करता है, और मुख्य बिजली की आपूर्ति और पावर सर्किट अलार्म का पता लगाता है। यह एक सीरियल बस के माध्यम से सिस्टम को स्थिति संकेत भी प्रसारित करता है।
बिजली परिपथ हार्डवेयर डिजाइन
विभिन्न पावर मॉड्यूल को बिजली की आवश्यकताओं के आधार पर चुना जाता है . 1200 V, 50A IGBT पावर ट्यूब को आंतरिक रूप से एक तीन - चरण इन्वर्टर सर्किट और ब्रेक सर्किट बनाने के लिए एक साथ पैक किया जाता है। ड्राइवर सर्किटरी को भी एकीकृत किया जाता है, साथ ही ओवरवॉल्टेज, ओवरक्रैक, ओवरहीटिंग और अंडरवोल्टेज के लिए फॉल्ट डिटेक्शन और प्रोटेक्शन सर्किटरी के साथ। नियंत्रण सर्किट द्वारा छह पीडब्लूएम सिग्नल आउटपुट को आईपीएम मॉड्यूल को चलाने के लिए फास्ट ऑप्टोकॉपर्स के माध्यम से अलग -थलग किया जाता है।
पावर सर्किट में एक आईपीएम फॉल्ट प्रोटेक्शन मैकेनिज्म शामिल है। हार्डवेयर द्वारा वास्तविक समय में दोष सुरक्षा संकेतों का पता लगाया जाता है। एक बार जब नियंत्रण बोर्ड का डीएसपी एक फॉल्ट प्रोटेक्शन सिग्नल का पता लगाता है, तो इसे डीएसपी में एक अलार्म सॉफ्टवेयर प्रोग्राम द्वारा संसाधित किया जाता है, जो तुरंत पीडब्लूएम ड्राइव सिग्नल आउटपुट को निष्क्रिय कर देता है और सर्वो ड्राइवर को एक अलार्म संदेश जारी करता है। वर्तमान नमूना सर्किट वास्तविक समय में मोटर के यू और डब्ल्यू चरणों के तात्कालिक वर्तमान को मापने के लिए एक हॉल प्रभाव वर्तमान सेंसर का उपयोग करता है। मापा वर्तमान मूल्यों को तब प्रसंस्करण के लिए नियंत्रण सर्किट में प्रेषित किया जाता है और डीएसपी के ए/डी एनालॉग चैनलों से जुड़ा होता है।
नियंत्रण बिजली की आपूर्ति एक स्विचिंग बिजली आपूर्ति समाधान का उपयोग करती है, बिजली स्विचिंग उपकरणों का उपयोग करती है। यह पावर सप्लाई सर्किट कॉम्पैक्ट आकार, उच्च विश्वसनीयता, एक विस्तृत एसी इनपुट रेंज और कम पावर रिपल की आवश्यकताओं को पूरा करता है।
सर्वो नियंत्रक सॉफ्टवेयर कार्यान्वयन
सर्वो कंट्रोलर सॉफ्टवेयर सी में लिखा गया है। प्रत्येक एल्गोरिथ्म एक मॉड्यूलर डिज़ाइन का उपयोग करता है, जिसके परिणामस्वरूप एक कॉम्पैक्ट सॉफ्टवेयर संरचना और स्पष्ट मॉड्यूल इंटरफेस होता है। सर्वो सॉफ्टवेयर में एक मुख्य कार्यक्रम और एक पीडब्लूएम इंटरप्ट सर्विस रूटीन होता है।
मुख्य कार्यक्रम मुख्य रूप से आरंभिक कार्य करता है, जिसमें डीएसपी परिधीय (सिस्टम घड़ी, एसपीआई, एडीसी, कैन, एससीआई, आई/ओ, इवेंट मैनेजर) और इंटरप्ट सेटिंग्स और इंटरप्ट सेटिंग्स, और सर्वो मापदंडों की गणना शामिल है। यह मुख्य लूप के भीतर कम वास्तविक - समय प्रणाली प्रसंस्करण कार्यों को भी संभालता है।
PWM इंटरप्ट सर्विस रूटीन अधिक वास्तविक - समय - महत्वपूर्ण मोटर वेक्टर कंट्रोल एल्गोरिथ्म को 100 {s के नियंत्रण चक्र के साथ लागू करता है। यह मुख्य रूप से बस (निरपेक्ष एनकोडर डेटा, स्पीड और टोक़ कमांड) के माध्यम से FPGA से भेजे गए डेटा को पढ़ता है, IU और IW चरण धाराओं का नमूना लेते हैं, वर्तमान लूप PID नियंत्रण करते हैं, क्लार्क ट्रांसफ़ॉर्मेशन, पार्क ट्रांसफ़ॉर्म्स, व्युत्क्रम पार्क ट्रांसफ़ॉर्म्स करते हैं, SVPWM स्पेस वेक्टर कंट्रोल एल्गोरिथ्म को लागू करते हैं, और PWM साइन्स उत्पन्न करते हैं। इसके अलावा, प्रत्येक 10 पीडब्लूएम टाइमर में बाधा डालने के बाद, यह गति गणना और गति लूप पीआईडी नियंत्रण करता है।
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