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南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服驅(qū)動(dòng)器是怎樣來(lái)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)?
伺服驅(qū)動(dòng)器又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”,工作原理是用來(lái)控制伺服電機(jī)的一種控制器,其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá),屬于伺服系統(tǒng)的一部分,主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位,目前是傳動(dòng)技術(shù)的產(chǎn)品。
不是簡(jiǎn)單放大,PLC輸出的只是方波,而驅(qū)動(dòng)器輸出的是正弦波。可以理解成PLC的脈沖是伺服驅(qū)動(dòng)器的工作指令,好比領(lǐng)導(dǎo)的工作指示,伺服驅(qū)動(dòng)器是給領(lǐng)導(dǎo)干活的干事,領(lǐng)導(dǎo)要求干事的這么干,干事的具體如何做還是要自己動(dòng)腦筋的。伺服驅(qū)動(dòng)器,可以理解成一個(gè)能滿足伺服電機(jī)工作的交流電源,它驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)時(shí)候,并不是直接把PLC的脈沖簡(jiǎn)單放大而是理解這些脈沖是做什么的,然后通過(guò)PWM方式模擬輸出正弦波來(lái)控制伺服電機(jī)工作。
一般PLC發(fā)脈沖,是PLS脈沖,就是脈寬和間隔是固定的方波,這個(gè)方波的個(gè)數(shù),可以理解成“步距”,就是一個(gè)脈沖下來(lái),伺服電機(jī)要走“一步”(就是轉(zhuǎn)動(dòng)多少角度),所以脈沖方波個(gè)數(shù)越多,伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度就對(duì)于越多,所以伺服驅(qū)動(dòng)器就要輸出能讓伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)多少角度的波形了,但是伺服電機(jī)無(wú)步進(jìn)電機(jī)那樣來(lái)靠電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單完成了,它需要有個(gè)位置環(huán)來(lái)做閉環(huán),也就是靠編碼器的脈沖測(cè)量當(dāng)前的電機(jī)轉(zhuǎn)角變化了多少,然后再通過(guò)PID來(lái)調(diào)整輸出電壓和輸出頻率了。
也就是伺服驅(qū)動(dòng)器要把接受到的PLC脈沖和電機(jī)反饋回來(lái)的編碼器脈沖來(lái)比較(可以簡(jiǎn)單理解成相減),然后經(jīng)過(guò)PID計(jì)算后輸出一個(gè)值,再給到所謂速度環(huán)和電流環(huán),再計(jì)算,后通過(guò)PWM手段來(lái)控制IGBT模塊,輸出一定方波來(lái)模擬正弦波控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速來(lái)滿足它要轉(zhuǎn)動(dòng)到什么角度位置。從底層的角度來(lái)看,伺服驅(qū)動(dòng)器的控制和矢量變頻器的控制是差不多的。
南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服驅(qū)動(dòng)器的控制方法
隨著智能化的發(fā)展要求,現(xiàn)在在機(jī)器人控制系統(tǒng)中,伺服電機(jī)扮演者重要角色,可以說(shuō)機(jī)器人所需要的力、力矩等都有伺服電機(jī)提供,以保證其準(zhǔn)確、快速的完成動(dòng)作。
伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要由伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、控制器組成,伺服電機(jī)自帶編碼器
在我們工控中對(duì)于要求精度較高的場(chǎng)合需要使用伺服電機(jī),與其說(shuō)是伺服電機(jī)不如說(shuō)它是一套伺服系統(tǒng)。伺服電機(jī)的工作原理在網(wǎng)上基本都可以查到,脈沖控制、精度定位、性能超越等優(yōu)點(diǎn)。今天我們就簡(jiǎn)單介紹下工控中伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的接線。
