伺服驱动器工作原理(lǐ)和控制方式

文(wén)章出处:汉德保(HDB MOTOR)電(diàn)机 人气:1921发表时间:2022-04-25

伺服驱动器均采用(yòng)数字信号处理(lǐ)器(DSP)作為(wèi)控制核心,可(kě)以实现比较复杂的控制算法,实现数字化、网络化和智能(néng)化。功率器件普遍采用(yòng)以智能(néng)功率模块(IPM)為(wèi)核心设计的驱动電(diàn)路,IPM内部集成了驱动電(diàn)路,同时具有(yǒu)过電(diàn)压、过電(diàn)流、过热、欠压等故障检测保护電(diàn)路,在主回路中还加入了软启动電(diàn)路,以减小(xiǎo)启动过程对驱动器的冲击。

          首先功率驱动单元通过三相全桥整流電(diàn)路对输入的三相電(diàn)或者市電(diàn)进行整流,得到相应的直流電(diàn)。经过整流好的三相電(diàn)或市電(diàn),再通过三相正弦PWM電(diàn)压型逆变器变频来驱动交流伺服電(diàn)机。功率驱动单元的整个过程可(kě)以简单的说就是AC-DC-AC的过程,整流单元(AC-DC)主要的拓扑電(diàn)路是三相全桥不控整流電(diàn)路。

一般伺服都有(yǒu)三种控制方式:位置控制方式、转矩控制方式、速度控制方式。

1、位置控制:位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小(xiǎo),通过脉冲的个数来确定转动的角度,也有(yǒu)些伺服可(kě)以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值,由于位置模式可(kě)以对速度和位置都有(yǒu)很(hěn)严格的控制,所以一般应用(yòng)于定位装置。

2、转矩控制:转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定電(diàn)机轴对外的输出转矩的大小(xiǎo),可(kě)以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小(xiǎo),也可(kě)通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。

应用(yòng)主要在对材质的手里有(yǒu)严格要求的缠绕和放卷的装置中,例如绕線(xiàn)装置或拉光纤设备,转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。

3、速度模式:通过模拟量的输入或脉冲的频率都可(kě)以进行转动速度的控制,在有(yǒu)上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可(kě)以进行定位,但必须把電(diàn)机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用(yòng)。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号,此时的電(diàn)机轴端的编码器只检测電(diàn)机转速,位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了,这样的优点在于可(kě)以减少中间传动过程中的误差,增加了整个系统的定位精度。

如果对電(diàn)机的速度、位置都没有(yǒu)要求,只要输出一个恒转矩,当然是用(yòng)转矩模式。

如果对位置和速度有(yǒu)一定的精度要求,而对实时转矩不是很(hěn)关心,用(yòng)转矩模式不太方便,用(yòng)速度或位置模式比较好。

如果上位控制器有(yǒu)比较好的闭环控制功能(néng),用(yòng)速度控制效果会好一点,如果本身要求不是很(hěn)高,或者基本没有(yǒu)实时性的要求,采用(yòng)位置控制方式。


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