南調(diào)機電設備——如何判斷伺服電機與伺服驅(qū)動器的故障區(qū)別？

為了實現(xiàn)伺服電機的更好性能，就必須對伺服電機的一些使用特點有所了解。本文將淺析伺服電機在使用中的常見問題。

噪聲，不穩(wěn)定

　　客戶在一些機械上使用伺服電機時，經(jīng)常會發(fā)生噪聲過大，電機帶動負載運轉不穩(wěn)定等現(xiàn)象，出現(xiàn)此問題時，許多使用者的反應就是伺服電機質(zhì)量不好，因為有時換成步進電機或是變頻電機來拖動負載，噪聲和不穩(wěn)定現(xiàn)象卻反而小很多。表面上看，確實是伺服電機的原故，但我們仔細分析伺服電機的工作原理后，會發(fā)現(xiàn)這種結論是完全錯誤的。

　　交流伺服系統(tǒng)包括：伺服驅(qū)動、伺服電機和一個反饋傳感器（一般伺服電機自帶光學偏碼器）。所有這些部件都在一個控制閉環(huán)系統(tǒng)中運行：驅(qū)動器從外部接收參數(shù)信息，然后將一定電流輸送給電機，通過電機轉換成扭矩帶動負載，負載根據(jù)它自己的特性進行動作或加減速，傳感器測量負載的位置，使驅(qū)動裝置對設定信息值和實際位置值進行比較，然后通過改變電機電流使實際位置值和設定信息值保持一致，當負載突然變化引起速度變化時，偏碼器獲知這種速度變化后會馬上反應給伺服驅(qū)動器，驅(qū)動器又通過改變提供給伺服電機的電流值來滿足負載的變化，并重新返回到設定的速度。交流伺服系統(tǒng)是一個響應非常高的全閉環(huán)系統(tǒng)，負載波動和速度較正之間的時間滯后響應是非?？斓?，此時，真正限制了系統(tǒng)響應效果的是機械連接裝置的傳遞時間。

注意：X軸與Z軸互換，即使型號相同，進口設備也可能因為負載不同、參數(shù)不同而產(chǎn)生問題。當然，如果是國產(chǎn)設備，通常不會針對使用情況調(diào)整伺服參數(shù)，一般不會有問題。但應注意X軸與Z軸電機功率轉矩是否相同、電機絲桿是否直聯(lián)以及電子齒輪減速比方面事宜。

南調(diào)機電設備——伺服驅(qū)動器控制交流永磁伺服電機

隨著現(xiàn)代電機技術、現(xiàn)代電力電子技術、微電子技術、永磁材料技術、交流可調(diào)速技術及控制技術等支撐技術的快速發(fā)展，使得永磁交流伺服技術有著長足的發(fā)展。永磁交流伺服系統(tǒng)的性能日漸提高，價格趨于合理，使得永磁交流伺服系統(tǒng)取代直流伺服系統(tǒng)尤其是在高精度、要求的伺服驅(qū)動領域成了現(xiàn)代電伺服驅(qū)動系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。

伺服驅(qū)動器在控制交流永磁伺服電機時，可分別工作在電流（轉矩）、速度、位置控制方式下。系統(tǒng)的控制結構框圖如圖4所示由于交流永磁伺服電機（pmsm）采用的是磁鐵勵磁，其磁場可以視為是恒定；同時交流永磁伺服電機的電機轉速就是同步轉速，即其轉差為零。這些條件使得交流伺服驅(qū)動器在驅(qū)動交流永磁伺服電機時的數(shù)學模型的復雜程度得以大大的降低。從圖4可以看出，系統(tǒng)是基于測量電機的兩相電流反饋（ia、ib）和電機位置。將測得的相電流（ia、ib）結合位置信息，經(jīng)坐標變化（從a，b，c坐標系轉換到轉子d，q坐標系），得到id、iq分量，分別進入各自得電流調(diào)節(jié)器。電流調(diào)節(jié)器的輸出經(jīng)過反向坐標變化（從d，q坐標系轉換到a，b，c坐標系），得到三相電壓指令?？刂菩酒ㄟ^這三相電壓指令，經(jīng)過反向、后，得到6路pwm波輸出到功率器件，控制電機運行。系統(tǒng)在不同指令輸入方式下，指令和反饋通過相應的控制調(diào)節(jié)器，得到下一級的參考指令。在電流環(huán)中，d，q軸的轉矩電流分量（iq）是速度控制調(diào)節(jié)器的輸出或外部給定。而一般情況下，磁通分量為零（id=0），但是當速度大于限定值時，可以通過弱磁（id《0），得到更高的速度值。

從a，b，c坐標系轉換到d，q坐標系有克拉克（clarke）和帕克（park）變換來是實現(xiàn)；從d，q坐標系轉換到a，b，c坐標系是有克拉克和帕克的逆變換來是實現(xiàn)的。

南調(diào)機電設備——伺服系統(tǒng)的種類

     通常根據(jù)伺服驅(qū)動機的種類來分類，有電氣式、油壓式或電氣—油壓式三種。

伺服系統(tǒng)若按功能來分，則有計量伺服和功率伺服系統(tǒng)；模擬伺服和功率伺服系統(tǒng)；位置伺服和加速度伺服系統(tǒng)等。

    電氣式伺服系統(tǒng)根據(jù)電氣信號可分為DC直流伺服系統(tǒng)和AC交流伺服系統(tǒng)二大類。AC交流伺服系統(tǒng)又有異步電機伺服系統(tǒng)和同步電機伺服系統(tǒng)兩種。

    伺服系統(tǒng)其主要是由上位機、伺服放大器、電機、驅(qū)動器、指令機構等部分構成。 上位機：給伺服指令。伺服放大器：接收并處理上位機的指令， 控制電機轉動角度和速度。伺服電機是執(zhí)行機構， (伺服電機自帶的編碼器把電機旋轉的角度和速度反饋給伺服放大器， 構成閉環(huán)，從而確保精度。)驅(qū)動器是電機的功率電源， 而指令機構是發(fā)脈沖或者給速度伺服驅(qū)動器的。

伺服控制，即為滿足某種目的，對產(chǎn)生的運動和對物體的運動進行控制的人類活動。所謂伺服控制指對物體運動的位置、速度及加速度等變化量的有效控制。這種控制已在各領域得到普及。伺服控制系統(tǒng)則指的是用來地跟隨或復現(xiàn)某個過程的反饋控制系統(tǒng)。

伺服系統(tǒng)，大致上可分為下列幾項：

1、指令部分：動作指令信號的輸出裝置

2、驅(qū)動部分：接收指令部分的輸出，并驅(qū)動執(zhí)行機構(比如電機)動作的裝置

3、反饋部分：檢測執(zhí)行結構或者負載狀態(tài)的裝置

4、執(zhí)行機構：接收驅(qū)動部分的輸出信號產(chǎn)生轉力矩、位置等狀態(tài)