Fel elfen graidd yr actuator mewn systemau rheoli awtomataidd, mae perfformiad brecio moduron servo yn effeithio'n uniongyrchol ar gywirdeb lleoli a dibynadwyedd diogelwch offer. Ar hyn o bryd, mae'r dulliau brecio prif ffrwd ar gyfer moduron servo yn cynnwys brecio deinamig, brecio adfywiol, a brecio mecanyddol electromagnetig. Mae'r dulliau hyn yn dangos gwahaniaethau sylweddol mewn egwyddorion brecio, senarios cymhwyso, a nodweddion technegol, sy'n golygu bod angen dewis wedi'i dargedu yn seiliedig ar amodau gweithredu penodol.
I. Brecio Deinamig:-Ynni Ymateb Cyflym-Brecio Defnydd
Mae Brecio Dynamig (DB) yn trosi egni cinetig cylchdro yn wres gwasgaredig trwy gylchredeg y dirwyniadau modur yn fyr neu eu cysylltu â gwrthydd brecio yn ystod toriad pŵer. Ar ôl canfod gorchymyn stopio, mae'r gyriant servo yn torri ar draws cyflenwad pŵer tri cham ar unwaith tra'n rheoli'r modiwl IGBT ar yr un pryd i ffurfio cylched caeedig rhwng y dirwyniadau modur a'r gwrthydd brecio. Mae'r modur yn parhau i gylchdroi oherwydd syrthni. Mae'r cerrynt anwythol a gynhyrchir trwy dorri'r llinellau maes magnetig yn gwasgaru wrth i Joule wres ar draws y gwrthydd, gan greu trorym brecio gyferbyn â chyfeiriad y modur. Mae data proffesiynol yn dangos bod y dull hwn yn cyflawni torqueau brecio o 150% -200% o'r trorym graddedig gydag amseroedd ymateb mor isel â 10-50 milieiliad, gan ei wneud yn ddelfrydol ar gyfer senarios stopio brys.
Fodd bynnag, mae gan y dull "gwres-ar gyfer-stop" hwn gyfyngiadau clir. Yn gyntaf, mae brecio pŵer uchel parhaus yn achosi cynnydd cyflym mewn tymheredd yn y gwrthydd. Mae data prawf o sianeli technoleg yn dangos y gall pum cylch brecio pŵer llawn yn olynol wthio tymheredd wyneb y gwrthydd uwchlaw 200 gradd, gan olygu bod angen system oeri aer gorfodol. Yn ail, mae'r anallu i adennill ynni brecio yn arwain at wastraff. Ar linellau cynhyrchu sy'n cychwyn ac yn stopio'n aml, gall systemau brecio deinamig ddefnyddio dros 15% o gyfanswm pŵer y peiriant. Felly, mae'r datrysiad hwn yn fwy addas ar gyfer cymwysiadau pŵer isel i ganolig gyda brecio ysbeidiol, megis lleoliad mynegeio mewn peiriannau pecynnu neu bwyntio i reoli symudiadau pwyntio mewn breichiau robotig.
II. Brecio Atgynhyrchiol: Yr Ateb Gwyrdd ar gyfer Adborth Ynni
Mae brecio atgynhyrchiol yn cynrychioli'r cyfeiriad datblygu ar gyfer systemau servo pen uchel, gyda'i dechnoleg graidd yn canolbwyntio ar gymhwyso trawsnewidyddion PWM deugyfeiriadol. Pan fydd y modur yn gweithredu yn y modd generadur, mae'r gyriant yn canfod gwahaniaethau cam yn ddeallus i unioni'r EMF cefn yn bŵer DC. Mae'r egni hwn yn cael ei fwydo'n ôl i'r cynhwysydd bws ac yna'n cael ei ddychwelyd i'r grid trwy-gwrthdröydd clymu. Mae adroddiadau prawf Mitsubishi Electric yn nodi, o dan amodau agor / cau llwydni mewn peiriannau mowldio chwistrellu, y gall brecio adfywiol adennill 30% -45% o ynni brecio, gan leihau costau gweithredu'r system yn sylweddol.
Mae gweithredu'r dechnoleg hon yn gofyn am fesurau diogelu lluosog: Yn gyntaf, rhaid gosod cylchedau clampio deinamig ar foltedd y bws i atal dadansoddiad gor-foltedd a achosir gan adborth ynni. Yn ail, mae banciau cynhwysydd storio ynni cynhwysedd uchel yn hanfodol-Mae systemau servo 400V fel arfer yn gofyn am gynwysyddion electrolytig dros 10,000μF. Yn drydydd, mae'n rhaid i ochr y grid fodloni gofynion cysylltiad grid gyda Chyfanswm Afluniad Harmonig (THD) o dan 5%. Mae gweithgynhyrchwyr domestig fel Inovance bellach wedi meistroli algorithmau trosi pŵer deugyfeiriadol, gan alluogi cymhwyso brecio atgynhyrchiol ar raddfa fawr mewn systemau rheoli lleiniau tyrbinau gwynt a cherbydau trydan. Fodd bynnag, mae cyfyngiadau cost yn cyfyngu ar ei fabwysiadu mewn senarios pŵer isel o dan 500W.
