1. এসি ড্রাইভের পরিচিতি (ভেরিয়েবল ফ্রিকোয়েন্সি ড্রাইভ) আধুনিক শিল্প নিয়ন্ত্রণের ক্ষেত্রে একটি ......
আরও পড়ুনএকটি এসি সার্ভো মোটর হল এক ধরনের বৈদ্যুতিক মোটর যা বিকল্প কারেন্টে চলে এবং অবস্থান, গতি এবং টর্কের উপর সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ প্রদানের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। একটি নিয়মিত এসি মোটর থেকে ভিন্ন যা শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট গতিতে ঘোরে, একটি সার্ভো মোটর ক্রমাগত তার শ্যাফ্টের সাথে সংযুক্ত একটি এনকোডার থেকে প্রতিক্রিয়া গ্রহণ করে। এই প্রতিক্রিয়াটি সিস্টেমকে বলে যে মোটরটি যে কোনও মুহূর্তে ঠিক কোথায় আছে, এটিকে রিয়েল-টাইম সংশোধন করতে এবং উচ্চ নির্ভুলতার সাথে এর লক্ষ্য অবস্থান ধরে রাখতে দেয়।
"সার্ভো" শব্দটি স্লেভের জন্য ল্যাটিন শব্দ থেকে এসেছে - এবং এটি মূলত এটিই করে। এটি বিশ্বস্ততার সাথে একটি নিয়ামক থেকে আদেশগুলি অনুসরণ করে, যা কিছু অবস্থান, গতি বা টর্কের দাবি করা হয় তার সাথে মেলে ক্রমাগত নিজেকে সামঞ্জস্য করে। এটি এসি সার্ভো মোটরগুলিকে আধুনিক অটোমেশন, সিএনসি মেশিন, রোবোটিক্স এবং যেকোন অ্যাপ্লিকেশন যেখানে নির্ভুলতা চলাচলের গুরুত্ব দেয় তার মেরুদণ্ডে পরিণত করে।
একটি DC সার্ভো মোটর থেকে একটি এসি সার্ভো মোটরকে যা আলাদা করে তা হল শক্তির উৎস এবং নির্মাণ। এসি সার্ভো মোটরগুলি সাধারণত আরও টেকসই হয়, কম রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন হয় (প্রতিস্থাপনের জন্য কোনও ব্রাশ নেই), এবং উচ্চ-গতির, উচ্চ-শক্তির শিল্প পরিবেশের জন্য আরও উপযুক্ত। একটি সম্পূর্ণ ক্লোজড-লুপ সার্ভো সিস্টেম তৈরি করতে এগুলি প্রায় সবসময়ই একটি সার্ভো ড্রাইভ (এটিকে একটি সার্ভো এমপ্লিফায়ারও বলা হয়) এবং একটি মোশন কন্ট্রোলারের সাথে একসাথে ব্যবহার করা হয়।
একটি এসি সার্ভো মোটরের পিছনে মূল নীতি হল বন্ধ-লুপ প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ। শুরু থেকে শেষ পর্যন্ত সিস্টেমটি কীভাবে কাজ করে তার একটি সহজবোধ্য ব্রেকডাউন এখানে রয়েছে:
এই লুপ প্রতি সেকেন্ডে শত শত বা হাজার হাজার বার চলে, যে কারণে সার্ভো সিস্টেমগুলি এমন শক্ত সহনশীলতা অর্জন করতে পারে। এনকোডার একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান — বেশিরভাগ আধুনিক এসি সার্ভো মোটর 17-বিট বা 23-বিট রেজোলিউশন সহ উচ্চ-রেজোলিউশন এনকোডার ব্যবহার করে, যার অর্থ তারা প্রতি বিপ্লবে লক্ষ লক্ষ স্বতন্ত্র অবস্থান সনাক্ত করতে পারে।
