सर्वो ड्राइव के नियंत्रण के तरीके क्या हैं?

सर्वो ड्राइवर एक नियंत्रक है जिसका उपयोग सर्वो मोटर को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, जो एक नियमित एसी मोटर पर काम करने वाले फ़्रीक्वेंसी कनवर्टर के समान कार्य करता है। यह एक सर्वो सिस्टम का हिस्सा है और मुख्य रूप से उच्च परिशुद्धता पोजिशनिंग सिस्टम में उपयोग किया जाता है।

सर्वो ड्राइव आधुनिक गति नियंत्रण का एक महत्वपूर्ण घटक है और औद्योगिक रोबोट और सीएनसी मशीनिंग केंद्रों जैसे स्वचालन उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। आम तौर पर, सर्वो में तीन नियंत्रण मोड होते हैं: स्थिति नियंत्रण मोड, टॉर्क नियंत्रण मोड और गति नियंत्रण मोड।

1. स्थिति नियंत्रण

स्थिति नियंत्रण मोड आम तौर पर रोटेशन की गति निर्धारित करने के लिए बाहरी इनपुट पल्स की आवृत्ति द्वारा और रोटेशन के कोण को निर्धारित करने के लिए पल्स की संख्या द्वारा निर्धारित किया जाता है। कुछ सर्वो संचार के माध्यम से गति और विस्थापन को सीधे मान भी दे सकते हैं। चूंकि स्थिति मोड में गति और स्थिति दोनों पर सख्त नियंत्रण हो सकता है, इसलिए इसे आम तौर पर पोजिशनिंग डिवाइस पर लागू किया जाता है।

2. टॉर्क नियंत्रण

टॉर्क नियंत्रण विधि बाहरी एनालॉग इनपुट या प्रत्यक्ष पता असाइनमेंट के माध्यम से मोटर शाफ्ट के आउटपुट टॉर्क को बाहर की ओर सेट करना है। सेट टॉर्क को एनालॉग सेटिंग को तुरंत बदलकर या संचार के माध्यम से संबंधित पता मान को बदलकर बदला जा सकता है।
इसका उपयोग मुख्य रूप से वाइंडिंग और अनवाइंडिंग उपकरणों में किया जाता है, जिसमें सामग्री के लिए सख्त आवश्यकताएं होती हैं, जैसे कि वाइंडिंग डिवाइस या फाइबर ऑप्टिक उपकरण। वाइंडिंग त्रिज्या के परिवर्तन के अनुसार टॉर्क सेटिंग को किसी भी समय बदला जाना चाहिए ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वाइंडिंग त्रिज्या के परिवर्तन के साथ सामग्री का तनाव न बदले।

3. स्पीड मोड

रोटेशन की गति को एनालॉग इनपुट या पल्स आवृत्ति के माध्यम से नियंत्रित किया जा सकता है। ऊपरी नियंत्रण डिवाइस के साथ बाहरी लूप पीआईडी ​​नियंत्रण में, गति मोड को भी स्थितिबद्ध किया जा सकता है, लेकिन मोटर के स्थिति संकेत या प्रत्यक्ष लोड के स्थिति संकेत को गणना के लिए ऊपरी नियंत्रण में वापस भेजा जाना चाहिए। स्थिति मोड स्थिति संकेतों के प्रत्यक्ष लोड बाहरी रिंग डिटेक्शन का भी समर्थन करता है। इस समय, मोटर शाफ्ट छोर पर एनकोडर केवल मोटर की गति का पता लगाता है, और स्थिति संकेत अंतिम लोड छोर पर प्रत्यक्ष पहचान डिवाइस द्वारा प्रदान किया जाता है। इसका लाभ यह है कि यह मध्यवर्ती संचरण प्रक्रिया में त्रुटियों को कम कर सकता है और पूरे सिस्टम की स्थिति सटीकता को बढ़ा सकता है।

यदि मोटर की गति और स्थिति के लिए कोई आवश्यकता नहीं है, जब तक कि एक स्थिर टॉर्क आउटपुट होता है, तो निश्चित रूप से, टॉर्क मोड का उपयोग किया जाता है।

