Là thành phần điều hành cốt lõi của tự động hóa công nghiệp, động cơ servo AC kết hợp lý thuyết điện từ với công nghệ điều khiển chính xác để tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh từ tạo trường điện từ đến phản hồi vòng kín.
Tạo trường điện từ và điều khiển mô-men xoắn
Stator của động cơ servo AC sử dụng cấu trúc cuộn dây ba pha, tạo ra từ trường quay sau khi đi qua dòng điện xoay chiều ba pha. Về phần mình, rôto được chia thành loại đồng bộ nam châm vĩnh cửu và loại không đồng bộ cảm ứng: rôto của động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu được nhúng trong nam châm vĩnh cửu hiệu suất cao như neodymium-ferro-boron, từ trường quay tương tác với từ trường nam châm vĩnh cửu, trực tiếp lái rôto quay đồng bộ thông qua nguyên lý hấp thụ pha cực từ; Rotor động cơ không đồng bộ cảm ứng là cấu trúc lồng chuột. Từ trường quay cắt dây dẫn rôto tạo ra dòng điện cảm ứng, do đó tạo thành mô-men xoắn điện từ. Công nghệ điều khiển vector phá vỡ dòng stato thành các thành phần kích thích (kiểm soát cường độ từ trường) và các thành phần mô-men xoắn (kiểm soát mô-men xoắn đầu ra), đạt được điều khiển tách từ trường khỏi mô-men xoắn bằng cách điều chỉnh độc lập hai thành phần, cho phép động cơ duy trì đầu ra mô-men xoắn không đổi trong phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng.
Phản hồi vòng kín và hiệu chỉnh động
Đầu trục động cơ tích hợp bộ mã hóa chính xác cao (chẳng hạn như bộ mã hóa tuyệt đối 24 bit), theo dõi vị trí và tốc độ rôto trong thời gian thực, phản hồi tín hiệu đến trình điều khiển. Trình điều khiển sử dụng thuật toán điều khiển PID, so sánh độ lệch của chỉ thị mục tiêu với giá trị phản hồi thực tế, tự động điều chỉnh pha, biên độ và tần số của dòng điện ba pha. Ví dụ, khi tải tăng làm giảm tốc độ quay, hệ thống sẽ tự động tăng dòng thành phần mô-men xoắn để bù đắp cho sự thay đổi tải, đảm bảo tốc độ quay ổn định. Cơ chế vòng kín "phát hiện so sánh hiệu chỉnh" này mang lại cho động cơ khả năng đáp ứng ở mức mili giây và độ chính xác vị trí có thể đạt đến cấp độ góc giây.
Các kỹ thuật chính trong thực hành kiểm soát
Điều khiển hướng từ trường (FOC) chuyển đổi dòng điện ba pha thành thành phần DC theo hệ tọa độ rôto thông qua chuyển đổi tọa độ, đơn giản hóa logic điều khiển; Chức năng điều chỉnh độ lợi tự động tối ưu hóa các thông số điều khiển theo thời gian thực theo đặc tính tải, tránh quá mức hoặc dao động; Mô-đun bảo vệ nhiệt theo dõi nhiệt độ cuộn dây thông qua cảm biến nhiệt độ, tự động giảm tần số hoặc ngừng hoạt động. Trong ổ đĩa chung robot công nghiệp, động cơ servo AC kết hợp với việc sử dụng bánh răng điện tử, có thể nhận ra chuyển động đồng bộ đa trục và đáp ứng nhu cầu theo dõi quỹ đạo chính xác cao.