বর্তমানে শিল্পে ব্যবহৃত দুটি প্রধান ধরনের এসি সার্ভো মোটর রয়েছে, প্রতিটিতে বিভিন্ন অপারেটিং নীতি এবং আদর্শ ব্যবহারের ক্ষেত্রে রয়েছে।
সিঙ্ক্রোনাস এসি সার্ভো মোটর - এটি একটি স্থায়ী চুম্বক সিঙ্ক্রোনাস মোটর (PMSM) নামেও পরিচিত - রটারে এমবেড করা স্থায়ী চুম্বক ব্যবহার করে। রটারটি স্টেটরে ঘূর্ণায়মান চৌম্বক ক্ষেত্রের সাথে সঠিক সিঙ্ক্রোনাইজেশনে ঘোরে। কারণ চুম্বক সবসময় নিযুক্ত থাকে, এই ধরনের মোটর কম গতিতেও উচ্চ টর্ক তৈরি করে এবং চমৎকার গতিশীল প্রতিক্রিয়া আছে।
সিঙ্ক্রোনাস সার্ভো মোটরগুলি শিল্প অটোমেশন এবং সিএনসি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যবহৃত সবচেয়ে সাধারণ প্রকার। তারা কমপ্যাক্ট, দক্ষ এবং বিস্তৃত গতি পরিসীমা জুড়ে রেট টর্ক বজায় রাখতে সক্ষম। মিতসুবিশি, ফানুক, ইয়াসকাওয়া এবং সিমেন্সের মতো ব্র্যান্ডগুলি তাদের প্রাথমিক পণ্য লাইন হিসাবে সিঙ্ক্রোনাস সার্ভো মোটর অফার করে।
ইন্ডাকশন সার্ভো মোটর একটি কাঠবিড়ালি-খাঁচা রটার ব্যবহার করে যেখানে কারেন্ট ঘূর্ণায়মান চৌম্বক ক্ষেত্রের দ্বারা প্ররোচিত হয় — কোন স্থায়ী চুম্বক নেই। রটার সবসময় স্টেটর ফিল্ড থেকে কিছুটা পিছিয়ে থাকে (এটিকে "স্লিপ" বলা হয়), এভাবেই টর্ক উৎপন্ন হয়। যখন একটি ভেক্টর-কন্ট্রোল সার্ভো ড্রাইভের সাথে যুক্ত করা হয়, তখন ইন্ডাকশন মোটরগুলিও ভাল গতি এবং টর্ক নিয়ন্ত্রণ অর্জন করতে পারে, যদিও সাধারণত সিঙ্ক্রোনাস ধরণের হিসাবে সুনির্দিষ্ট বা প্রতিক্রিয়াশীল নয়।
ইন্ডাকশন সার্ভো মোটরগুলিকে প্রায়শই উচ্চ-শক্তির স্পিন্ডেল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য বেছে নেওয়া হয়, যেমন CNC মিলিং মেশিন স্পিন্ডল, যেখানে অতি-নির্দিষ্ট অবস্থানের চেয়ে খুব উচ্চ গতি এবং রুক্ষতা গুরুত্বপূর্ণ। বৃহত্তর পাওয়ার রেটিং-এ এগুলোর দামও কম।
যেকোনো এসি সার্ভো মোটর নির্বাচন বা তার সাথে কাজ করার আগে, আপনাকে ডেটাশিটের মূল স্পেসগুলি বুঝতে হবে। এখানে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটারগুলির একটি সরল-ভাষা ভাঙ্গন রয়েছে:
| স্পেসিফিকেশন | কি এটা মানে | কেন এটা ব্যাপার |
| রেটেড টর্ক (N·m) | ক্রমাগত টর্ক মোটর রেট করা গতিতে উত্পাদন করতে পারে | ঘর্ষণ এবং জড়তা সহ লোড টর্ক অতিক্রম করতে হবে |
