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發布時間:2021-09-04 03:41  
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南調機電設備——如何判斷伺服電機與伺服驅動器的故障區別?
為了實現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,不穩定
客戶在一些機械上使用伺服電機時,經常會發生噪聲過大,電機帶動負載運轉不穩定等現象,出現此問題時,許多使用者的反應就是伺服電機質量不好,因為有時換成步進電機或是變頻電機來拖動負載,噪聲和不穩定現象卻反而小很多。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,會發現這種結論是完全錯誤的。
交流伺服系統包括:伺服驅動、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系統中運行:驅動器從外部接收參數信息,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動器,驅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。交流伺服系統是一個響應非常高的全閉環系統,負載波動和速度較正之間的時間滯后響應是非常快的,此時,真正限制了系統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、參數不同而產生問題。當然,如果是國產設備,通常不會針對使用情況調整伺服參數,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、電機絲桿是否直聯以及電子齒輪減速比方面事宜。
南調機電設備——伺服驅動器控制交流永磁伺服電機
隨著現代電機技術、現代電力電子技術、微電子技術、永磁材料技術、交流可調速技術及控制技術等支撐技術的快速發展,使得永磁交流伺服技術有著長足的發展。永磁交流伺服系統的性能日漸提高,價格趨于合理,使得永磁交流伺服系統取代直流伺服系統尤其是在高精度、要求的伺服驅動領域成了現代電伺服驅動系統的一個發展趨勢。
伺服驅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動器在驅動交流永磁伺服電機時的數學模型的復雜程度得以大大的降低。從圖4可以看出,系統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節器。電流調節器的輸出經過反向坐標變化(從d,q坐標系轉換到a,b,c坐標系),得到三相電壓指令。控制芯片通過這三相電壓指令,經過反向、后,得到6路pwm波輸出到功率器件,控制電機運行。系統在不同指令輸入方式下,指令和反饋通過相應的控制調節器,得到下一級的參考指令。在電流環中,d,q軸的轉矩電流分量(iq)是速度控制調節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;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的。
南調機電設備——伺服系統的種類
通常根據伺服驅動機的種類來分類,有電氣式、油壓式或電氣—油壓式三種。
伺服系統若按功能來分,則有計量伺服和功率伺服系統;模擬伺服和功率伺服系統;位置伺服和加速度伺服系統等。
電氣式伺服系統根據電氣信號可分為DC直流伺服系統和AC交流伺服系統二大類。AC交流伺服系統又有異步電機伺服系統和同步電機伺服系統兩種。
伺服系統其主要是由上位機、伺服放大器、電機、驅動器、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,從而確保精度。)驅動器是電機的功率電源, 而指令機構是發脈沖或者給速度伺服驅動器的。
伺服控制,即為滿足某種目的,對產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。伺服控制系統則指的是用來地跟隨或復現某個過程的反饋控制系統。
伺服系統,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、驅動部分:接收指令部分的輸出,并驅動執行機構(比如電機)動作的裝置
3、反饋部分:檢測執行結構或者負載狀態的裝置
4、執行機構:接收驅動部分的輸出信號產生轉力矩、位置等狀態