驅(qū)動(dòng)器主要有控制回路電源、主控制回路電源、伺服輸出電源、控制器輸入CN1、編碼器接口CN2、連接起CN3。控制回路電源是單相AC電源,輸入電源可單相、三相,但是必須是220v,就是說(shuō)三相輸入時(shí),咱們的三相電源必須經(jīng)過(guò)變壓器變壓才能接,對(duì)于功率較小的驅(qū)動(dòng)器,可單相直接驅(qū)動(dòng),單相接法必須接R、S端子。伺服電機(jī)輸出U、V、W切記千萬(wàn)不能與主電路電源連接,有可能燒毀驅(qū)動(dòng)器。CN1端口主要用于上位機(jī)控制器的連接,提供輸入、輸出、編碼器ABZ三相輸出、各種監(jiān)控信號(hào)的模擬量輸出。
南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服的三個(gè)環(huán)控制
伺服電機(jī)一般為三個(gè)環(huán)控制,所謂三環(huán)就是3個(gè)閉環(huán)負(fù)反饋PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)。內(nèi)的PID環(huán)就是電流環(huán),此環(huán)完全在伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部進(jìn)行,通過(guò)霍爾裝置檢測(cè)驅(qū)動(dòng)器給電機(jī)的各相的輸出電流,負(fù)反饋給電流的設(shè)定進(jìn)行PID調(diào)節(jié),從而達(dá)到輸出電流盡量接近等于設(shè)定電流,電流環(huán)就是控制電機(jī)轉(zhuǎn)矩的,所以在轉(zhuǎn)矩模式下驅(qū)動(dòng)器的運(yùn)算,動(dòng)態(tài)響應(yīng)快。
第2環(huán)是速度環(huán),通過(guò)檢測(cè)的電機(jī)編碼器的信號(hào)來(lái)進(jìn)行負(fù)反饋PID調(diào)節(jié),它的環(huán)內(nèi)PID輸出直接就是電流環(huán)的設(shè)定,所以速度環(huán)控制時(shí)就包含了速度環(huán)和電流環(huán),換句話說(shuō)任何模式都必須使用電流環(huán),電流環(huán)是控制的根本,在速度和位置控制的同時(shí)系統(tǒng)實(shí)際也在進(jìn)行電流(轉(zhuǎn)矩)的控制以達(dá)到對(duì)速度和位置的相應(yīng)控制。
第3環(huán)是位置環(huán),它是外環(huán),可以在驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)編碼器間構(gòu)建也可以在外部控制器和電機(jī)編碼器或終負(fù)載間構(gòu)建,要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)定。由于位置控制環(huán)內(nèi)部輸出就是速度環(huán)的設(shè)定,位置控制模式下系統(tǒng)進(jìn)行了所有3個(gè)環(huán)的運(yùn)算,此時(shí)的系統(tǒng)運(yùn)算量,動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度也慢。
南調(diào)機(jī)電設(shè)備——力士樂(lè)伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)錯(cuò)誤維修
力士樂(lè)伺服器常見(jiàn)故障:無(wú)顯示、缺相、過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)熱、過(guò)載、接地、參數(shù)錯(cuò)誤、有顯示無(wú)輸出、模塊損壞、報(bào)錯(cuò)等;
TDM系列故障:BS燈亮(無(wú)顯示屏系列),TS燈亮等
TDA系列故障(有液晶屏的)工作一會(huì)紅燈亮,液晶屏無(wú)顯示,報(bào)FEEDBACK,報(bào)MOTORVERTEMPERATURE等
DDS系列故障(數(shù)碼管顯示報(bào)警),無(wú)顯示,顯示60,顯示61等故障,
DKC系列故障:電機(jī)抖動(dòng),報(bào)F026,F(xiàn)229,F262,F860,C212等,
DKS系列故障:顯示61,無(wú)顯示,H1燈不亮,顯示25,顯示67等
RAC系列故障:報(bào)FEEDBACK,NO24V,PHASE,S-CIRCUIT等
HCS系列故障:報(bào)F2077,F8069,F(xiàn)8070等
TDV系列故障:H1B燈不亮,H2B燈不亮,H1A燈不亮等等
HVE系列故障:無(wú)顯示,顯示82,顯示25等:指示燈不亮,紅燈亮
BOSCH DM系列故障:顯示30,顯示20,顯示60等
REXROTH力士樂(lè)伺服驅(qū)動(dòng)器維修系列:、、DKC系列、DDS系列、DKS系列;TVD系列、TDA系列、TDM系列;IndraDrive c 緊湊式驅(qū)動(dòng)器 HCS01/2/3系列 ;IndraDrive M 模塊式逆變器 HMS01 HMD01等。