| পিক টর্ক (N·m) | সংক্ষিপ্ত বিস্ফোরণের জন্য সর্বাধিক টর্ক (সাধারণত 2-3× রেট) | ত্বরণ এবং হ্রাস পর্যায়গুলির জন্য প্রয়োজন |
| রেট করা গতি (RPM) | রেট টর্ক এ স্বাভাবিক অপারেটিং গতি | মোটরটি আপনার মোশন প্রোফাইলের জন্য উপযুক্ত কিনা তা নির্ধারণ করে |
| রেটেড পাওয়ার (W বা kW) | আউটপুট যান্ত্রিক শক্তি (টর্ক × গতি) | ড্রাইভ এবং আকারের তার/ব্রেকারের সাথে মেলে ব্যবহার করা হয় |
| এনকোডার রেজোলিউশন | প্রতি বিপ্লবে ডাল বা বিটের সংখ্যা | উচ্চতর রেজোলিউশন = সূক্ষ্ম অবস্থান নিয়ন্ত্রণ |
| রটার জড়তা (kg·cm²) | ঘূর্ণন গতির পরিবর্তনের জন্য রটারের প্রতিরোধ | স্থিতিশীল নিয়ন্ত্রণের জন্য লোড জড়তার সাথে মিলিত হতে হবে |
| আইপি রেটিং | ধুলো এবং জল প্রবেশের বিরুদ্ধে সুরক্ষা স্তর | কঠোর বা ভেজা পরিবেশের জন্য সমালোচনামূলক |
গতি নিয়ন্ত্রণের সবচেয়ে সাধারণ প্রশ্নগুলির মধ্যে একটি হল এসি সার্ভো মোটর বা স্টেপার মোটর ব্যবহার করা। উভয়ই অবস্থান নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, তবে তারা খুব আলাদাভাবে কাজ করে এবং বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত।
একটি স্টেপার মোটর স্থির বৃদ্ধিতে (পদক্ষেপ) চলে এবং ওপেন-লুপ পরিচালনা করে — যার অর্থ বেশিরভাগ মৌলিক সেটআপে কোনও এনকোডার প্রতিক্রিয়া নেই। এটি সহজ, সস্তা এবং মাঝারি গতিতে হালকা লোডের জন্য ভাল কাজ করে। যাইহোক, স্টেপাররা কোনো স্ব-সংশোধন ছাড়াই ওভারলোড পরিস্থিতিতে পদক্ষেপগুলি মিস করতে পারে এবং তারা উচ্চ গতিতে উল্লেখযোগ্য টর্ক হারায়।
একটি এসি সার্ভো মোটর, বিপরীতে, সর্বদা জানে যে এটি এনকোডারকে ধন্যবাদ কোথায়। এটি লোডের অধীনে অবস্থান হারাবে না, কমান্ডগুলিতে দ্রুত সাড়া দেয় এবং বিস্তৃত গতি পরিসীমা জুড়ে সম্পূর্ণ টর্ক বজায় রাখে। ট্রেডঅফ হল খরচ এবং জটিলতা — একটি সার্ভো সিস্টেম (মোটর ড্রাইভ ক্যাবলস টিউনিং) এর জন্য সমান আকারের স্টেপার সেটআপের চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি খরচ হয়।
এখানে একটি সাধারণ নিয়ম: সাধারণ, কম-লোড, কম-গতির অবস্থানের জন্য একটি স্টেপার ব্যবহার করুন যেখানে খরচ গুরুত্বপূর্ণ। একটি এসি সার্ভো মোটর ব্যবহার করুন যখন আপনার উচ্চ গতি, উচ্চ টর্ক, গতিশীল লোড পরিবর্তনের প্রয়োজন হয় বা যখন অবস্থানের নির্ভুলতা আলোচনার অযোগ্য হয়।