III. Brecio Electromecanyddol: Sicrwydd Diogelwch Corfforol Absoliwt
Mae breciau electrofecanyddol yn cyflawni brecio di-gyswllt trwy wrthweithio rhaglwyth y gwanwyn â grym electromagnetig. Ei egwyddor: Pan gaiff ei egni, mae'r electromagnet yn goresgyn pwysau'r gwanwyn i ddatgysylltu'r pad brêc o'r siafft modur. Ar ôl dad-egni, mae'r sbring yn cywasgu'r pad ffrithiant ar unwaith i gynhyrchu grym brecio. Mae'r strwythur cwbl fecanyddol hwn yn darparu trorym dal statig hyd at deirgwaith y trorym graddedig, gan ddileu risgiau arfordiro yn llwyr. O ganlyniad, mae'n orfodol mewn cymwysiadau llwyth fertigol (ee, gwerthydau offer peiriant, peiriannau tyniant elevator).
Fodd bynnag, mae gan freciau mecanyddol gyfyngiadau cynhenid: Yn gyntaf, maent yn dangos oedi sylweddol wrth weithredu. Mae data prawf yn dangos ei fod yn cymryd 80-120 milieiliad o ddatgysylltu pŵer i ymgysylltiad llawn, sy'n llawer arafach na dulliau brecio electronig. Yn ail, mae deunyddiau ffrithiant yn gwisgo allan. Mae adroddiad cynnal a chadw ar gyfer brand penodol o fodur servo yn nodi, ar ôl 2 filiwn o weithrediadau parhaus, bod y cliriad brêc yn cynyddu dros 0.2mm. Yn drydydd, gallant achosi dirgryniad mecanyddol, gan olygu bod angen dyfeisiau byffro ychwanegol mewn cymwysiadau fel llwyfannau optegol manwl gywir. Mae atebion modern yn bennaf yn mabwysiadu dull hybrid o "brecio electronig fel brecio cynradd + mecanyddol fel copi wrth gefn." Er enghraifft, dim ond pan fydd cyflymder yn disgyn o dan 50 rpm y mae systemau servo FANUC yn sbarduno brecio mecanyddol, gan sicrhau diogelwch wrth leihau traul.
Canllaw Cymharu a Dethol Technegol
O'r cromliniau nodweddiadol brecio, mae gan bob dull fanteision penodol: Mae brecio deinamig yn rhagori mewn trorym cyflymder uchel ond yn arddangos gwanhad sylweddol ar gyflymder isel; mae brecio atgynhyrchiol yn galluogi brecio llyfn ar draws pob cyflymder ond mae'n dibynnu ar ansawdd y grid; mae brecio mecanyddol yn fantais absoliwt yn ystod daliad cyflymder sero. Mae matrics dethol o fforwm awtomeiddio yn nodi: brecio deinamig sy'n cynnig y gymhareb cost orau-perfformiad ar gyfer cludwyr llorweddol o dan 1kW; mae brecio mecanyddol yn orfodol ar gyfer mecanweithiau codi craen uwchlaw 3kW; tra bod datrysiadau hybrid sy'n cyfuno brecio atgynhyrchiol ag uwch-gynhwysyddion yn cael eu hargymell ar gyfer offer pen uchel fel torwyr wafferi ffotofoltäig.
Gyda datblygiadau mewn dyfeisiau pŵer SiC, mae systemau servo cenhedlaeth nesaf yn gwthio y tu hwnt i gyfyngiadau brecio traddodiadol. Er enghraifft, mae cyfres M800 newydd Mitsubishi Electric yn cyflogi SiC MOSFETs i godi effeithlonrwydd brecio atgynhyrchiol i 93%. Mae hefyd yn integreiddio monitro cyflwr ar gyfer breciau mecanyddol, gan ddefnyddio synwyryddion dirgryniad i ragweld traul. Mae'r datrysiad ymasiad deallus hwn yn cynrychioli taflwybr technoleg brecio servo yn y dyfodol, yn barod ar gyfer cymwysiadau arloesol mewn meysydd ymylol arloesol fel offer lled-ddargludyddion a mecanweithiau servo awyrofod.