Saat ini, penggerak servo arus utama menggunakan Prosesor Sinyal Digital (DSP) sebagai unit kontrol intinya, memungkinkan penerapan algoritma kontrol yang kompleks dan memfasilitasi digitalisasi, jaringan, dan operasi cerdas. Untuk peralihan daya, sirkuit penggerak yang dirancang berdasarkan Intelligent Power Modules (IPM) diadopsi secara luas; IPM ini dilengkapi sirkuit penggerak internal terintegrasi dan dilengkapi sirkuit deteksi kesalahan dan perlindungan-yang mencakup kondisi seperti tegangan berlebih, arus berlebih, panas berlebih, dan tegangan kurang. Selain itu, sirkuit-start lunak dimasukkan ke dalam loop daya utama untuk mengurangi dampak pada unit penggerak selama proses pengaktifan.
Unit penggerak daya pertama-tama menyearahkan-daya-tenaga listrik-tiga fasa yang masuk melalui sirkuit penyearah jembatan penuh-fasa-tiga untuk mendapatkan daya DC yang sesuai. Daya yang telah diperbaiki ini kemudian diproses oleh inverter sumber tegangan PWM sinusoidal tiga fasa untuk menggerakkan motor servo AC sinkron magnet permanen tiga fasa. Seluruh pengoperasian unit penggerak daya dapat secara sederhana digambarkan sebagai proses konversi AC-DC-AC. Topologi rangkaian utama unit penyearah (AC-DC) adalah rangkaian penyearah jembatan penuh tiga-fasa-yang tidak terkontrol.
Dengan meluasnya adopsi sistem servo, pengoperasian, commissioning, dan pemeliharaan penggerak servo telah muncul sebagai subjek teknis penting dalam lanskap modern; akibatnya, semakin banyak penyedia layanan teknologi kontrol industri yang melakukan-penelitian teknis mendalam mengenai penggerak servo.
Penggerak servo merupakan komponen penting dari sistem kontrol gerak modern dan banyak digunakan dalam peralatan otomatis, seperti robot industri dan pusat permesinan CNC. Secara khusus, penggerak servo yang dirancang untuk mengendalikan motor sinkron magnet permanen AC telah muncul sebagai titik fokus penelitian baik di dalam negeri maupun internasional. Desain penggerak servo AC saat ini biasanya menggunakan algoritma kontrol tiga putaran-loop-yang mencakup loop arus, kecepatan, dan posisi-berdasarkan prinsip kontrol vektor. Dalam kerangka ini, desain loop kontrol kecepatan yang tepat memainkan peran penting dalam kinerja sistem kontrol servo secara keseluruhan, dan khususnya dalam mengoptimalkan kemampuan kontrol kecepatannya.
Persyaratan untuk Sistem Umpan Servo
1. Rentang pengaturan kecepatan yang luas
2. Akurasi posisi tinggi
3. Kekakuan transmisi yang memadai dan stabilitas kecepatan tinggi
4. Respon cepat tanpa overshoot
Untuk memastikan produktivitas dan kualitas pemesinan, selain memerlukan akurasi posisi yang tinggi, karakteristik-respons cepat yang sangat baik juga penting-khususnya, kemampuan melacak sinyal perintah dengan cepat. Hal ini karena, selama fase permulaan dan pengereman sistem CNC, diperlukan laju akselerasi dan deselerasi yang cukup tinggi untuk mempersingkat waktu respons transien sistem umpan dan meminimalkan kesalahan transisi kontur.
5. Torsi Tinggi pada Kecepatan Rendah; Kemampuan Kelebihan Beban yang Kuat
Secara umum, penggerak servo memiliki kapasitas kelebihan beban lebih dari 1,5 kali beban tetapannya, yang bertahan selama jangka waktu mulai dari beberapa menit hingga setengah jam; lebih jauh lagi, mereka dapat menahan tingkat kelebihan beban 4 hingga 6 kali lipat dari kapasitas tetapannya untuk jangka waktu singkat tanpa mengalami kerusakan.
6. Keandalan Tinggi
Sistem penggerak umpan peralatan mesin CNC harus menunjukkan keandalan yang tinggi dan stabilitas operasional yang sangat baik. Mereka harus memiliki kemampuan beradaptasi yang kuat terhadap kondisi lingkungan-seperti variasi suhu, kelembapan, dan getaran-serta ketahanan yang kuat terhadap gangguan eksternal.
Persyaratan Motorik
1. Motor harus beroperasi dengan lancar di seluruh rentang kecepatannya-dari kecepatan terendah hingga tertinggi-dengan fluktuasi torsi minimal. Khususnya, pada kecepatan yang sangat rendah (seperti 0,1 putaran/menit atau lebih rendah), ia harus mempertahankan kecepatan yang mulus tanpa menunjukkan fenomena "merangkak".
2. Motor harus memiliki kapasitas beban berlebih yang besar dan berkelanjutan untuk memenuhi persyaratan torsi tinggi pada kecepatan rendah. Biasanya, motor servo DC diharuskan menahan beban berlebih sebesar 4 hingga 6 kali lipat dari kapasitas pengenalnya selama beberapa menit tanpa mengalami kerusakan.
3. Untuk memastikan kemampuan respons yang cepat, motor harus memiliki inersia rotasi yang rendah dan torsi stall yang tinggi, sekaligus menunjukkan konstanta waktu dan tegangan awal yang sekecil mungkin.
4. Motor harus mampu menahan operasi start, pengereman, dan pembalikan yang sering dilakukan.