এসি সার্ভো মোটর প্রায় প্রতিটি শিল্পে দেখা যায় যেখানে নিয়ন্ত্রিত গতির প্রয়োজন হয়। কিছু সাধারণ অ্যাপ্লিকেশনের মধ্যে রয়েছে:
সঠিক এসি সার্ভো মোটর নির্বাচন করা আপনার অ্যাপ্লিকেশনের চাহিদার সাথে মোটরের ক্ষমতার সাথে সাবধানতার সাথে মেলে। এই ধাপে তাড়াহুড়ো করা হয় একটি কম ক্ষমতাসম্পন্ন সিস্টেমের দিকে নিয়ে যায় যা ক্ষেত্রে ব্যর্থ হয় বা একটি বড়, অতিরিক্ত দামের সমাধান। এই পদক্ষেপগুলি অনুসরণ করুন:
লোড ঘূর্ণন সঁচারক বল গণনা করে শুরু করুন, যার মধ্যে শক্তি বা ওজন সরানো, ঘর্ষণ এবং যেকোন যান্ত্রিক সংক্রমণ (গিয়ারবক্স, বেল্ট, বলস্ক্রু) অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। এছাড়াও লোড জড়তা গণনা করুন — এটি আপনাকে বলে যে লোডকে ত্বরান্বিত করতে মোটরকে কত শক্তি সরবরাহ করতে হবে। একটি সাধারণ শিল্প নির্দেশিকা হল ভাল নিয়ন্ত্রণের স্থিতিশীলতার জন্য লোড-টু-মোটর জড়তা অনুপাত 10:1 এর নিচে এবং উচ্চ-গতিশীল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শভাবে 3:1 বা তার কম।
আপনার গতি চক্রের জন্য একটি গতি বনাম সময় গ্রাফ স্কেচ আউট. প্রয়োজনীয় সর্বোচ্চ গতি, ত্বরণ এবং হ্রাসের সময় এবং ডিউটি সাইকেল (কতক্ষণ মোটর একটানা চলে বনাম বিশ্রাম) লক্ষ্য করুন। এটি প্রয়োজনীয় পিক টর্ক (ত্বরণের সময়) এবং RMS (রুট গড় বর্গক্ষেত্র) টর্ক উভয়ই নির্ধারণ করে, যা অতিরিক্ত উত্তাপ এড়াতে মোটর রেট করা অবিচ্ছিন্ন টর্কের নীচে থাকতে হবে।
একবার আপনি আপনার ঘূর্ণন সঁচারক বল এবং গতির প্রয়োজনীয়তা জেনে গেলে, একটি রেটযুক্ত টর্ক এবং রেট স্পীড সহ একটি মোটর নির্বাচন করুন যা কিছু মার্জিন (সাধারণত 20-30%) সহ আপনার চাহিদাগুলিকে আরামদায়কভাবে কভার করে। এছাড়াও নিশ্চিত করুন যে ফিজিক্যাল ফ্রেমের আকার আপনার মাউন্ট করার জায়গার সাথে খাপ খায় — সার্ভো মোটরগুলি সাধারণত 40 মিমি থেকে 200 মিমি পর্যন্ত বা বড় আকারের ফ্ল্যাঞ্জ আকারে পাওয়া যায়।
সার্ভো ড্রাইভটি মোটরের ভোল্টেজ, কারেন্ট এবং এনকোডার প্রকারের সাথে মিলিত হওয়া আবশ্যক। বেশিরভাগ নির্মাতারা মিলে যাওয়া মোটর-ড্রাইভ সেট বিক্রি করে (যেমন, ইয়াসকাওয়া সিগমা সিরিজ, মিতসুবিশি এমআর-জে সিরিজ, সিমেন্স এস-১এফকে সিরিজ) যা সেটআপকে সহজ করে। ব্র্যান্ডগুলি মিশ্রিত করলে, ভোল্টেজ রেটিং, এনকোডার প্রোটোকল (বর্ধিত, পরম, EnDat, BiSS-C, ইত্যাদি) এবং নিয়ন্ত্রণ ইন্টারফেস (পালস/দিকনির্দেশ, এনালগ ±10V, EtherCAT, PROFINET, ইত্যাদি) জুড়ে সামঞ্জস্যপূর্ণতা সাবধানে যাচাই করুন।
