EN
Конвейерные системы являются кровеносной системой современных производственных, складских и логистических операций. Они транспортируют сырьё, изделия в процессе производства и готовую продукцию со скоростью, которую необходимо точно контролировать. Слишком высокая скорость приводит к столкновениям, опрокидыванию или падению изделий; слишком низкая — снижает пропускную способность и вызывает образование узких мест. Для обеспечения требуемого точного контроля скорости в конвейерных системах широко применяются сервомоторы. К сожалению, сервомоторы и их приводы чрезвычайно чувствительны к колебаниям входного напряжения, подаваемого на привод. Просадки напряжения вызывают снижение частоты вращения двигателя, а всплески напряжения приводят к аварийным ситуациям из-за превышения напряжения и внезапной остановке оборудования. Регуляторы напряжения для сервомоторов специально разработаны для обеспечения плавного и стабильного электропитания. В данной статье объясняется, как они обеспечивают точный контроль скорости.
Поддержание постоянной частоты вращения при изменении нагрузки
Нагрузка на конвейерную ленту значительно изменяется по её длине. Участок конвейерной ленты с высокой нагрузкой потребляет больший ток, чем участок с низкой нагрузкой. Если в момент высокой нагрузки происходит просадка напряжения, сервопривод не сможет обеспечить требуемую мощность и не сможет поддерживать заданную скорость. Лента замедлится, что может привести к скоплению груза или заклиниванию.
Быстродействующие тиристорные (SCR) или релейные переключатели отводов, применяемые в регуляторах напряжения для серводвигателей, поддерживают выходное напряжение в пределах ±3 % от установленного значения даже при падении или повышении входного напряжения на ±20 % и более. Время отклика — 20–40 мс — значительно меньше постоянной времени конвейерного механизма. Во время просадки входного напряжения регулятор напряжения компенсирует её и обеспечит привод стабильным напряжением. Привод сможет полностью сосредоточиться на управлении скоростью, не отвлекаясь на колебания входного напряжения. Скорость конвейера останется постоянной.
Устранение погрешности скорости, вызванной просадками входного напряжения
На большинстве промышленных объектов установлено крупное тяжёлое оборудование, например системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), сварочные аппараты или компрессоры, вызывающие кратковременные провалы напряжения на 10–30 %. Такие провалы фиксируются сервоприводом, и из-за высокой чувствительности контура регулирования скорости двигателя это немедленно приводит к снижению скорости вращения. Сервопривод попытается компенсировать снижение скорости за счёт увеличения потребляемого тока, однако до окончания провала напряжения двигатель будет продолжать работать с пониженной скоростью. В результате наблюдается заметный «рывок» в потоке материала.
При установке стабилизатора напряжения для сервопривода на вход серводрайвера он превращается в буфер. Накопленная энергия — либо в управляющем трансформаторе стабилизатора, либо в конденсаторной батарее — обеспечивает питание, необходимое при кратковременных провалах напряжения продолжительностью до 100 мс. При более длительных провалах стабилизатор реагирует и переключает ответвления для повышения напряжения до номинального значения. Серводрайвер «не замечает» провала, поэтому скорость двигателя никогда не отклоняется от заданного значения. Это особенно выгодно для высокоскоростных линий сортировки или конвейеров с индексацией, где критически важна точность позиционирования.
Защита серводрайверов от отключений из-за перенапряжения
Так же как провалы напряжения могут быть вредными, условия перенапряжения также могут привести к столь же серьёзным последствиям. Авария перенапряжения возникает, когда энергия, регенерируемая перегруженным двигателем во время замедления, подаётся обратно на шину постоянного тока (DC bus). Если в этот момент напряжение сети также высоко, напряжение на шине постоянного тока может достичь порогового значения срабатывания защиты от перенапряжения привода. В этом случае привод отключится, резко остановив конвейер и потенциально вызвав повреждение продукции.
Регуляторы напряжения для сервомоторов оснащены защитой от перенапряжения, которая подавляет любые всплески сетевого напряжения или поступающую рекуперативную энергию. Эти устройства особенно полезны в приложениях с частыми ускорением и замедлением, например, при паллетировании или индексации конвейеров, где высок риск срабатывания защиты привода из-за перенапряжения или рекуперации. Регулятор значительно снижает такой риск. Кроме того, он ограничивает механическую и электрическую нагрузку на выпрямитель и конденсатор шины постоянного тока привода. В результате увеличивается срок службы привода и обеспечивается стабильная работа конвейера без ложных срабатываний защиты привода, вызванных проблемами с напряжением.
Обеспечение точных профилей ускорения и замедления
Во многих областях применения, таких как заправочные станции или операции точной сборки, сервопривод требует точного ускорения и замедления для безопасного позиционирования груза без смещения продукции. Такие точные перемещения осуществляются за счёт управления крутящим моментом серводвигателя. При колебаниях напряжения сети привод также изменяет ток в безуспешной попытке стабилизировать скорость. Это проявляется в нестабильности крутящего момента, что приводит к неравномерному ускорению и может вызвать нарушение выравнивания или смещение продукции.
Жесткий источник напряжения с низким импедансом, обеспечиваемый регулятором напряжения сервопривода, гарантирует, что серводрайв будет поддерживать постоянный выходной крутящий момент независимо от колебаний напряжения. Коэффициент мощности таких регуляторов в сочетании с их способностью обеспечивать стабильную подачу энергии независимо от величины провалов и скачков входного напряжения приводит к плавному и контролируемому крутящему моменту. В качестве примера рассмотрим несколько конвейерных систем, одновременно запускающихся от одной электрической цепи. Без регулятора напряжения каждый серводрайв испытает провал напряжения по мере того, как каждая система начнёт потреблять ток из этой цепи. С регулятором каждая система будет потреблять необходимый ток, но от жёсткого источника напряжения. Это позволит достичь точного контроля крутящего момента для последовательного и точного размещения сборочных единиц или заполнения ёмкостей.
Конвейерные системы являются неотъемлемой частью современной промышленности. Серводвигатели и управляющие устройства, обеспечивающие их работу, предоставляют беспрецедентный контроль над движением. Регуляторы напряжения для серводвигателей позволяют этим точным сервоприводам работать стабильно даже при неидеальных условиях входного электропитания. Устраняя провалы напряжения и всплески перенапряжения, а также обеспечивая стабильное напряжение независимо от нагрузочных условий конвейерной системы, регуляторы напряжения для серводвигателей позволяют гарантировать, что скорость движения на конвейере всегда будет оптимальной. Более чем 20-летний опыт работы, производственные площади размером 50 000 м², собственная разработчикская компетенция в области ключевых компонентов, а также участие в качестве официального разработчика при составлении национальных отраслевых стандартов позволяют нам производить регуляторы напряжения для серводвигателей, обеспечивающие идеальный контроль скорости конвейера. Свяжитесь с нами уже сегодня.