伺服系統的三大工作原理解析

2021-03-03 20:40:29 字數 1480 閱讀 3433

伺服驅動器在工業自動化中扮演者非常重要得覺得,其主要通過數位化交流或直流為電機提供控制,執行所需要的命令。 隨著數位化發展,目前,我們工業上用到的伺服驅動器主要由三種方式實現對電機的控制:速度訊號控制調節、轉規控制訊號調節、位置控制訊號調節。

伺服驅動器關於控制速度的調節是通過脈衝控制的,轉規控制訊號也一樣。我們常見的伺服驅動器都是可以根據客戶需求選擇不同的控制與運動方式。 首先,轉規控制訊號:

轉規控制訊號是通過外部模擬量的輸入或直接的位址的賦值來設定電機軸對外的輸出轉矩的大小,具體表現為例如10v對應5nm的話,當外部模擬量設定為5v時電機軸輸出為2.5nm:如果電機軸負載低於2.

5nm時電機正轉,外部負載等於2.5nm時電機不轉,大於2.5nm時電機反轉(通常在有重力負載情況下產生)。

可以通過即時的改變模擬量的設定來改變設定的力矩大小,也可通過通訊方式改變對應的位址的數值來實現。應用主要在對材質的受力有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中,例如饒線裝置或拉光纖裝置,轉矩的設定要根據纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。

其次,位置控制訊號:位置控制訊號一般是通過外部輸入的脈衝的頻率來確定轉動速度的大小,通過脈衝的個數來確定轉動的角度,也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值。由於位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制,所以一般應用於定位裝置。

應用領域如數控工具機、印刷機械等等。

最後,速度控制訊號:速度控制訊號的輸入或脈衝的頻率都可以進行轉動速度的控制,在有上位控制裝置的外環pid控制時速度模式也可以進行定位,但必須把電機的位置訊號或直接負載的位置訊號給上位反饋以做運算用。位置模式也支援直接負載外環檢測位置訊號,此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉速,位置訊號就由直接的最終負載端的檢測裝置來提供了,這樣的優點在於可以減少中間傳動過程中的誤差,增加了整個系統的定位精度。

伺服的基本概念是準確、精確、快速定位。變頻是伺服控制的乙個必須的內部環節,伺服驅動器中同樣存在變頻(要進行無級調速)。但伺服將電流環速度環或者位置環都閉合進行控制,這是很大的區別。

除此外,伺服電機的構造與普通電機是有區別的,要滿足快速響應和準確定位。現在市面上流通的交流伺服電機多為永磁同步交流伺服,但這種電機受工藝限制,很難做到很大的功率,十幾kw以上的同步伺服**及其昂貴,這樣在現場應用允許的情況下多採用交流非同步伺服,這時很多驅動器就是高階變頻器,帶編碼器反饋閉環控制。所謂伺服就是要滿足準確、精確、快速定位,只要滿足就不存在伺服變頻之爭。

一、兩者的共同點:

交流伺服的技術本身就是借鑑並應用了變頻的技術,在直流電機的伺服控制的基礎上通過變頻的pwm方式模仿直流電機的控制方式來實現的,也就是說交流伺服電機必然有變頻的這一環節:變頻就是將工頻的50、60hz的交流電先整流成直流電,然後通過可控制門極的各類電晶體(igbt,igct等)通重載波頻率和pwm調節逆變為頻率可調的波形類似於正余弦的脈動電,由於頻率可調,所以交流電機的速度就可調了(n=60f/p ,n轉速,f頻率, p極對數)。 無聊是交流伺服控制器,還是直流電機伺服控制器,都可以根據客戶需求完成設定的任務需求。

只不過側重點有所不同。

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