অপারেটিং পরিবেশ পরীক্ষা করুন। যদি মোটরটি কুল্যান্ট, ধুলো বা ওয়াশডাউনের সংস্পর্শে আসে তবে আপনার একটি IP65 বা IP67 রেটযুক্ত মোটর প্রয়োজন। যদি এটি চরম তাপমাত্রায় কাজ করে, তাহলে মোটরের পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা পরিসীমা যাচাই করুন। খাদ্য এবং পানীয় বা ফার্মাসিউটিক্যাল অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, স্টেইনলেস স্টীল শ্যাফ্ট সিল এবং বিশেষ আবরণ প্রয়োজন হতে পারে।
একটি এসি সার্ভো মোটর সঠিকভাবে ইনস্টল করা সঠিকটি বেছে নেওয়ার মতোই গুরুত্বপূর্ণ। মনে রাখতে কয়েকটি মূল পয়েন্ট:
ওয়্যারিং করার পরে, সার্ভো ড্রাইভটি টিউন করা দরকার যাতে নিয়ন্ত্রণ লুপ আপনার নির্দিষ্ট মোটর-লোড সংমিশ্রণের জন্য সঠিকভাবে প্রতিক্রিয়া জানায়। বেশিরভাগ আধুনিক সার্ভো ড্রাইভে একটি অটো-টিউনিং ফাংশন রয়েছে যা একটি পরীক্ষার রুটিনের মাধ্যমে মোটরকে ঘুরিয়ে দেয় এবং স্বয়ংক্রিয়ভাবে সর্বোত্তম লাভের সেটিংস গণনা করে। এটি সাধারণত স্ট্যান্ডার্ড অ্যাপ্লিকেশনের জন্য যথেষ্ট ভাল।
চাহিদাপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য - যেমন উচ্চ-গতির পিক-এন্ড-প্লেস বা নির্ভুল নাকাল - তিনটি প্রধান পিআইডি লাভের ম্যানুয়াল টিউনিং (অবস্থান লাভ, বেগ লাভ এবং অবিচ্ছেদ্য লাভ) প্রয়োজন হতে পারে। লাভ বাড়ানোর ফলে সিস্টেমটি দ্রুত এবং কঠোর সাড়া দেয়, কিন্তু খুব বেশি এবং সিস্টেমটি অস্থির হয়ে ওঠে এবং দোদুল্যমান হয়। লক্ষ্য হল ওভারশুট বা শিকার ছাড়াই দ্রুত প্রতিক্রিয়া অর্জন করা।
বেশিরভাগ ড্রাইভ আপনাকে যান্ত্রিক অনুরণন ফ্রিকোয়েন্সি দমন করার জন্য খাঁজ ফিল্টার সেট করার অনুমতি দেয়, ত্বরণের সময় ট্র্যাকিং নির্ভুলতা উন্নত করতে ফিডফরওয়ার্ড লাভ এবং কম গতিতে অবস্থান ত্রুটি কমাতে ঘর্ষণ ক্ষতিপূরণ। এই সেটিংস সঠিকভাবে টিউন করার জন্য সময় নেওয়া মেশিনের চূড়ান্ত অবস্থান নির্ভুলতা এবং থ্রুপুটে একটি উল্লেখযোগ্য পার্থক্য করতে পারে।
এসি সার্ভো মোটরগুলি সাধারণত খুব নির্ভরযোগ্য কারণ তাদের পরিধান করার জন্য কোনও ব্রাশ বা কমিউটার নেই৷ যাইহোক, কিছু রক্ষণাবেক্ষণ এখনও সময়ের সাথে প্রয়োজন:
মোটর চালানোর সময়, অ্যালার্ম ইতিহাস, এবং যেকোন শারীরিক পরিদর্শনের একটি রক্ষণাবেক্ষণ লগ রাখা অপরিকল্পিত ডাউনটাইম সৃষ্টি করার আগে ব্যর্থতার পূর্বাভাস দেওয়ার দিকে অনেক দূর এগিয়ে যায়৷