Atualmente, os servodrives convencionais utilizam um Processador de Sinal Digital (DSP) como unidade de controle principal, permitindo a implementação de algoritmos de controle complexos e facilitando a digitalização, a rede e a operação inteligente. Para comutação de energia, circuitos de acionamento projetados em torno de Módulos de Potência Inteligentes (IPMs) são amplamente adotados; esses IPMs apresentam circuitos de acionamento internos integrados e incorporam circuitos de detecção e proteção de falhas-que cobrem condições como sobretensão, sobrecorrente, superaquecimento e subtensão. Além disso, um circuito de partida suave é incorporado ao circuito de alimentação principal para mitigar o impacto na unidade de acionamento durante o processo de inicialização.
A unidade de acionamento de energia primeiro retifica a energia trifásica-de entrada-ou a rede elétrica-por meio de um circuito de retificação de ponte-completa-trifásica para obter a energia CC correspondente. Essa energia retificada é então processada por um inversor de fonte de-tensão PWM senoidal trifásica-para acionar um servomotor CA síncrono de ímã permanente trifásico-. Toda a operação da unidade de acionamento de energia pode ser descrita simplesmente como um processo de conversão CA-CC-CA. A topologia do circuito primário da unidade de retificação (AC-DC) é um circuito retificador trifásico-ponte completa-não controlado.
Com a ampla adoção de servossistemas, a operação, o comissionamento e a manutenção de servoacionamentos surgiram como assuntos técnicos críticos no cenário moderno; conseqüentemente, um número cada vez maior de provedores de serviços de tecnologia de controle industrial está conduzindo-pesquisas técnicas aprofundadas sobre servoacionamentos.
Os servoacionamentos constituem um componente vital dos modernos sistemas de controle de movimento e são amplamente utilizados em equipamentos automatizados, como robôs industriais e centros de usinagem CNC. Em particular, servo-drives projetados para controlar motores síncronos de ímã permanente CA emergiram como um ponto focal de pesquisa tanto nacional quanto internacionalmente. Os projetos atuais de servoconversores CA geralmente empregam um-algoritmo de controle de loop triplo-abrangendo loops de corrente, velocidade e posição-com base em princípios de controle vetorial. Dentro desta estrutura, o projeto adequado da malha de controle de velocidade desempenha um papel fundamental no desempenho geral do sistema de servocontrole e, especificamente, na otimização de suas capacidades de controle de velocidade.
Requisitos para sistemas de servoalimentação
1. Ampla faixa de regulação de velocidade
2. Alta precisão de posicionamento
3. Rigidez de transmissão suficiente e estabilidade de alta velocidade
4. Resposta rápida sem overshoot
Para garantir a produtividade e a qualidade da usinagem, além de exigir alta precisão de posicionamento, excelentes características de{0}resposta rápida também são essenciais,-especificamente, a capacidade de rastrear sinais de comando com velocidade. Isto ocorre porque, durante as fases de inicialização e frenagem de um sistema CNC, são necessárias taxas de aceleração e desaceleração suficientemente altas para reduzir o tempo de resposta transitório do sistema de alimentação e minimizar erros de transição de contorno.
5. Alto torque em baixas velocidades; Forte capacidade de sobrecarga
De modo geral, os servoconversores possuem uma capacidade de sobrecarga superior a 1,5 vezes a sua carga nominal, sustentada por períodos que variam de vários minutos a meia hora; além disso, eles podem suportar níveis de sobrecarga de 4 a 6 vezes a sua capacidade nominal por curtos períodos sem sofrer danos.
6. Alta confiabilidade
Os sistemas de acionamento de alimentação das máquinas-ferramenta CNC devem apresentar alta confiabilidade e excelente estabilidade operacional. Eles devem possuir adaptabilidade robusta às condições ambientais-como variações de temperatura, umidade e vibração-bem como forte resistência a interferências externas.
Requisitos do motor
1. O motor deve operar suavemente em toda a faixa de velocidade-da velocidade mais baixa à mais alta-com flutuação mínima de torque. Em particular, a velocidades muito baixas (tais como 0,1 r/min ou inferiores), deve manter uma velocidade suave sem apresentar qualquer fenómeno de "rastejamento".
2. O motor deve possuir capacidade de sobrecarga substancial e sustentada para satisfazer os requisitos de alto torque em baixas velocidades. Normalmente, os servomotores CC são obrigados a suportar uma sobrecarga de 4 a 6 vezes sua capacidade nominal por vários minutos sem sofrer danos.
3. Para garantir capacidades de resposta rápida, o motor deve apresentar baixa inércia rotacional e alto torque de parada, ao mesmo tempo que exibe a menor constante de tempo e tensão de partida possíveis.
4. O motor deve ser capaz de suportar operações frequentes de partida, frenagem e reversão.