Tecnología de servocontrol
El otro es un servomotor de velocidad de acero magnético integrado, que puede utilizar las características de la inductancia de los ejes de CA y CC que cambian con la posición causada por el efecto del polo saliente para formar un verdadero sistema de transmisión servoeléctrica de velocidad sin sensores. Además de varios codificadores fotoeléctricos, también merecen atención los codificadores magnéticos. Los codificadores magnéticos son decenas de veces más pequeños en tamaño y peso que los codificadores fotoeléctricos, tienen un rango de temperatura más amplio y son casi inmunes a golpes y vibraciones. Su principio de funcionamiento es muy simple. El estator es un chip con sensor magnético Hall integrado y DSP. El tamaño puede ser tan pequeño como el paquete MSOP-24. Su resolución es de 10 a 12 bits y su precisión es de 8 a 10 bits. Estos codificadores magnéticos ya existen.
Como aplicación espacial, para cumplir con los requisitos ambientales de -350C-800C, es casi difícil utilizar codificadores fotoeléctricos tradicionales. Por lo tanto, desarrollamos un codificador magnético con una resolución de 16 bits y una precisión de 12 bits. El circuito de procesamiento de señales del codificador magnético se almacena en el circuito de control del variador (FPGA), formando una integración del sensor y el circuito de control del variador.
Los sensores de corriente son cruciales para el servocontrol. El muestreo de resistencia se puede utilizar en sistemas de baja potencia y los sensores de corriente Hall se pueden utilizar en ocasiones generales. Ambos métodos requieren convertir señales analógicas en señales digitales y luego participar en el servocontrol digital. La forma de salida de la conversión A/D mencionada anteriormente suele ser un pulso digital en serie o una señal de modulación de ancho de pulso. American IR Company ha diseñado un chip IR2175 dedicado a la retroalimentación actual para el muestreo de resistencia. Tiene una resolución de 12 bits, una resistencia de voltaje primario y secundario de 600 V y es muy cómodo de usar. Para mejorar el nivel de tensión soportada y la resolución efectiva, desarrollamos un sensor de corriente muy pequeño basado en el principio de equilibrio magnético de Hall. Su resolución es de 12 bits, su resistencia de voltaje es de 2500 V y su frecuencia de señal de modulación de ancho de pulso es de 168 KHz. En 2003, American IR Company lanzó un sistema de servocontrol de velocidad de un solo chip, que incluye: controlador FOC de vector de motor, regulador PI de corriente, regulador PI de velocidad, modulador SVPWM, interfaz de sensor, SPI e interfaz de comunicación paralela. La característica más importante del sistema de servocontrol de velocidad de un solo chip lanzado por IR Company es que permite a los usuarios configurar cientos de parámetros en tiempo real e inicializarlos. El sistema de servocontrol de velocidad que se muestra en la siguiente figura es un sistema de aplicación construido con chips de IR.
Esta tecnología implementa todos los módulos de servocontrol, como el controlador FOC, el regulador PI de corriente, el regulador PI de velocidad, el regulador PID de posición, el controlador anticipativo de velocidad, el filtro IIR, el modulador SVPWM, el generador de trayectoria de velocidad trapezoidal y el procesador de comando de posición. , enlace de monitoreo y protección, módulo de comunicación, archivo de registro, etc. Y la CPU está integrada en el interior, lo que puede completar el control del teclado, la pantalla y la comunicación externa. Este es un verdadero sistema en chip programable digital (SOPC).
Dado que todos los algoritmos de control se implementan en hardware, el servocontrolador puede lograr un rendimiento muy alto. La frecuencia de muestreo de su bucle de corriente y de velocidad puede alcanzar los 20 kHz, y la frecuencia de muestreo del bucle de posición puede alcanzar más. de 10 kHz. Los indicadores de frecuencia están limitados principalmente por el rendimiento del propio chip. Se puede acceder a todos los registros internos a través de la computadora host y pueden lograr diversos propósitos de control. Todos los parámetros se pueden modificar en línea, incluida la frecuencia de conmutación, el tiempo muerto, los parámetros del regulador, los parámetros del filtro, etc. Es adecuado para el control de accionamiento de diferentes motores como PMSM, IM, BLDCM, etc., y es compatible con varias señales de interfaz de sensor como sensores Hall, codificadores incrementales/absolutos, codificadores magnéticos, resolutores, etc.
Puede recibir varias señales de entrada, como instrucciones de pulso, instrucciones analógicas e instrucciones digitales, y puede completar todas las funciones operativas a través de la computadora host o el panel de control. Con la interfaz del código de identificación del controlador, se puede realizar fácilmente el control multieje.
Este tipo de controlador de microcontrolador reduce en gran medida el tamaño del sistema, mejora la capacidad antiinterferente y está equipado con medidas de protección completas para garantizar la confiabilidad del funcionamiento del sistema. El centro de mecanizado CNC es una gran integración de la tecnología de servocontrol. El pequeño sistema de centro de mecanizado CNC consta de cinco partes: cuerpo de máquina herramienta liviano, servomotor de CA de alta densidad, codificador de alta precisión, servounidad y sistema CNC DSP basado en PC. Su característica distintiva es su apariencia liviana Además del almacén virtual automático de herramientas, también cuenta con las funciones e indicadores de rendimiento de un centro de mecanizado CNC convencional. En comparación con los centros de mecanizado CNC convencionales, los sistemas de mecanizado multieje tienen una mayor eficiencia operativa y menores costos de uso, y son competitivos en muchos aspectos, como la conveniencia operativa, el precio del producto y la reorganización funcional. Es un producto popular que puede satisfacer las necesidades generales de control numérico por computadora, operación automática y procesamiento de alta precisión. Es un poderoso asistente para la producción, la enseñanza, la creación personal y el trabajo. El centro de mecanizado CNC es un modelo para la aplicación de tecnología de servocontrol.
La resolución del eje de movimiento XYZ del pequeño centro de mecanizado CNC es de 0,001 (mm), la precisión de repetición es de 0,01 (mm), la velocidad del husillo (control de velocidad) es de 24000 rpm y el número de ejes de enlace es 4 o 5. Admite DNC, AUTO, EDIT y otros modos de trabajo, código g y procesamiento de datos como Mastercam, AutoCAD, Pro/E, etc.