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关于伺服驱动器的相关知识讲解说明

女孩我等你

我占据你的心了吗?我是你的所有吗?我不见了你会慌张吗?我的出现是你这辈子最大的幸运吗?

何服驱动器是用来控制伺服电动机的一种控制器又称为伺服控制器伺服放大器主要应用于高精度的定位系统何服驱动器一般通过位置速度和转矩三种方式对间服电动机进行控制实现高精度的传动系统定位目前伺服驱动器是传动技术的高端产品伺服驱动器一般采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心可以实现比较复杂的控制算法实现数字化网络化和智能化功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路IPM内部集成了驱动电路同时具有过电压过电流过热欠电压等故障检测保护电路在主回路中还加入软启动电路以减小启动过程对驱动器的冲击功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流得到相应的直流电经过整流好的三相电或市电再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电动机功率驱动单元的整个过程可以简单地说就是AC-DC-AC的过程整流单元(AC-DC主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路1.伺服进给系统的要求(1)调速范围宽定位精度高并且有足够的传动刚性和高的速度稳定性2)快速响应无超调为了保证生产率和加工质量除了要求有较高的定位精度外还要求有良好的快速响应特性即要求跟踪指令信号的响应要快因为数控系统在启动制动时要求加减速度足够大缩短进给系统的过渡过程时间减小轮廓过渡误差低速大转短过载能力强一般来说伺服驱动器具有数分钟甚至30min内1.5倍以上的过载能力在短时间内可以过载4~6倍而不损坏(4)可靠性高要求数控机床的进给驱动系统可靠性高工作稳定性好具有较强的温度湿度振动环境适应能力和很强的抗干扰能力

2.对电动机的要求(1)从最低速到最高速电动机都能平稳运转转矩波动要小尤其在低速如0.1r/min我更低速时仍有平稳速度而无爬行现象(2)电动机应具有大的较长时间的过载能力以满足低速大转矩的要求一般直流伺服电动机要求在数分钟内过载4~6倍而不损坏(3)为了满足快速响应的要求电动机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩并具有尽可能小的时间常数和启动电压(4)电动机应能承受频繁启动制动和反转

3.伺服放大器的三种控制方式(1)转矩控制通过外部模拟量的输入或直接的地址赋值来设定电动机轴对外的输出转矩的大小主要应用于需要严格控制转矩的场合属于电流环控制2)速度控制通过模拟量的输入或脉冲的频率对转动速度的控制属于速度环控制3)位置控制它是伺服中最常用的控制位置控制模式一般是通过外部输入脉冲的频率来确定转动速度的大小通过脉冲数来确定转动角度所以一般应用于定位装置

4.伺服的作用相服能够按照定位指令装置输出的脉冲串对工件进行定位控制同时还具有对伺服电动机锁定的功能当偏差计数器的输出为零时如果有外力使伺服电动机转动由编码器将反债脉冲输入偏差计数器偏差计数器发出速度指令旋转修正电动机使之答上在滞留脉冲为零的位置上该停留于固定位置的功能称为伺服锁定另外伺服还能够进行适合机械负荷的位置环路增益和速度环路增益调整

例如额定转速为3000r/min的电动机在进行速度控制时模拟量信号的速度指令进入速度运算器使电动机M开始运行电动机M运行后使编码器E旋转发出脉冲反馈脉冲反馈经过f/v转化为相应的模拟量进入伺服驱动器在将反馈值与给定值

相比较当偏差为0时电动机以3000r/min的速度进行运行

偏差为0时的运行示意图

当反馈值与给定值相比较后偏差为2V时说明电动机以2400r/min的速度进行运行此时系统将通过电流环输出控制电流使其差值改为零

偏差为2V时的运行示意图

5.脉冲当量与电子齿轮比设置(1)脉冲当量相对于每一脉冲信号的机床运动部件的位移量称为脉冲当量又称作最小设定单位脉冲增量插补是行程标量插补每次插补结束产生一个行程增量以脉冲的方式输图出这种插补算法主要应用在开环数控系统中在插补计

算过程中不断向各坐标轴发出互相协调的进给脉冲驱动电动机运动一个脉冲所产生的坐标轴移动量称为脉冲当量脉冲当量是脉冲分配的基本单位按机床设计的加工精度选定普通精度的机床一般取脉冲当量为0.01mm较精密的机床取0.001mm或0.005mm采用脉冲增量插补算法的数控系统其坐标轴进给速度主要受插补程序运行时间的限制一般为1~3m/min脉冲增量插补主要有逐点比较法数据积分法直线函数法等脉冲当量影响数控机床的加工精度它的值取得越小加工精度越高(2)机械减速比机械减速比(m/n是减速器输入转速与输出转速的比值也等于从动轮齿数与主动轮齿数的比值机械减速比在数控机床上为电动机轴转速与丝杠转速之比(3)电子齿轮与电子齿轮比电子齿轮比就是对伺服接收到上位机的脉冲频率进行放大或者缩小其中一个参数为分子一个为分母如分子大于分母就是放大如分子小于分母就是缩小例如输入频率为100Hz电子齿轮比分子设为1分母设为2那么伺服实际运行速度按照50Hz的脉冲来进行而如果输入频率为100Hz电子齿轮比分子设为2分母设为1那么伺服实际运行速度按照200Hz的脉冲来进行(4)电子齿轮比的应用和设置电子齿轮比可以任意地设置每单位指令脉冲对应的电动机的速度和位移量(脉冲当量)当上位控制器的脉冲发生能力(最高输出频率)不

足以获得所需速度时可以通过电子齿轮功能(指令脉冲倍频)来对指令脉冲进行N倍频编码器分辨率(F)表示伺服电动机轴旋转一圈所需脉冲数先看伺服电动机的铭牌再对照驱动器说明书即可确定编码器的分辨率每转脉冲数(f表示丝杠转动一圈所需脉冲数脉冲当量(p)表示数控系统(上位机)发出一个脉冲时丝杠移动的直线距离或旋转轴转动的度数也是数控系统所能控制的最小距离这个值越小经各种补偿后越容易得到更高的加工精度和表面质量

脉冲当量的设定值决定机床的最大进给速度当进给速度满足要求时可以设定较小的脉冲当量


2020-08-03
驱动器
驱动器
驱动器(driver)从广义上指的是驱动某类设备的驱动硬件。
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