متحكم السرعة هو دارة صُممت لتغيير سرعة محرك إلكتروني أو إيقافه تمامًا. غالبًا ما توجد متحكمات السرعة في المشغلات الخطية الكهربائية ويمكن أن تكون وحدة مستقلة أو جزءًا من المشغل الخطي نفسه. يمكن تنظيم التحكم في سرعة المشغل الخطي من دون التضحية بإجمالي القوة التي يمكن أن يقدّمها المشغل للمهمة المطلوبة. تعمل متحكمات السرعة عبر ضبط الجهد الذي يمر إلى المشغل نفسه. من دون جهد، لن يعمل المشغل الخطي بالكفاءة المتوقعة.
تسمح متحكمات السرعة للمستخدمين بإبطاء المشغلات الخطية المرتبطة بها وحتى إيقافها. غير أنه لا يمكن تسريع المشغلات الخطية فوق أقصى سرعة يمكنها بلوغها. أفضل طريقة للتحكم في السرعة لمشغل هي اعتماد حلقة تحكم بالسرعة تقارن السرعة التي يمكن للمشغل تحقيقها حاليًا بالسرعة المطلوبة.
يُجرى قياس السرعة عبر حساب الفرق بين الموضع الذي سيصل إليه المشغل الخطي والموضع الحالي له. ثم يُقارن ذلك بالسرعة التي يحددها متحكم السرعة.
المشغلات الخطية التي تتحكم بها متحكمات السرعة تقوم باستمرار بفحص سرعتها والتحقق منها لمنع أي أخطاء. أدناه مخطط توصيل يوضح كيفية ربط مشغل خطي بـمفتاح قلّاب ومتحكم السرعة.
كيفية توصيل مشغل خطي بمتحكم سرعة
أدرجنا أيضًا فيديو يتضمن تعليمات حول كيفية توصيل مشغل خطي بـمتحكم سرعة للتيار المستمر (DC). يكون متحكم سرعة DC مفيدًا جدًا للتحكم في سرعة المشغل، خاصة عند استخدام اثنين أو أكثر من المشغلات في الوقت نفسه. سيعادل متحكم سرعة DC السرعة لكلا المحركين الكهربائيين. من المهم تذكر أن المشغلات قد تتأثر سلبًا باستخدام متحكم السرعة. فعلى الرغم من أنه لا يمكن خفض سرعة المشغل الخطي إلا إلى حد أدنى يبلغ 10% من السرعة الكلية للمحرك، فإن تقييد المحرك بهذه الطريقة قد يقلل فاعلية المشغل عند التعامل مع أحمال ثقيلة. عندما تتغير سرعة المشغل، تتأثر حركة المشغل بشكل طبيعي. يمكن تغيير سرعة المشغل في كلا الاتجاهين، لكن ذلك يتطلب معدات خاصة خارج إطار متحكم السرعة.
السرعة المستهدفة هي، كما ذُكر أعلاه، الفرق بين الموضعين الحالي والمستهدف مضروبًا في ما يسمى مُكسب التحكم. إن زيادة هذا المُكسب ستبطئ المشغل بسرعة أكبر عند اقترابه من الهدف. غير أن الزيادة الكبيرة قد تؤدي إلى خطر تجاوز الهدف تمامًا. لإيقاف الحلقة، ستحتاج ببساطة إلى تنفيذ شرط الإنهاء المعروف أيضًا باسم تحكم موضع PID. بمجرد تفعيل ذلك ووصول المشغل إلى هدفه، تنهار حلقة التغذية الراجعة وتتوقف المعدات عن الحركة.
التحكم المتقدّم (Feed Forward)
عندما يتعلق الأمر بالمشغلات الخطية والتحكم في السرعة، يوجد مفهوم يُعرف بالتحكم المتقدّم (Feed-Forward). يعمل هذا المفهوم على افتراض أن المستخدم، بصفته المتحكم، يمكنه إجراء تنبؤات دقيقة حول خرج متحكم السرعة، ومن ثم إجراء التعديلات اللازمة. وتُستخدم حلقة التحكم في السرعة أساسًا لتنظيم سرعة المشغل الإجمالية بحيث تناسب المهمة المعطاة بشكل أفضل. بافتراض ثبات جميع المتغيّرات، سيسمح التحكم المتقدّم للمستخدمين بوضع توقع دقيق لكيفية ترجمة دورة التشغيل للمشغل إلى سرعة استنادًا إلى قيمة المستشعر لكل ثانية. ويمكن استخدام دورة التشغيل هذه، عند حسابها بدقة، للوصول إلى السرعة المستهدفة بدقة مع تجنب الأخطاء في الافتراض. يشمل ذلك خطر تجاوز الهدف تمامًا أو التوقف قبل بلوغه، وبالتالي إلغاء الغرض من وجود المشغل.
أفكار نهائية
يجب إجراء الاختبارات اللازمة لهذه التنبؤات مع الحمولة التي يُتوقع أن يحملها المشغل لضمان نتائج دقيقة. ويجدر التنبيه إلى أن هذا النوع من الحسابات لن ينجح إذا كانت الحمولة المتوقعة للمشغل تتغير بشكل متقلب. ولكي تعمل الحسابات كما ينبغي، على المستخدمين اختبار المشغل مع جميع الحمولات قبل تركيبه.