伺服驅(qū)動(dòng)器控制器

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2021-10-26

無(wú)刷直流電機(jī)(BLDC:Brushless Direct Current Motor),也被稱為電子換向電機(jī)(ECM或EC電機(jī))或同步直流電機(jī),是一種使用直流電(DC)電源的同步電機(jī)。無(wú)刷直流電機(jī)實(shí)質(zhì)上為采用直流電源輸入,并用逆變器變?yōu)槿嘟涣麟娫?,帶位置反饋的,永磁同步電機(jī)。

電機(jī)有各式各樣的種類,而無(wú)刷直流電機(jī)是當(dāng)今理想的調(diào)速電機(jī)。它集直流電機(jī)與交流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)于一身,既有直流電機(jī)良好的調(diào)整性能,又有交流電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)換向火花、運(yùn)行可靠和易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。因而備受市場(chǎng)歡迎,廣泛應(yīng)用于汽車、家電、工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域中。 由于交流伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部有許多保護(hù)功能,且電機(jī)無(wú)電刷和換向器,因此工作可靠維護(hù)和保養(yǎng)工作量也相對(duì)較小。伺服驅(qū)動(dòng)器控制器

隨著伺服系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用,伺服驅(qū)動(dòng)器使用、伺服驅(qū)動(dòng)器調(diào)試、伺服驅(qū)動(dòng)器維修都是伺服驅(qū)動(dòng)器在當(dāng)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(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了技術(shù)深層次研究。

伺服驅(qū)動(dòng)器是現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)控制的重要組成部分,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人及數(shù)控加工中心等自動(dòng)化設(shè)備中。尤其是應(yīng)用于控制交流永磁同步電機(jī)的伺服驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。當(dāng)前交流伺服驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)中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。該算法中速度閉環(huán)設(shè)計(jì)合理與否,對(duì)于整個(gè)伺服控制系統(tǒng),特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用。 a5伺服驅(qū)動(dòng)器伺服驅(qū)動(dòng)器的選型不只有功率一個(gè)參數(shù),還有低慣量和高慣量。低慣量一般轉(zhuǎn)矩低、轉(zhuǎn)速高,運(yùn)動(dòng)頻繁的控制。

直流有刷電機(jī)通常和減速箱、譯碼器一起使用,使的電機(jī)的輸出功率更大,控制精度更高,控制精度可以達(dá)到0.01毫米,幾乎可以讓運(yùn)動(dòng)部件停在任何想要的地方。所有精密機(jī)床都是采用直流電機(jī)控制精度。無(wú)刷電機(jī)由于在啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)不平穩(wěn),所以運(yùn)動(dòng)部件每次都會(huì)停到不同的位置上,必須通過(guò)定位銷或限位器才可以停在想要的位置上。5、直流有刷電機(jī)使用成本低,維修方便。由于直流有刷電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)成本低,生產(chǎn)廠家多,技術(shù)比較成熟,所以應(yīng)用也比較多,比如工廠、加工機(jī)床、精密儀器等,如果電機(jī)故障,只需更換碳刷即可,每個(gè)碳刷只需要幾元,非常便宜。無(wú)刷電機(jī)技術(shù)不成熟,價(jià)格較高,應(yīng)用范圍有限,主要應(yīng)在恒速設(shè)備上,比如變頻空調(diào)、冰箱等,無(wú)刷電機(jī)損壞只能更換。

伺服驅(qū)動(dòng)器均采用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)作為控制重心,可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法,實(shí)現(xiàn)數(shù)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**設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路,IPM內(nèi)部集成了驅(qū)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(cè)保護(hù)電路,在主回路中還加入了軟啟動(dòng)電路,以減小啟動(dòng)過(guò)程對(duì)驅(qū)動(dòng)器的沖擊。

首先功率驅(qū)動(dòng)單元通過(guò)三相全橋整流電路對(duì)輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流,得到相應(yīng)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(qū)動(dòng)交流伺服電機(jī)。功率驅(qū)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?fù)潆娐肥侨嗳珮虿豢卣麟娐贰?電機(jī)的轉(zhuǎn)速可以精確跟隨輸入頻率的變化而變化,在轉(zhuǎn)速大幅度變化時(shí)轉(zhuǎn)矩卻恒定。

上位機(jī)的指令脈沖輸入(和內(nèi)部脈沖量給定)與來(lái)自編碼器的位置反饋脈沖,通過(guò)位置比較環(huán)的計(jì)算獲得位置偏差信號(hào),位置偏差信號(hào)經(jīng)過(guò)位置控制器的處理(通常為P比例調(diào)節(jié),在特殊情況下,也有選擇PI比例積分調(diào)節(jié))。生成速度環(huán)的速度給定指令信號(hào),在通過(guò)速度控制數(shù)和電流控制器去控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

位置偏差量在轉(zhuǎn)速換成速度給定指令過(guò)程中,其速度給定指令的大小由位置比例增益參數(shù)Kp來(lái)規(guī)定,因此,Kp參數(shù)設(shè)置越大,控制反應(yīng)越迅速,成為剛性比較硬,反之,剛性比較軟(即反應(yīng)慢)。脈沖偏差易經(jīng)過(guò)位置控制器乘上比例增益常數(shù)Kp,轉(zhuǎn)變?yōu)樗俣冉o定指令,多以說(shuō)位置控制器就是一個(gè)比例控制器。 直驅(qū)式旋轉(zhuǎn)電機(jī)(DDR1)的基本原理與結(jié)構(gòu)是采用永磁的方式,并設(shè)計(jì)了專門的盤面電機(jī)。通道閘電機(jī)使用驅(qū)動(dòng)器

利用電器元件本身發(fā)熱驅(qū)走數(shù)控柜內(nèi)的潮氣,以保證電子部件的性能穩(wěn)定可靠。伺服驅(qū)動(dòng)器控制器

無(wú)電刷、低干擾

無(wú)刷電機(jī)去除了電刷,直接的變化就是沒(méi)有了有刷電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的電火花,這樣就極大減少了電火花對(duì)遙控?zé)o線電設(shè)備的干擾。

噪音低,運(yùn)轉(zhuǎn)順暢

無(wú)刷電機(jī)沒(méi)有了電刷,運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)摩擦力大大減小,運(yùn)行順暢,噪音會(huì)低許多,這個(gè)優(yōu)點(diǎn)對(duì)于模型運(yùn)行穩(wěn)定性是一個(gè)巨大的支持。

壽命長(zhǎng),低維護(hù)成本

少了電刷,無(wú)刷電機(jī)的磨損主要是在軸承上了,從機(jī)械角度看,無(wú)刷電機(jī)幾乎是一種免維護(hù)的電動(dòng)機(jī)了,必要的時(shí)候,只需做一些除塵維護(hù)即可。 伺服驅(qū)動(dòng)器控制器

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