Sem kjarnahluti stýribúnaðarins í sjálfvirkum stjórnkerfum hefur hemlunargeta servómótora bein áhrif á staðsetningarnákvæmni og öryggisáreiðanleika búnaðar. Eins og er, eru almennar hemlunaraðferðir fyrir servómótora meðal annars kraftmikla hemlun, endurnýjandi hemlun og rafsegulfræðileg vélræn hemlun. Þessar aðferðir sýna verulegan mun á hemlunarreglum, notkunarsviðsmyndum og tæknilegum eiginleikum, sem krefst markviss vals byggt á sérstökum rekstrarskilyrðum.
I. Kvik hemlun: hröð-viðbragðsorka-eyðsluhemlun
Dynamic Braking (DB) breytir snúningshreyfiorku í varma sem dreifist með því að stytta-hringrás mótorvindanna eða tengja þær við hemlunarviðnám meðan á rafmagnsleysi stendur. Þegar stöðvunarskipun greinist, truflar servódrifið strax þriggja-aflgjafa á sama tíma og stjórnar IGBT einingunni til að mynda lokaða hringrás á milli mótorvinda og hemlaviðnáms. Mótorinn heldur áfram að snúast vegna tregðu. Framkölluð straumur sem myndast við að klippa segulsviðslínurnar dreifist sem Joule hita yfir viðnámið, sem skapar hemlunartog öfugt við stefnu mótorsins. Fagleg gögn benda til þess að þessi aðferð nái hemlunartogi upp á 150%-200% af nafntogi með viðbragðstíma allt að 10-50 millisekúndur, sem gerir hana tilvalin fyrir neyðarstöðvunaratburðarás.
Hins vegar hefur þessi „hita-fyrir-stopp“ nálgun skýrar takmarkanir. Í fyrsta lagi veldur viðvarandi mikilli-aflhemlun hraðri hitahækkun í viðnáminu. Prófunargögn frá tæknirásum sýna að fimm samfelldar-aflhemlunarlotur geta þrýst yfirborðshita viðnámsins yfir 200 gráður, sem þarfnast þvingaðs loftkælikerfis. Í öðru lagi leiðir vanhæfni til að endurheimta hemlunarorku til sóunar. Á framleiðslulínum með tíð ræsingu og stöðvun geta kraftmikil hemlakerfi eytt yfir 15% af heildarafli vélarinnar. Þess vegna hentar þessi lausn betur fyrir notkun með litlum-til-meðalstyrkum með hléum hemlun, svo sem vísitölustillingu í pökkunarvélum eða punkta-til-hreyfingarstýringu í vélfæraörmum.
II. Endurnýjunarhemlun: Græna lausnin fyrir orkuendurgjöf
Endurnýjunarhemlun táknar þróunarstefnu fyrir hágæða servókerfi, með kjarnatækni sem miðast við beitingu tvíátta PWM breyta. Þegar mótorinn starfar í rafallham, skynjar drifið á skynsamlegan hátt fasamun til að leiðrétta aftur EMF í DC afl. Þessi orka er færð til baka í strætóþéttann og síðan skilað til netsins í gegnum netspennubreytir-. Prófunarskýrslur Mitsubishi Electric benda til þess að við opnun/lokun móts í sprautumótunarvélum geti endurnýjandi hemlun endurheimt 30%-45% af hemlunarorku, sem dregur verulega úr rekstrarkostnaði kerfisins.
Innleiðing þessarar tækni krefst margra öryggisráðstafana: Í fyrsta lagi verður að setja upp kraftmikla klemmurásir á strætóspennu til að koma í veg fyrir yfirspennubilun af völdum orkuendurgjafar. Í öðru lagi eru-orkugeymsluþéttabankar með mikla afkastagetu nauðsynleg-400V servókerfi þurfa venjulega rafgreiningarþétta yfir 10.000μF. Í þriðja lagi verður nethliðin að uppfylla nettengingarkröfur- með heildarharmóníska röskun (THD) undir 5%. Innlendir framleiðendur eins og Inovance hafa nú náð tökum á tvíátta aflumbreytingaralgrími, sem gerir kleift að beita endurnýjunarhemlum í stórum stíl í-viðskiptahemlum í vindmyllustýrikerfi og rafknúnum farartækjum. Hins vegar takmarka kostnaðarþvinganir notkun þess í litlum aflsviðum undir 500W.
