伺服系統(tǒng)驅(qū)動

來源: 發(fā)布時間:2021-12-25

交流伺服驅(qū)動器借鑒并應用了變頻的技術(shù),在直流電機的伺服控制的基礎(chǔ)上通過變頻PWM方式模仿直流電機的控制方式來實現(xiàn)的,也就是說交流伺服電機必然有變頻的這一環(huán)節(jié)。與變頻器一樣,也是將工頻交流電先整流成直流電,然后通過可控制門極的各類晶體管(IGBT,IGCT等)通過載波頻率和PWM調(diào)節(jié)逆變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電,波形類似于正余弦的脈動電。

伺服驅(qū)動器發(fā)展了變頻技術(shù),在驅(qū)動器內(nèi)部的電流環(huán),速度環(huán)和位置環(huán)(變頻器沒有該環(huán))都進行了比一般變頻更精確的控制技術(shù)和算法運算,主要的一點可以進行精確的位置控制。現(xiàn)在的交流伺服的控制部分采用數(shù)字信號處理器(DSP)作為控制重心,其優(yōu)點是可以實現(xiàn)比較復雜的控制算法,來完成伺服系統(tǒng)的閉環(huán)控制,包括力矩、速度和位置等閉環(huán)控制。 位置模式也支持直接負載外環(huán)檢測位置信號,此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉(zhuǎn)速。伺服系統(tǒng)驅(qū)動

目前,主流的伺服驅(qū)動器均采用數(shù)字信號處理器(DSP)作為控制重心,可以實現(xiàn)比較復雜的控制算法,實現(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)為重心設(shè)計的驅(qū)動電路,IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路,在主回路中還加入軟啟動電路,以減小啟動過程對驅(qū)動器的沖擊。

功率驅(qū)動單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進行整流,得到相應的直流電。經(jīng)過整流好的三相電或市電,再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅(qū)動三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅(qū)動單元的整個過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程。整流單元(AC-DC)主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路。 閘機控制開關(guān)直線電機的驅(qū)動器技術(shù)與發(fā)展趨勢有關(guān)驅(qū)動器發(fā)展趨勢,無論是伺服電機,還是直線電機,本質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化。

無刷直流電機(BLDC:Brushless Direct Current Motor),也被稱為電子換向電機(ECM或EC電機)或同步直流電機,是一種使用直流電(DC)電源的同步電機。無刷直流電機實質(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。

電機有各式各樣的種類,而無刷直流電機是當今理想的調(diào)速電機。它集直流電機與交流電機的優(yōu)點于一身,既有直流電機良好的調(diào)整性能,又有交流電機結(jié)構(gòu)簡單、無換向火花、運行可靠和易于維護等優(yōu)點。因而備受市場歡迎,廣泛應用于汽車、家電、工業(yè)設(shè)備等領(lǐng)域中。

隨著伺服系統(tǒng)的大規(guī)模應用,伺服驅(qū)動器使用、伺服驅(qū)動器調(diào)試、伺服驅(qū)動器維修都是伺服驅(qū)動器在當今比較重要的技術(shù)課題,越來越多工控技術(shù)服務商對伺服驅(qū)動器進行了技術(shù)深層次研究。伺服驅(qū)動器是現(xiàn)代運動控制的重要組成部分,被廣泛應用于工業(yè)機器人及數(shù)控加工中心等自動化設(shè)備中。尤其是應用于控制交流永磁同步電機的伺服驅(qū)動器已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點。當前交流伺服驅(qū)動器設(shè)計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)計合理與否,對于整個伺服控制系統(tǒng),特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用。道閘已越來越向高科技方面發(fā)展,以適應市場對產(chǎn)品的需求,在停車場系統(tǒng)管理中成為關(guān)鍵的車道設(shè)備。

 伺服驅(qū)動器(servo drives)又稱為“伺服控制器”、“伺服放大器”,是用來控制伺服電機的一種控制器,其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達,屬于伺服系統(tǒng)的一部分,主要應用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過位置、速度和力矩三種方式對伺服電機進行控制,實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位,目前是傳動技術(shù)的較好產(chǎn)品。

伺服驅(qū)動器是現(xiàn)代運動控制的重要組成部分,被廣泛應用于工業(yè)機器人及數(shù)控加工中心等自動化設(shè)備中。尤其是應用于控制交流永磁同步電機的伺服驅(qū)動器已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點。當前交流伺服驅(qū)動器設(shè)計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)計合理與否,對于整個伺服控制系統(tǒng),特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用  。 伺服系統(tǒng)的比較大特色:透過回饋信號的控制方式〔可做指令值與目標值的比較,因而大幅減少誤差狀況〕。閘機控制開關(guān)

?伺服驅(qū)動器在控制信號的作用下驅(qū)動執(zhí)行電機,因此驅(qū)動器是否能正常工作直接影響設(shè)備的整體性能。伺服系統(tǒng)驅(qū)動

一般伺服都有三種控制方式:位置控制方式、轉(zhuǎn)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外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小,通過脈沖的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)動的角度,也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值,由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制,所以一般應用于定位裝置。

2、轉(zhuǎn)矩控制:轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小,可以通過即時的改變模擬量的設(shè)定來改變設(shè)定的力矩大小,也可通過通訊方式改變對應的地址的數(shù)值來實現(xiàn)。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中,

3、速度模式:通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進行轉(zhuǎn)動速度的控制,在有上位控制裝置的外環(huán)PID控制時速度模式也可以進行定位,但必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,此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉(zhuǎn)速,位置信號就由直接的終負載端的檢測裝置來提供了,這樣的優(yōu)點在于可以減少中間傳動過程中的誤差,增加了整個系統(tǒng)的定位精度。 伺服系統(tǒng)驅(qū)動

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