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南調(diào)機(jī)電為你介紹下伺服電機(jī)
伺服驅(qū)動器(servo drives)又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”,是用來控制伺服電機(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)。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服電機(jī)進(jìn)行控制,實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位,是傳動技術(shù)的產(chǎn)品。
伺服驅(qū)動器是現(xiàn)代運(yùn)動控制的重要組成部分,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人及數(shù)控加工中心等自動化設(shè)備中。尤其是應(yīng)用于控制交流永磁同步電機(jī)的伺服驅(qū)動器已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點。當(dāng)前交流伺服驅(qū)動器設(shè)計中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環(huán)控制算法。該算法中速度閉環(huán)設(shè)計合理與否,對于整個伺服控制系統(tǒng),特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用。
南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服驅(qū)動器是怎樣來驅(qū)動伺服電機(jī)?
伺服驅(qū)動器又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”,工作原理是用來控制伺服電機(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)。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服電機(jī)進(jìn)行控制,實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位,目前是傳動技術(shù)的產(chǎn)品。
不是簡單放大,PLC輸出的只是方波,而驅(qū)動器輸出的是正弦波??梢岳斫獬蒔LC的脈沖是伺服驅(qū)動器的工作指令,好比領(lǐng)導(dǎo)的工作指示,伺服驅(qū)動器是給領(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腦筋的。伺服驅(qū)動器,可以理解成一個能滿足伺服電機(jī)工作的交流電源,它驅(qū)動伺服電機(jī)時候,并不是直接把PLC的脈沖簡單放大而是理解這些脈沖是做什么的,然后通過PWM方式模擬輸出正弦波來控制伺服電機(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,這個方波的個數(shù),可以理解成“步距”,就是一個脈沖下來,伺服電機(jī)要走“一步”(就是轉(zhuǎn)動多少角度),所以脈沖方波個數(shù)越多,伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動的角度就對于越多,所以伺服驅(qū)動器就要輸出能讓伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動多少角度的波形了,但是伺服電機(jī)無步進(jìn)電機(jī)那樣來靠電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單完成了,它需要有個位置環(huán)來做閉環(huán),也就是靠編碼器的脈沖測量當(dāng)前的電機(jī)轉(zhuǎn)角變化了多少,然后再通過PID來調(diào)整輸出電壓和輸出頻率了。
也就是伺服驅(qū)動器要把接受到的PLC脈沖和電機(jī)反饋回來的編碼器脈沖來比較(可以簡單理解成相減),然后經(jīng)過PID計算后輸出一個值,再給到所謂速度環(huán)和電流環(huán),再計算,后通過PWM手段來控制IGBT模塊,輸出一定方波來模擬正弦波控制伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速來滿足它要轉(zhuǎn)動到什么角度位置。從底層的角度來看,伺服驅(qū)動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)動器的作用
伺服驅(qū)動器是驅(qū)動伺服電機(jī)使設(shè)備產(chǎn)生動力而正常運(yùn)轉(zhuǎn),它的功能細(xì)分的話有很多種,而隨著品牌的不同功能性也不盡相同。類似科峰 自 動化的伺服電機(jī)功能相對較多,盤點一下大致有以下幾個方面:
1、參數(shù)分組化設(shè)置、控制模式再線任意切換;
2、控制電源交流輸入、可設(shè)置的寬電壓輸入;
3、瞬間掉電快速停機(jī)保護(hù)功能;
4、再生制動、動態(tài)制動功能;
5、系統(tǒng)電壓監(jiān)控,低壓警告功能;
6、調(diào)試軟件支持參數(shù)管理、監(jiān)控、示波器功能。
驅(qū)動器方面:伺服驅(qū)動器在發(fā)展了變頻技術(shù)的前提下,在驅(qū)動器內(nèi)部的電流環(huán),速度環(huán)和位置環(huán)(變頻器沒有該環(huán))都進(jìn)行了比一般變頻更的控制技術(shù)和算法運(yùn)算,在功能上也比傳統(tǒng)的變頻強(qiáng)大很多,主要的一點可以進(jìn)行的位置控制。通過上位控制器發(fā)送的脈沖序列來控制速度和位置(當(dāng)然也有些伺服內(nèi)部集成了控制單元或通過總線通訊的方式直接將位置和速度等參數(shù)設(shè)定在驅(qū)動器里),驅(qū)動器內(nèi)部的算法和更快更的計算以及性能更優(yōu)良的電子器件使之更優(yōu)越于變頻器。
電機(jī)方面:伺服電機(jī)的材料、結(jié)構(gòu)和加工工藝要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器驅(qū)動的交流電機(jī)(一般交流電機(jī)或恒力矩、恒功率等各類變頻電機(jī)),也就是說當(dāng)驅(qū)動器輸出電流、電壓、頻率變化很快的電源時,伺服電機(jī)就能根據(jù)電源變化產(chǎn)生響應(yīng)的動作變化,響應(yīng)特性和抗過載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于變頻器驅(qū)動的交流電機(jī),電機(jī)方面的嚴(yán)重差異也是兩者性能不同的根本。就是說不是變頻器輸出不了變化那么快的電源信號,而是電機(jī)本身就反應(yīng)不了,所以在變頻的內(nèi)部算法設(shè)定時為了保護(hù)電機(jī)做了相應(yīng)的過載設(shè)定。當(dāng)然即使不設(shè)定變頻器的輸出能力還是有限的,有些性能優(yōu)良的變頻器就可以直接驅(qū)動伺服電機(jī)?。?!