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發(fā)布時間:2020-12-29 07:20  
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南調(diào)機電設(shè)備——伺服驅(qū)動器選型
伺服驅(qū)動器是用來控制伺服電機的,相當于功效,伺服驅(qū)動器屬于伺服系統(tǒng)的一部分,主要用于高精度的定位系統(tǒng)。市場上有各種品牌以及各種各樣的伺服驅(qū)動器,究竟哪一種是適合我們的需求呢,下面帶你進入伺服驅(qū)動器選型。
工具/材料
伺服電機
系統(tǒng)要求
操作方法
1.選擇一款合適的伺服驅(qū)動器需要考慮到各個方面,這主要根據(jù)系統(tǒng)的要求采選擇,在選擇之前,手寫分析一下系統(tǒng)需求,比如尺寸、供電、功率、控制方式等,為選型定下方向。
2.驅(qū)動器支持的地電機類型,一般為直流有刷、正波、梯形波等,還有就是驅(qū)動器的持續(xù)輸出電源要大禹電機額定電流,根據(jù)電機反電動勢,轉(zhuǎn)速考慮驅(qū)動器是否可以勝任。
3.反饋元件,反饋傳感器也是種類繁多,根據(jù)是否要做閉環(huán),選擇反饋傳感器,編碼器,測速電機,旋變等,如果系統(tǒng)中帶有反饋元件,這時候在選擇驅(qū)動器時就要考慮驅(qū)動器是否支持這種反饋,反饋種類,或者是反饋的信號輸出形式。
4.伺服驅(qū)動器有三種控制方法:力矩、速度、位置模式。工作子啊這幾種模式下命令形式也不一樣,力矩和速度模式可通過模式命令控制,位置模式可使用脈沖 方向控制。當然還有總線形式,比如Wthercat等。
5.精度要求,系統(tǒng)的精度有多個影響因素,伺服驅(qū)動器也是其中重要的一環(huán),一般伺服驅(qū)動器分為數(shù)字伺服驅(qū)動器和線性伺服放大器,線性放大器使用于低噪聲、高帶款以及電流過零時無失真的場合。
6供電和使用環(huán)境,供電方面主要是直流和交流供電,有時候還要考慮驅(qū)動器對供電電源的要求,使用環(huán)境,主要是考慮溫度方面的影響,還有就是工況,是否需要防護罩等。
南調(diào)機電設(shè)備——伺服驅(qū)動器與變頻器的對比
目前,在工業(yè)應(yīng)用上來說,速度控制和力矩控制的場合要求不是很高的一般用變頻器,在有嚴格位置控制要求的場合中智能用交流伺服驅(qū)動器來實現(xiàn),還有就是伺服的響應(yīng)速度遠遠大于變頻,有些對速度的精度和響應(yīng)要求高的場合也有用交流伺服驅(qū)動器控制,也就是說,能用變頻控制的運動的場合幾乎都能用交流伺服驅(qū)動器取代。
交流伺服驅(qū)動器作為現(xiàn)代工業(yè)自動化與運動控制的支撐性技術(shù)之一,由于其高速控制精準、調(diào)速范圍廣、動態(tài)特性和,廣泛應(yīng)用于機床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、橡塑設(shè)備、電子半導(dǎo)體、風電/太陽能等新能源以及機器人、自動化生產(chǎn)線等領(lǐng)域。
但是,交流伺服驅(qū)動器發(fā)展了變頻技術(shù),交流伺服驅(qū)動器借鑒并應(yīng)用了變頻的技術(shù),在直流電機的伺服控制的基礎(chǔ)上通過變頻PWM方式模仿直流電機的控制方式來實現(xiàn)的,也就是說交流伺服電機必然有變頻的這一環(huán)節(jié)。與變頻器一樣,也是將工頻交流電先整流成直流電,然后通過可控制門極的各類晶體管(IGBT,IGCT等)通過載波頻率和PWM調(diào)節(jié)逆變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電,波形類似于正余弦的脈動電。
交流伺服驅(qū)動器是否能取代變頻器?終能否取代有2個關(guān)鍵因素,一個是價格,一個是功率。如果未來的某一天伺服在價格上“屈尊”下來,變頻是不是會越發(fā)“落寞”?如果變頻在技術(shù)上的革新突破,是否將出現(xiàn)不再有高低之分,而成為真正的一家人?科技發(fā)展像閃光一樣快快得總是超出我們極限的想象,期待著一個科技飛速進步的未來。

南調(diào)機電設(shè)備——伺服驅(qū)動器的作用
伺服驅(qū)動器是驅(qū)動伺服電機使設(shè)備產(chǎn)生動力而正常運轉(zhuǎn),它的功能細分的話有很多種,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、瞬間掉電快速停機保護功能;
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))都進行了比一般變頻更的控制技術(shù)和算法運算,在功能上也比傳統(tǒng)的變頻強大很多,主要的一點可以進行的位置控制。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。
電機方面:伺服電機的材料、結(jié)構(gòu)和加工工藝要遠遠高于變頻器驅(qū)動的交流電機(一般交流電機或恒力矩、恒功率等各類變頻電機),也就是說當驅(qū)動器輸出電流、電壓、頻率變化很快的電源時,伺服電機就能根據(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遠高于變頻器驅(qū)動的交流電機,電機方面的嚴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)定時為了保護電機做了相應(yīng)的過載設(shè)定。當然即使不設(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!!!
南調(diào)機電設(shè)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(shù)、現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微電子技術(shù)、永磁材料技術(shù)、交流可調(diào)速技術(shù)及控制技術(shù)等支撐技術(shù)的快速發(fā)展,使得永磁交流伺服技術(shù)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(lǐng)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(zhuǎn)矩)、速度、位置控制方式下。系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)速就是同步轉(zhuǎn)速,即其轉(zhuǎn)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(xué)模型的復(fù)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(jié)合位置信息,經(jīng)坐標變化(從a,b,c坐標系轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換到a,b,c坐標系),得到三相電壓指令。控制芯片通過這三相電壓指令,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(yīng)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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。