作者: 深圳市日弘忠信實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司發(fā)表時(shí)間:2023-06-02 15:15:04瀏覽量:326【小中大】
松下伺服電機(jī)代理—日弘忠信今天給大家講講伺服電機(jī)控制轉(zhuǎn)速的方式有哪幾種?伺服電機(jī)三種不同的控制方式。伺服電機(jī)(servomotor)是指在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī),是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)可使控制速度,位置精度非常準(zhǔn)確,可以將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象。伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速受輸入信號(hào)控制,并能快速反應(yīng)。
在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,用作執(zhí)行元件,且具有機(jī)電時(shí)間常數(shù)小、線性度高、始動(dòng)電壓等特性,可把所收到的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動(dòng)機(jī)兩大類,其主要特點(diǎn)是,當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象,轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。
伺服電機(jī)作為自動(dòng)化工廠的動(dòng)力肌肉,在工控設(shè)計(jì)與維護(hù)當(dāng)中是無法避免的,那么今天就伺服的轉(zhuǎn)速控制與抗干擾措施進(jìn)行一下總結(jié)學(xué)習(xí)。
常用的伺服電機(jī)分很多種,選型也不是一件簡(jiǎn)單的事,每一種伺服都熟練,對(duì)于我們的學(xué)習(xí)是有非常大壓力的,只能采取的措施是,選用自己平時(shí)工作中能遇到最多的型號(hào)來學(xué)習(xí),順便了解市場(chǎng)上使用比較多的幾種型號(hào)品牌。伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速?gòu)囊磺?,一千五,三千不同,我們按使用最多?000RPM交流伺服來代表。
在實(shí)際使用當(dāng)中,選擇了一臺(tái)或者正在使用的一臺(tái)伺服是3000RPM,需要的轉(zhuǎn)速是0-3000變速,那么可以通過哪些手段來改變當(dāng)前伺服轉(zhuǎn)速。
伺服速度的調(diào)整需要看是使用什么方式來控制,以及控制方式的選擇,是使用脈沖控制轉(zhuǎn)速,模擬量控制轉(zhuǎn)速還是直接驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部設(shè)定控制調(diào)整速度,對(duì)應(yīng)的方式也是不一樣的。
對(duì)應(yīng)三種不同的控制方式來總結(jié)一下速度改變:
1 轉(zhuǎn)矩控制,轉(zhuǎn)速是自由的(隨負(fù)載變)
轉(zhuǎn)矩控制是平時(shí)使用比較多的一種控制方式,通過外部模擬量或直接地址賦值來設(shè)定輸出轉(zhuǎn)矩的大小,那么對(duì)應(yīng)的速度我們是不一定的,因?yàn)樵O(shè)備老化摩擦系數(shù)的變化,負(fù)載的變化,都會(huì)影響到速度的輸出,這種使用情況下我們基本不會(huì)需要調(diào)整速度,因?yàn)槭亲詣?dòng)調(diào)節(jié),我們需要的是系統(tǒng)的穩(wěn)定度,持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的轉(zhuǎn)矩穩(wěn)定。
可以通過即時(shí)的改變模擬量的設(shè)定來改變?cè)O(shè)定的力矩大小,也可通過通訊方式改變對(duì)應(yīng)的地址的數(shù)值來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用主要在對(duì)材質(zhì)的受力有嚴(yán)格要求的纏繞和放卷的裝置中,例如繞線裝置或拉光纖設(shè)備,使用伺服的目的是防止纏繞物料的變化改變受力。
2 位置控制,精準(zhǔn)定位,轉(zhuǎn)速與扭矩均可嚴(yán)格控制
位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動(dòng)速度的大小,通過脈沖的個(gè)數(shù)來確定轉(zhuǎn)動(dòng)的角度,也有些伺服可以通過通訊方式直接對(duì)速度和位移進(jìn)行賦值。
位置模式可以對(duì)速度和位置都有很嚴(yán)格的控制,所以一般應(yīng)用于定位裝置。應(yīng)用領(lǐng)域如數(shù)控機(jī)床、印刷機(jī)械等等。
在使用當(dāng)中需要了解PLC或者其他發(fā)送脈沖額定頻率是多少?20KHz,100KHz,200KHz,實(shí)際需要移動(dòng)的距離,對(duì)應(yīng)伺服選定的脈沖當(dāng)量,就可以計(jì)算出伺服移動(dòng)到指定位置的上限運(yùn)行速度和時(shí)間。
伺服上線速度是必須計(jì)算出來的,只有選擇合適的伺服型號(hào)才能滿足現(xiàn)場(chǎng)的使用要求。
伺服上線運(yùn)行速度=指令脈沖額定頻率×伺服上限速度
伺服控制器一般帶有編碼器,并可接收編碼器接收反饋脈沖,在速度環(huán)上設(shè)定編碼器反饋脈沖頻率,
設(shè)定編碼器反饋脈沖頻率=編碼器周反饋脈沖數(shù)×伺服電機(jī)設(shè)定速度(r/s)
又因?yàn)橹噶蠲}沖頻率=編碼器反饋脈沖頻率/電子齒輪比,
所以也可以設(shè)定“指令脈沖頻率”,來設(shè)定伺服電機(jī)速度。
3、速度模式,轉(zhuǎn)矩是自由的(隨負(fù)載變)
通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)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,但必須把電機(jī)的位置信號(hào)或直接負(fù)載的位置信號(hào)給上位反饋以做運(yùn)算用。
速度模式相對(duì)位置模式相對(duì)應(yīng),位置信號(hào)存在誤差,位置模式的信號(hào)由終端負(fù)載檢測(cè)裝置提供,減少中間傳動(dòng)誤差,相對(duì)增加了整個(gè)系統(tǒng)的定位精度。
速度控制模式主要采用的是0-10電壓信號(hào)來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速,模擬量幅值的大小決定了給定速度的大小,正負(fù)決定電機(jī)應(yīng)關(guān)系取決于速度指令增益,在負(fù)載慣量大的場(chǎng)合使用速度模式,需要設(shè)定速度環(huán)增益,讓系統(tǒng)響應(yīng)更迅速。調(diào)整時(shí)需要兼顧設(shè)備的振動(dòng),不能因?yàn)轫憫?yīng)速度而產(chǎn)生系統(tǒng)振動(dòng)。
使用速度控制時(shí),還需注意加減速的設(shè)定,如果沒有閉環(huán)控制時(shí),需要通過零鉗位或比例控制使得電機(jī)完全停止。用上位機(jī)作位置閉環(huán)時(shí),模擬量不能自動(dòng)調(diào)零。
通過控制系統(tǒng)給伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送+/-10V的模擬電壓指令控制速度,其優(yōu)點(diǎn)是伺服響應(yīng)快,但缺點(diǎn)是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)干擾較敏感,調(diào)試稍復(fù)雜。速度控制的應(yīng)用場(chǎng)合相當(dāng)廣:需要快速響座的連續(xù)調(diào)速系統(tǒng);由上位閉環(huán)的定位系統(tǒng);需要多段速度進(jìn)行快速切換的系統(tǒng)。
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