Công nghệ Ultra-Fast Current Loop đang tạo ra bước đột phá trong lĩnh vực điều khiển servo, cho phép hệ thống đạt tốc độ phản hồi cực nhanh, băng thông cao và độ chính xác vượt trội. Nhờ khả năng lấy mẫu dòng điện với tần suất lớn và cập nhật điều khiển gần như tức thời, công nghệ này giúp servo drive nâng cao hiệu suất động học, giảm sai số chuyển động và đáp ứng hiệu quả các ứng dụng công nghiệp yêu cầu khắt khe về tốc độ và độ chính xác. Hãy cùng HDE tìm hiểu chi tiết về công nghệ này trong bài viết sau đây.
Ultra-Fast Current Loop – nền tảng cho hiệu suất servo hiện đại
Trong hệ thống servo, vòng điều khiển dòng điện giữ vai trò nền tảng quyết định hiệu suất tổng thể. Vòng này chi phối trực tiếp hiệu quả của vòng tốc độ và vòng vị trí. Công nghệ Ultra-Fast Current Loop cho phép lấy mẫu dòng điện với tần suất cao hơn. Nhờ đó, PWM được cập nhật nhanh, cải thiện độ chính xác và khả năng đáp ứng.
Khi gain vòng tốc độ được tăng, servo vận hành nhanh và linh hoạt hơn. Động học chuyển động được cải thiện rõ rệt, giúp máy chạy mượt và ổn định. Sai lệch bám quỹ đạo giảm đáng kể trong quá trình vận hành liên tục. Độ chính xác định vị điểm–điểm được nâng cao rõ rệt. Ultra-Fast Current Loop giúp servo thế hệ mới mở rộng băng thông và phản hồi gần như tức thời.
Nâng cao khả năng điều khiển trong các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất cao
Servo drive thường được lựa chọn vì khả năng mang lại tốc độ và độ chính xác cao. Công nghệ Ultra-Fast Current Loop tiếp tục nâng tầm ưu điểm này, mở ra nhiều khả năng ứng dụng hơn trong lĩnh vực điều khiển chuyển động công nghiệp.
Công nghệ này đặc biệt quan trọng đối với các ứng dụng yêu cầu hiệu suất cao như:
-
Gia công biên dạng (contouring)
-
Máy công cụ
-
Ngành in công nghiệp
-
Cánh tay robot
-
Máy CNC
Trong những ứng dụng này, khả năng phản hồi nhanh và kiểm soát chính xác dòng điện giúp hệ thống vận hành mượt mà, ổn định và đạt độ lặp cao.
Quá trình phát triển công nghệ Ultra-Fast Current Loop
Để đạt được Ultra-Fast Current Loop, cần nhiều năm phát triển đồng bộ các công nghệ như vi điều khiển hiệu suất cao, IGBT, động cơ không chổi than và cảm biến đo dòng. Khi các công nghệ này đã sẵn sàng với chi phí hợp lý, việc thiết kế servo drive hiệu suất cao mới trở nên khả thi.
Inovance luôn tập trung đầu tư vào nghiên cứu và phát triển, theo sát các xu hướng mới trong thiết kế servo drive. Bên cạnh các yếu tố về chi phí, kết cấu và tính công thái học, Inovance ưu tiên các tiêu chí kỹ thuật cốt lõi như:
-
Dễ dàng tinh chỉnh (easy tuning)
-
Đặc tính tuyến tính
-
Hành vi điều khiển ổn định và dễ dự đoán
Công nghệ số thay thế giải pháp analog truyền thống
Một số servo hiệu suất cao trên thị trường vẫn sử dụng công nghệ analog để đạt vòng dòng điện nhanh. Tuy nhiên, Inovance đã phát triển Ultra-Fast Current Loop hoàn toàn bằng công nghệ số, trong đó thuật toán vòng dòng được xử lý bằng tính toán song song tốc độ cao trong chip FPGA.
Nhờ đó, thời gian tính toán vòng lặp được rút ngắn xuống 1,6 micro giây mỗi chu kỳ, tương đương 625.000 lần mỗi giây, mang lại hiệu suất ngang bằng với giải pháp analog.
Băng thông vòng dòng trong các ứng dụng tốc độ cao hiện nay có thể đạt 4–5 kHz, cho phép hệ thống phản ứng cực nhanh trước các nhiễu loạn. Khi kết hợp với encoder sin-cos hiệu suất cao, độ phân giải có thể đạt từ 23 đến 25 bit, tương đương 8,3 đến 33,5 triệu xung mỗi vòng quay.
Khả năng chống nhiễu và ổn định vượt trội
Với độ nhạy cao của encoder, các rung động cơ học nhỏ tại vị trí lắp đặt có thể gây ra tín hiệu nhiễu trong vòng dòng điện. Ultra-Fast Current Loop của Inovance có khả năng hấp thụ và loại bỏ nhiễu, ngay cả khi tần số cộng hưởng cơ học lên tới 5 kHz, giúp hệ thống vận hành ổn định và chính xác hơn.
So sánh Ultra-Fast Current Loop analog và digital
Trong ngành tự động hóa, vẫn tồn tại tranh luận giữa giải pháp analog và digital cho vòng dòng điện:
-
Analog: nhanh, chi phí thấp, nhưng linh kiện có sai số, dẫn đến sự không đồng nhất giữa các servo drive khác nhau. Việc tinh chỉnh tham số là rất khó.
-
Digital: sử dụng giá trị số chính xác, đồng nhất trong sản xuất, dễ dàng tinh chỉnh tham số, phù hợp với các ứng dụng đặc biệt như động cơ đa cực hoặc động cơ tuyến tính.
Công nghệ Ultra-Fast Current Loop của Inovance đã đạt độ trễ cực thấp, đủ nhanh để sánh ngang hiệu suất analog, đồng thời giữ trọn các ưu điểm của giải pháp số về độ chính xác và linh hoạt.
Các dòng servo Inovance tích hợp Ultra-Fast Current Loop
Công nghệ Ultra-Fast Current Loop hiện đã được tích hợp trên nhiều dòng servo Inovance, bao gồm:
-
SV660N (EtherCAT)
-
SV660F (PROFINET)
-
IS810N (EtherCAT)
-
SV670N (EtherCAT)
-
SV670P (Pulse, CANopen)
-
SV680N (EtherCAT)
-
SV680P (Pulse, CANopen)
Các dòng servo này mang lại hiệu suất động cao và khả năng phản hồi nhanh. Thiết kế nhỏ gọn giúp lắp đặt dễ dàng trong không gian hạn chế. Quá trình cài đặt và tinh chỉnh được rút ngắn đáng kể. Servo tích hợp chức năng an toàn Safe Torque Off tiêu chuẩn. Giải pháp phù hợp cho nhiều ứng dụng tự động hóa công nghiệp hiện đại.
