현재 주류 서보 드라이브는 디지털 신호 프로세서(DSP)를 핵심 제어 장치로 활용하여 복잡한 제어 알고리즘을 구현하고 디지털화, 네트워킹 및 지능형 작동을 촉진합니다. 전력 스위칭의 경우 IPM(지능형 전력 모듈)을 중심으로 설계된 구동 회로가 널리 채택됩니다. 이러한 IPM은 통합된 내부 드라이브 회로를 특징으로 하며 과전압, 과전류, 과열 및 저전압과 같은 조건을 다루는 오류 감지 및 보호 회로를 통합합니다.- 또한 소프트-스타트 회로가 주 전원 루프에 통합되어 스타트업 프로세스 중 드라이브 장치에 미치는 영향을 완화합니다.
전력 구동 장치는 먼저 3-상 풀-브리지 정류 회로를 통해 들어오는 3상-상 전력-또는 유틸리티 주전원-을 정류하여 해당 DC 전력을 얻습니다. 이 정류된 전력은 3-상 정현파 PWM 전압-소스 인버터에 의해 처리되어 3상 영구 자석 동기 AC 서보 모터를 구동합니다. 동력 구동 장치의 전체 작동은 간단히 AC-DC-AC 변환 프로세스로 설명할 수 있습니다. 정류 장치(AC{13}}DC)의 기본 회로 토폴로지는 3-위상 풀-브리지 비제어 정류기 회로입니다.
서보 시스템이 널리 채택됨에 따라 서보 드라이브의 작동, 시운전 및 유지 관리가 현대 환경에서 중요한 기술 주제로 부상했습니다. 결과적으로 점점 더 많은 산업 제어 기술 서비스 제공업체가 -서보 드라이브에 대한 심층적인 기술 연구를 수행하고 있습니다.
서보 드라이브는 현대 모션 제어 시스템의 핵심 구성 요소이며 산업용 로봇 및 CNC 머시닝 센터와 같은 자동화 장비에 널리 배포됩니다. 특히, AC 영구자석 동기모터를 제어하기 위해 설계된 서보 드라이브는 국내외적으로 연구의 초점으로 떠오르고 있다. 현재 AC 서보 드라이브 설계는 일반적으로 벡터 제어 원리를 기반으로 전류, 속도 및 위치 루프를 포함하는 삼중-루프 제어 알고리즘-을 사용합니다-. 이 프레임워크 내에서 속도 제어 루프의 적절한 설계는 서보 제어 시스템의 전체 성능, 특히 속도 제어 기능을 최적화하는 데 중추적인 역할을 합니다.
서보 피드 시스템 요구 사항
1. 넓은 속도 조절 범위
2. 높은 위치 정확도
3. 충분한 변속 강성과 고속 안정성
4. 오버슈트 없는 신속한 대응
생산성과 가공 품질을 모두 보장하려면 높은 위치 정확도가 요구되는 것 외에도 뛰어난 빠른{0}응답 특성, 특히 빠른 속도로 명령 신호를 추적하는 기능도 필수적입니다.- 이는 CNC 시스템의 시동 및 제동 단계에서 피드 시스템의 과도 응답 시간을 단축하고 윤곽 전환 오류를 최소화하기 위해 충분히 높은 가속 및 감속률이 필요하기 때문입니다.
5. 저속에서 높은 토크; 강력한 과부하 기능
일반적으로 서보 드라이브는 정격 부하의 1.5배 이상의 과부하 용량을 가지며 몇 분에서 최대 30분까지 지속됩니다. 또한 손상을 입지 않고 짧은 기간 동안 정격 용량의 4~6배에 달하는 과부하 수준을 견딜 수 있습니다.
6. 높은 신뢰성
CNC 공작기계의 피드 드라이브 시스템은 높은 신뢰성과 뛰어난 작동 안정성을 요구합니다. 온도, 습도, 진동의 변화와 같은 환경 조건-에 대한 강력한 적응성과 외부 간섭에 대한 강한 저항력을 갖추어야 합니다.-
모터 요구 사항
1. 모터는 토크 변동을 최소화하면서-최저 속도부터 최고 속도까지-전체 속도 범위에서 원활하게 작동해야 합니다. 특히 매우 낮은 속도(예: 0.1r/min 이하)에서는 "크롤링" 현상이 나타나지 않고 부드러운 속도를 유지해야 합니다.
2. 모터는 저속에서 높은 토크에 대한 요구 사항을 충족하려면 실질적이고 지속적인 과부하 용량을 보유해야 합니다. 일반적으로 DC 서보 모터는 정격 용량의 4~6배에 달하는 과부하를 몇 분 동안 손상 없이 견뎌야 합니다.
3. 빠른 응답 능력을 보장하기 위해 모터는 낮은 회전 관성과 높은 실속 토크를 특징으로 하는 동시에 가능한 가장 작은 시상수와 시동 전압을 나타내야 합니다.
4. 모터는 빈번한 시동, 제동 및 역회전 작동을 견딜 수 있어야 합니다.