В конструкции современного сервопривода, купить который удобнее всего в каталоге Степмотор, может быть предусмотрено до трёх типов контуров управления: контур скорости, контур позиционирования и контур тока. Каждый из этих контуров осуществляет контроль одного из перечисленных аспектов, напрямую влияющих на производительность сервомеханизма, и каждому из них присущ общий параметр – полоса пропускания. Этот показатель определяет скорость реагирования устройства на поставленные задачи и возникающие динамические ошибки, а значит, его непременно нужно учитывать при выборе сервопривода.
Чаще всего структура сервопривода подразумевает наличие нескольких контуров управления, вложенных один в другой: контур тока находится в контуре скорости, а контур скорости – в контуре позиционирования. Для эффективной работы такой системы важно, чтобы внутренний контур реагировал на импульс быстрее, чем внешний: для этого внутренние контуры управления оснащаются полосой пропускания, в 5-10 раз превышающие значение этого параметра внешнего контура. Причём данная схема применяется на всех контурах: так, в представленной нами системе контур тока должен иметь большую полосу пропускания, чем контур скорости, а контур скорости, в свою очередь, большую полосу пропускания, чем контур положения.
Полоса пропускания в сервоприводе определяется в качестве частоты, при достижении которой значение амплитудного отклика замкнутого контура достигает -3дБ. При этом значение выходного усилия приблизительно равно 70,7%, а выходная мощность равна половине входной. Приблизительным значением полосы пропускания системы является 60Гц.
Широкая полоса пропускания: преимущества и недостатки
Чем шире полоса пропускания, тем лучше динамические характеристики сервомеханизма. Преимуществами широкой полосы пропускания являются:
- увеличение точности позиционирования;
- сокращение времени отклика.
Тем не менее, широкая полоса пропускания имеет и определённые недостатки, ведь чем выше её значение, тем выше частота реагирования двигателя на возмущения.
Факторы, влияющие на максимально допустимую ширину полосы пропускания
При выборе сервомеханизма важно учесть, что значение полосы пропускания прямо пропорционально рассеиванию тепла. Таким образом, увеличение полосы пропускания неминуемо ведёт к повышению нагрева двигателя, а значит, ширина полосы пропускания серводвигателя напрямую зависит от максимально допустимой рабочей температуры электродвигателя. Помимо этого, ограничениями для допустимой ширины полосы пропускания могут стать:
- разрешение устройств обратной связи;
- скорость обновления привода;
- отношение моментов инерции двигателя.