यदि स्थिति और गति के लिए कुछ निश्चित परिशुद्धता आवश्यकताएं हैं, लेकिन वास्तविक समय टोक़ बहुत चिंतित नहीं है, तो टोक़ मोड का उपयोग करना सुविधाजनक नहीं है। गति या स्थिति मोड का उपयोग करना बेहतर है।

यदि ऊपरी नियंत्रक में अच्छा बंद-लूप नियंत्रण फ़ंक्शन है, तो गति नियंत्रण प्रभाव बेहतर होगा। यदि आवश्यकताएं बहुत अधिक नहीं हैं या मूल रूप से कोई वास्तविक समय की आवश्यकता नहीं है, तो स्थिति नियंत्रण विधि को अपनाया जाना चाहिए।

सर्वो ड्राइव, जिसे "सर्वो नियंत्रक" या "सर्वो एम्पलीफायर" के रूप में भी जाना जाता है, एक प्रकार का नियंत्रक है जिसका उपयोग सर्वो मोटर्स को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। उनका कार्य एक नियमित एसी मोटर पर काम करने वाले आवृत्ति कनवर्टर के समान है, और वे एक सर्वो सिस्टम का हिस्सा हैं। वे मुख्य रूप से उच्च परिशुद्धता स्थिति निर्धारण प्रणालियों में उपयोग किए जाते हैं। आम तौर पर, सर्वो मोटर्स को तीन तरीकों से नियंत्रित किया जाता है: ट्रांसमिशन सिस्टम की उच्च परिशुद्धता स्थिति प्राप्त करने के लिए स्थिति, गति और टॉर्क। वर्तमान में, यह ट्रांसमिशन तकनीक में एक उच्च अंत उत्पाद है।

सर्वो ड्राइव आधुनिक गति नियंत्रण का एक महत्वपूर्ण घटक है और औद्योगिक रोबोट और सीएनसी मशीनिंग केंद्रों जैसे स्वचालन उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। विशेष रूप से एसी स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सर्वो ड्राइव के लिए, वे घरेलू और अंतरराष्ट्रीय स्तर पर एक शोध हॉटस्पॉट बन गए हैं। संचार सर्वो ड्राइव का वर्तमान डिज़ाइन आमतौर पर वेक्टर नियंत्रण पर आधारित एक वर्तमान, वेग और स्थिति बंद-लूप नियंत्रण एल्गोरिदम को अपनाता है। इस एल्गोरिदम में गति बंद-लूप डिज़ाइन की तर्कसंगतता पूरे सर्वो नियंत्रण प्रणाली के प्रदर्शन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, खासकर गति नियंत्रण के संदर्भ में।

सर्वो ड्राइव स्पीड लूप में गति नियंत्रण की गतिशील और स्थिर विशेषताओं को बेहतर बनाने के लिए मोटर रोटर की वास्तविक समय गति माप सटीकता महत्वपूर्ण है। माप सटीकता और सिस्टम लागत के बीच संतुलन की तलाश करने के लिए, वृद्धिशील फोटोइलेक्ट्रिक एनकोडर आमतौर पर गति सेंसर के रूप में उपयोग किए जाते हैं, और इसी तरह की आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली गति माप विधि एम/टी गति माप विधि है। हालाँकि एम/टी गति माप विधि में एक निश्चित माप सटीकता और एक विस्तृत माप सीमा होती है, लेकिन इसमें निहित दोष होते हैं, जिनमें मुख्य रूप से शामिल हैं:

1. गति माप चक्र के दौरान कम से कम एक पूर्ण कोड व्हील पल्स का पता लगाया जाना चाहिए, जो न्यूनतम मापनीय गति को सीमित करता है;

