伺服驅動(dòng)器是用來(lái)控制伺服電機的一種控制器,其作用類(lèi)似于變頻器作用于普通交流馬達,屬于伺服系統的一部分,主要應用于高精度的定位系統。
伺服驅動(dòng)器是現代運動(dòng)控制的重要組成部分,被廣泛應用于工業(yè)機器人及數控加工*心等自動(dòng)化設備*。
一般伺服都有三種控制方式:位置控制方式、轉矩控制方式、速度控制方式。
1、位置控制
位置控制模式一般是通過(guò)外部輸入的脈沖的頻率來(lái)確定轉動(dòng)速度的大小,通過(guò)脈沖的個(gè)數來(lái)確定轉動(dòng)的角度,也有些伺服可以通過(guò)通訊方式直接對速度和位移進(jìn)行賦值,由于位置模式可以對速度和位置都有很?chē)栏竦目刂疲砸话銘糜诙ㄎ谎b置。
2、轉矩控制
轉矩控制方式是通過(guò)外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來(lái)設定電機軸對外的輸出轉矩的大小,可以通過(guò)即時(shí)的改變模擬量的設定來(lái)改變設定的力矩大小,也可通過(guò)通訊方式改變對應的地址的數值來(lái)實(shí)現。
應用主要在對材質(zhì)的手里有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置*,例如繞線(xiàn)裝置或拉光纖設備,轉矩的設定要根據纏繞的半徑的變化隨時(shí)更改以確保材質(zhì)的受力不會(huì )隨著(zhù)纏繞半徑的變化而改變。
3、速度模式
通過(guò)模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉動(dòng)速度的控制,在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時(shí)速度模式也可以進(jìn)行定位,但*須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反饋以做運算用。位置模式也支持直接負載外環(huán)檢測位置信號,此時(shí)的電機軸端的編碼器只檢測電機轉速,位置信號就由直接的*終負載端的檢測裝置來(lái)提供了,這樣的優(yōu)點(diǎn)在于可以減少*間傳動(dòng)過(guò)程*的誤差,增加了整個(gè)系統的定位精度。
如果對電機的速度、位置都沒(méi)有要求,只要輸出一個(gè)恒轉矩,當然是用轉矩模式。
如果對位置和速度有一定的精度要求,而對實(shí)時(shí)轉矩不是很關(guān)心,用轉矩模式不太方便,用速度或位置模式比較好。
如果上位控制器有比較好的閉環(huán)控制功能,用速度控制效果會(huì )好一點(diǎn),如果本身要求不是很高,或者基本沒(méi)有實(shí)時(shí)性的要求,采用位置控制方式。
伺服驅動(dòng)器(servo drives)又稱(chēng)為“伺服控制器”、“伺服放大器”,是用來(lái)控制伺服電機的一種控制器,其作用類(lèi)似于變頻器作用于普通交流馬達,屬于伺服系統的一部分,主要應用于高精度的定位系統。一般是通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對伺服電機進(jìn)行控制,實(shí)現高精度的傳動(dòng)系統定位,目前是傳動(dòng)技術(shù)的**產(chǎn)品。
伺服驅動(dòng)器是現代運動(dòng)控制的重要組成部分,被廣泛應用于工業(yè)機器人及數控加工*心等自動(dòng)化設備*。尤其是應用于控制交流永磁同步電機的伺服驅動(dòng)器已經(jīng)成為國內外研究熱點(diǎn)。當前交流伺服驅動(dòng)器設計*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*速度閉環(huán)設計合理與否,對于整個(gè)伺服控制系統,特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用。
在伺服驅動(dòng)器速度閉環(huán)*,電機轉子實(shí)時(shí)速度測量精度對于*善速度環(huán)的轉速控制動(dòng)靜態(tài)特性至關(guān)重要。為尋求測量精度與系統成本的平衡,一般采用增量式光電編碼器作為測速傳感器,與其對應的常用測速方法為M/T測速法。M/T測速法雖然具有一定的測量精度和較寬的測量范圍,但這種方法有其固有的缺陷,主要包括:
1、測速周期內*須檢測到至少一個(gè)完整的碼盤(pán)脈沖,限制了*低可測轉速;
2、用于測速的2個(gè)控制系統定時(shí)器開(kāi)關(guān)難以嚴格保持同步,在速度變化較大的測量場(chǎng)合*無(wú)法保證測速精度。因此應用該測速法的傳統速度環(huán)設計方案難以提高伺服驅動(dòng)器速度跟隨與控制性能
目前主流的伺服驅動(dòng)器均采用數字信號處理器(DSP)作為控制核心,可以實(shí)現比較復雜的控制算法,實(shí)現數字化、網(wǎng)絡(luò )化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊(IPM)為核心設計的驅動(dòng)電路,IPM內部集成了驅動(dòng)電路,同時(shí)具有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)熱、欠壓等故障檢測保護電路,在主回路*還加入軟啟動(dòng)電路,以減小啟動(dòng)過(guò)程對驅動(dòng)器的沖擊。功率驅動(dòng)單元*先通過(guò)三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流,得到相應的直流電。經(jīng)過(guò)整流好的三相電或市電,再通過(guò)三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來(lái)驅動(dòng)三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅動(dòng)單元的整個(gè)過(guò)程可以簡(jiǎn)單的說(shuō)就是AC-DC-AC的過(guò)程。整流單元(AC-DC)主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路。
隨著(zhù)伺服系統的大規模應用,伺服驅動(dòng)器使用、伺服驅動(dòng)器調試、伺服驅動(dòng)器維修都是伺服驅動(dòng)器在當今比較重要的技術(shù)課題,越來(lái)越多工控技術(shù)服務(wù)商對伺服驅動(dòng)器進(jìn)行了技術(shù)深層次研究。
伺服驅動(dòng)器是現代運動(dòng)控制的重要組成部分,被廣泛應用于工業(yè)機器人及數控加工*心等自動(dòng)化設備*。尤其是應用于控制交流永磁同步電機的伺服驅動(dòng)器已經(jīng)成為國內外研究熱點(diǎn)。當前交流伺服驅動(dòng)器設計*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*速度閉環(huán)設計合理與否,對于整個(gè)伺服控制系統,特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用。