El estado de desarrollo de los servosistemas AC
Las tecnologías relacionadas de los servosistemas AC se han desarrollado constantemente de acuerdo con las necesidades de los usuarios. Los cambios continuos en las tecnologías asociadas, como motores eléctricos, accionamientos y tecnología de detección y control, crean una amplia variedad de configuraciones. En lo que respecta a los motores eléctricos, se pueden utilizar motores de disco, motores de núcleo de hierro, motores lineales, motores de rotor externo, etc. Los controladores pueden utilizar varios componentes electrónicos de potencia, pueden ser codificadores y resolutores con diferente precisión y. Y los elementos Hall o incluso la tecnología sin sensores, la tecnología de control comienza con el uso de microcomputadoras de un solo chip y continúa con el uso de DSP de alto rendimiento y varios módulos programables, así como la aplicación práctica de la teoría de control moderna, etc. . En la exposición SPS/IPC/Drives celebrada en Nuremberg, Alemania, en noviembre de 2005, podemos ver el estado más reciente de los accionamientos eléctricos, el control de movimiento y el software relacionado en todo el mundo. Entre ellos, los servoproductos de CA tienen muchos aspectos destacados y representan el nivel internacional actual. . A continuación se muestran solo algunos extractos. En consecuencia, también se comparan y explican las tendencias de I + D de los fabricantes nacionales.
El sistema de accionamiento AcoposMulti lanzado por B&R Industrial Automation adopta una estructura modular y escalable. Cada módulo de eje puede proporcionar control de 1 a 2 servoejes e integra un módulo de potencia auxiliar de 24 V CC que proporciona un enlace a los accionamientos, controladores y periféricos. al bus de CC para protección contra circuito abierto, cortocircuito y sobrecarga. Otras características incluyen un diseño modular para enfriamiento mediante aire, aceite o agua, garantizando la seguridad ambiental a través de un sistema de regeneración de energía. En China, no hemos visto a ningún fabricante realizar diseños modulares similares e integrar conceptos de seguridad de máquinas en sus productos.
Emerson Control Techniques exhibió Unidrive y otros productos de accionamiento de CA y CC. Los variadores Unidrive cubren el rango de potencia de 0,55 a 675 kW y pueden accionar motores asíncronos, servomotores síncronos de imanes permanentes y motores de CC sin escobillas cambiando diferentes software de control. El tipo Varmeca con potencia de salida nominal de 0,25 a 11kW integra un motor de velocidad variable y un variador de velocidad (VSD), y está disponible en versiones de circuito cerrado vectorial y distribuida (Proxdrive). Cabe destacar que los sistemas VSD son aptos para funcionar con gases potencialmente explosivos (ATEX). Se dice que el controlador FLSD con una potencia de salida nominal de 0,55 a 400 kW puede funcionar con gases Clase ⅡB o ⅡC Zona 1 Clase 2. En consecuencia, el rango de potencia de los productos de los fabricantes nacionales de servoaccionamiento es en su mayoría inferior a 10 KW, y hay productos comerciales disponibles sin niveles de protección especiales. Existe una enorme brecha entre los países nacionales y extranjeros a este respecto, lo que también es la dirección de la competencia diferenciada entre los países nacionales. fabricantes de servos en el futuro.
Rockwell Automation exhibió la tecnología de accionamiento PowerFlex. La hoja de ruta de desarrollo de PowerFlex muestra que se espera que el "Protocolo de aplicación de movimiento del protocolo industrial común (CIP)" que aparecerá en 2006-07 sincronice sin problemas los servomotores multieje y los variadores de frecuencia que se ejecutan en el mismo sistema. En cuanto a protocolos industriales adecuados para el control de movimiento, también hemos visto EtherCAT de Beckhoff, PowerLink de B&R, SynqNet desarrollado por MEI bajo Danaher, ProfiNet de Siemens y el prestigioso Sercos que ha desarrollado Sercos III. Estos protocolos de comunicación brindan la posibilidad de control síncrono en tiempo real de múltiples ejes y también están integrados en algunos servoaccionamientos de alta gama. En China, incluso los autobuses de gama media a baja, como CAN, no se han convertido en la configuración estándar de servoaccionamientos, y aún no han aparecido los accionamientos comerciales que utilizan autobuses de campo en tiempo real de alto rendimiento. Por un lado, esto se debe a que el rendimiento básico de nuestro servo no ha alcanzado el nivel correspondiente y, por otro lado, también a que el mercado aún no se ha desarrollado hasta este punto. Afortunadamente, hemos visto que algunas unidades llevan a cabo prácticas útiles de investigación y desarrollo. Por un lado, están asimilando tecnologías extranjeras avanzadas y, por otro, están tratando de lanzar sus propios estándares de autobuses. Hollysys Motor espera integrar una variedad de módulos de comunicación opcionales en sus servoproductos de próxima generación, incluidos CAN, USB, Fireware y Sercos, así como CANsmc (utilizado para sincronización multieje) desarrollado conjuntamente por Hollysys Motor y la Universidad de Beihang. bus de control), también se están desarrollando módulos basados en comunicación inalámbrica Bluetooth.