III. Rafvélræn hemlun: Algjört líkamlegt öryggisöryggi
Rafeindahemlar ná-snertilausri hemlun með því að vinna gegn forálagi gorma með rafsegulkrafti. Meginregla þess: Þegar hann er spenntur sigrar rafsegullinn gormþrýstinginn til að aftengja bremsuklossann frá mótorskaftinu. Við af-orku þjappar gormurinn samstundis saman núningspúðanum til að mynda hemlakraft. Þessi hreinlega vélræna uppbygging skilar kyrrstöðutogi allt að þrisvar sinnum hærra tog og útilokar algjörlega hættu á losun. Þar af leiðandi er það skylda í lóðréttu álagi (td vélarsnælda, lyftudráttarvélar).
Hins vegar hafa vélrænar bremsur eðlislægar takmarkanir: Í fyrsta lagi sýna þeir verulega seinkun á virkjun. Prófunargögn sýna að það tekur 80-120 millisekúndur frá rafmagnsleysi til fullrar tengingar, mun hægar en rafrænar hemlunaraðferðir. Í öðru lagi slitna núningsefni. Viðhaldsskýrsla fyrir ákveðna tegund servómótora gefur til kynna að eftir 2 milljónir samfelldra aðgerða aukist bremsubilið um meira en 0,2 mm. Í þriðja lagi geta þeir framkallað vélrænan titring, sem þarfnast viðbótarstuðpúðabúnaðar í forritum eins og nákvæmum sjónpöllum. Nútímalausnir nota aðallega blendingaaðferð "rafræn hemlun sem aðal + vélræn hemlun sem varabúnaður." Til dæmis kveikja FANUC servókerfi aðeins á vélrænni hemlun þegar hraði fer niður fyrir 50 snúninga á mínútu, sem tryggir öryggi en lágmarkar slit.
Tæknilegur samanburður og valleiðbeiningar
Út frá bremsueinkennaferlunum hefur hver aðferð ákveðna kosti: Kraftmikil hemlun skarar fram úr í miklum-hraðatogi en sýnir verulega dempun á lágum hraða; endurnýjunarhemlun gerir kleift að hemla mjúklega á öllum hraða en fer eftir gæðum netsins; vélræn hemlun hefur algjöra yfirburði meðan á núll-hraðahaldi stendur. Val fylki frá sjálfvirkni vettvangi gefur til kynna: kraftmikil hemlun býður upp á besta kostnaðar-afköst hlutfall fyrir lárétta færibönd undir 1kW; vélræn hemlun er skylda fyrir lyftibúnað fyrir krana yfir 3kW; Mælt er með tvinnlausnum sem sameina endurnýjunarhemlun með ofurþéttum fyrir háþróaðan búnað eins og ljósvakaskera.
Með framförum í SiC aflbúnaði eru næstu-kynslóð servókerfi að ýta út fyrir hefðbundnar hemlunartakmarkanir. Til dæmis notar nýútgefin M800 röð Mitsubishi Electric SiC MOSFET til að hækka endurnýjunarhemlunarvirkni upp í 93%. Það samþættir einnig ástandseftirlit fyrir vélræna bremsur, með því að nota titringsskynjara til að spá fyrir um slit. Þessi snjalla samrunalausn táknar framtíðarferil servóhemlatækni, sem er tilbúin fyrir byltingarkennd notkun á fremstu-sviðum eins og hálfleiðarabúnaði og servóbúnaði í geimferðum.