2. गति माप के लिए उपयोग की जाने वाली दो नियंत्रण प्रणालियों के टाइमर स्विच को सख्ती से सिंक्रनाइज़ेशन बनाए रखना मुश्किल है, और बड़े गति परिवर्तनों के साथ माप परिदृश्यों में गति माप की सटीकता की गारंटी नहीं दी जा सकती है। इसलिए, इस गति माप पद्धति का उपयोग करने वाली पारंपरिक गति लूप डिज़ाइन योजना सर्वो ड्राइव की गति ट्रैकिंग और नियंत्रण प्रदर्शन में सुधार करना मुश्किल है

वर्तमान में, मुख्यधारा के सर्वो ड्राइव डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर (DSP) को नियंत्रण कोर के रूप में उपयोग करते हैं, जो जटिल नियंत्रण एल्गोरिदम को लागू कर सकते हैं, डिजिटलीकरण, नेटवर्किंग और बुद्धिमत्ता प्राप्त कर सकते हैं। पावर डिवाइस आमतौर पर कोर के रूप में बुद्धिमान पावर मॉड्यूल (IPM) के साथ डिज़ाइन किए गए ड्राइव सर्किट का उपयोग करते हैं। IPM ड्राइव सर्किट को आंतरिक रूप से एकीकृत करते हैं और ओवरवोल्टेज, ओवरकरंट, ओवरहीटिंग, अंडरवोल्टेज आदि के लिए फॉल्ट डिटेक्शन और प्रोटेक्शन सर्किट होते हैं। ड्राइवर पर स्टार्ट-अप प्रक्रिया के प्रभाव को कम करने के लिए मुख्य सर्किट में सॉफ्ट स्टार्ट सर्किट भी जोड़े जाते हैं। पावर ड्राइव यूनिट सबसे पहले संबंधित डीसी पावर प्राप्त करने के लिए तीन-चरण पूर्ण ब्रिज रेक्टिफायर सर्किट के माध्यम से इनपुट थ्री-फेज पावर या मेन पावर को ठीक करती है। सुधार के बाद, तीन-चरण पावर या मेन पावर का उपयोग तीन-चरण साइन पीडब्लूएम वोल्टेज प्रकार इन्वर्टर आवृत्ति रूपांतरण के माध्यम से तीन-चरण स्थायी चुंबक तुल्यकालिक एसी सर्वो मोटर को चलाने के लिए किया जाता है। पावर ड्राइव यूनिट की पूरी प्रक्रिया को बस एसी-डीसी-एसी प्रक्रिया के रूप में वर्णित किया जा सकता है। रेक्टिफायर यूनिट (एसी-डीसी) का मुख्य टोपोलॉजी सर्किट एक तीन-चरण पूर्ण ब्रिज अनियंत्रित रेक्टिफायर सर्किट है।

सर्वो सिस्टम के बड़े पैमाने पर उपयोग के साथ, सर्वो ड्राइव का उपयोग, डिबगिंग और रखरखाव आज सर्वो ड्राइव के लिए महत्वपूर्ण तकनीकी मुद्दे हैं। अधिक से अधिक औद्योगिक नियंत्रण प्रौद्योगिकी सेवा प्रदाताओं ने सर्वो ड्राइव पर गहन तकनीकी शोध किया है।

सर्वो ड्राइव आधुनिक गति नियंत्रण का एक महत्वपूर्ण घटक है और औद्योगिक रोबोट और सीएनसी मशीनिंग केंद्रों जैसे स्वचालन उपकरणों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। विशेष रूप से एसी स्थायी चुंबक तुल्यकालिक मोटर्स को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले सर्वो ड्राइव के लिए, वे घरेलू और अंतरराष्ट्रीय स्तर पर एक शोध हॉटस्पॉट बन गए हैं। संचार सर्वो ड्राइव का वर्तमान डिज़ाइन आमतौर पर वेक्टर नियंत्रण पर आधारित एक वर्तमान, वेग और स्थिति बंद-लूप नियंत्रण एल्गोरिदम को अपनाता है। इस एल्गोरिदम में गति बंद-लूप डिज़ाइन की तर्कसंगतता पूरे सर्वो नियंत्रण प्रणाली के प्रदर्शन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, खासकर गति नियंत्रण के संदर्भ में।