Unidades individuales como el Centro de I+D de CNC de alta gama de Shenyang de la Academia de Ciencias de China también han desarrollado sus propios protocolos de bus de control de movimiento.
El servocontrolador Lexium 05 exhibido por Schneider Electric esta vez tiene la misma apariencia que un inversor VFD y está dirigido a aplicaciones de bajo costo. De hecho, utilizar las capacidades de producción en masa de los convertidores de frecuencia para lanzar servos de gama baja se ha convertido en un medio de competencia para algunos fabricantes. En sus stands se puede ver la marca Berger Lahr de la empresa. Sus productos de controlador y motor integrados e inteligentes (Icla) están disponibles en tres versiones de motor principales: motores paso a paso, servomotores de CA y motores de CC trifásicos sin escobillas. Icla (del acrónimo "Integrated, Closed Loop, Actuator") integra motores eléctricos, control de posición, electrónica de potencia y retroalimentación en una unidad compacta. Esta idea de diseño integrado también se manifiesta en empresas como Animatics en Estados Unidos. La empresa alemana AMK también tiene productos similares. Este es un verdadero producto mecatrónico, que plantea una serie de desafíos de ingeniería a los diseñadores, incluida la compatibilidad electromagnética, el control térmico, la miniaturización de componentes, el diseño estructural especial, etc. En China, no hemos visto a ningún fabricante lanzar productos con derechos de propiedad intelectual independientes.
El servomotor de alto rendimiento con transmisión de engranajes planetarios integrados proporcionado por Baumuller tiene una eficiencia de hasta el 98% y un ruido muy bajo. El servomotor de alto par de accionamiento directo se puede utilizar en salidas de 13500 Nm en el; rango de 100~300rpm. A nivel nacional, vemos que Hollysys Motor Company ofrece productos similares con reductores de engranajes planetarios integrados en su serie de servomotores sin escobillas de bajo voltaje Dolphin, y Shenzhen Stepper también afirma proporcionar servoaccionamientos paso a paso con motor reductor. En el mercado de motores de torsión de accionamiento directo, Chengdu Precision Motor Factory puede proporcionar componentes de motor personalizados, pero requiere que los clientes instalen dispositivos de retroalimentación adicionales y controladores de terceros.
Yaskawa Electric Europe (YEE) exhibió su popular servomotor Sigma II de uso general. Otros desarrollos de YEE incluyen servomotores de CA a prueba de explosiones con una potencia nominal de 0,5 a 5 kW y que cumplen con los estándares ATEX en desarrollo. Otro desarrollo de Yaskawa es un servomotor de alta potencia con una potencia de hasta 500 kW. Se espera que la comercialización del proyecto finalice en 2007. De esto podemos ver la tendencia de los principales fabricantes internacionales hacia servoaccionamientos especializados y de gran escala. China ha estado siguiendo y desarrollando servotecnología de CA desde la década de 1970. Los principales esfuerzos de investigación se concentran en universidades e instituciones de investigación científica, siendo la industria militar y los satélites aeroespaciales las principales direcciones de aplicación, independientemente de los factores de costo. Las principales instituciones de investigación son el Instituto de Máquinas Herramienta de Beijing, el Instituto de Investigación de Micromotores de Xi'an, el Instituto de Automatización de Shenyang, la Academia de Ciencias de China, etc. Comenzó a ingresar al campo industrial después de la década de 1980. Hasta el año 2000, los servoproductos domésticos permanecían en un estado de lotes pequeños, precios altos y áreas de aplicación limitadas. El nivel técnico y la confiabilidad no podían satisfacer las necesidades industriales. Después del año 2000, cuando China se convirtió en la fábrica mundial y el rápido desarrollo de la industria manufacturera proporcionó un espacio de mercado cada vez mayor para los servos de CA, varias unidades nacionales comenzaron a lanzar su propia marca de productos de servos de CA. En la actualidad, las principales marcas o fabricantes de servos nacionales incluyen Senchuang (Hollysee Motor), Huazhong CNC, Guangshu, Nanjing Eston, Lanzhou Motor Factory, etc. Entre ellos, Huazhong CNC y Guangshu se concentran principalmente en el campo de las máquinas herramienta CNC.