變頻調(diào)速就是通過改變電動(dòng)機(jī)電源頻率實(shí)現(xiàn)速度調(diào)節(jié)的。主要采用交—直—交方式,先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源,然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動(dòng)機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個(gè)部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,逆變部分為IGBT三相橋式逆變器,且輸出為PWM波形,中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無功功率。伺服系統(tǒng)的工作原理簡單的說就是在開環(huán)控制的交直流電機(jī)的基礎(chǔ)上將速度和位置信號(hào)通過旋轉(zhuǎn)編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器等反饋給驅(qū)動(dòng)器做閉環(huán)負(fù)反饋的PID調(diào)節(jié)控制。再加上驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的電流閉環(huán),通過這3個(gè)閉環(huán)調(diào)節(jié),使電機(jī)的輸出對(duì)設(shè)定值追隨的準(zhǔn)確性和時(shí)間響應(yīng)特性都提高很多。伺服系統(tǒng)是個(gè)動(dòng)態(tài)的隨動(dòng)系統(tǒng),達(dá)到的穩(wěn)態(tài)平衡也是動(dòng)態(tài)的平衡。位置模式也支持直接負(fù)載外環(huán)檢測位置信號(hào),此時(shí)的電機(jī)軸端的編碼器只檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速。伺服驅(qū)動(dòng)器警報(bào)
作為一種控制器,伺服驅(qū)動(dòng)器常用于控制伺服電機(jī),在需要高精度的定位系統(tǒng)中,伺服驅(qū)動(dòng)器是伺服系統(tǒng)中很重要的一部分。在這介紹的是在自動(dòng)化應(yīng)用中,伺服驅(qū)動(dòng)器常見的一些故障以及處理方式。
LED燈是綠的,但是電機(jī)不動(dòng)
故障原因一:一個(gè)或多個(gè)方向的電機(jī)禁止動(dòng)作。處理方法:檢查+INHIBIT和-INHIBIT端口。故障原因二:命令信號(hào)不是對(duì)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)地的。處理方法:將命令信號(hào)地和驅(qū)動(dòng)器信號(hào)地相連。
上電后,驅(qū)動(dòng)器的LED燈不亮
故障原因:供電電壓太低,小電壓值要求。處理方法:檢查并提高供電電壓。 網(wǎng)絡(luò)型伺服驅(qū)動(dòng)器速通門閉合全過程的速度是反映通道閘機(jī)好壞的一項(xiàng)指標(biāo)值。
交流伺服驅(qū)動(dòng)器借鑒并應(yīng)用了變頻的技術(shù),在直流電機(jī)的伺服控制的基礎(chǔ)上通過變頻PWM方式模仿直流電機(jī)的控制方式來實(shí)現(xiàn)的,也就是說交流伺服電機(jī)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(dòng)電。
伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)展了變頻技術(shù),在驅(qū)動(dòng)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(jìn)行了比一般變頻更精確的控制技術(shù)和算法運(yùn)算,主要的一點(diǎn)可以進(jìn)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(hào)處理器(DSP)作為控制重心,其優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)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。
伺服系統(tǒng)的比較大特色:透過回饋信號(hào)的控制方式〔可做指令值與目標(biāo)值的比較,因而大幅減少誤差狀況〕。何謂回饋信號(hào):向控制對(duì)象下達(dá)指令后,正確的追蹤并查明現(xiàn)在值,且隨時(shí)回饋控制內(nèi)容的偏差值、待目標(biāo)物到達(dá)目的地后,回饋位置值,如此反復(fù)動(dòng)作。控制流程:檢測機(jī)械本體之位置檢出,回路為封閉系統(tǒng),稱之為全閉回路。相反,檢測馬達(dá)軸端之回路系統(tǒng)就稱為半閉回路。
伺服驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部構(gòu)成整流部:通過整流部,將交流電源變?yōu)橹绷麟娫矗?jīng)電容濾波,產(chǎn)生平穩(wěn)無脈動(dòng)的直流電源。逆變部:由控制部過來的SPWM信號(hào),驅(qū)動(dòng)IGBT,將直流電源變?yōu)镾PWM波形,以驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)??刂撇糠郑核欧卧捎萌珨?shù)字化結(jié)構(gòu),通過高性能的硬件支持,實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的軟件化,現(xiàn)在所有的伺服已采用(DSP數(shù)字信號(hào)處理)芯片,DSP,能夠執(zhí)行位置、速度、轉(zhuǎn)矩和電流控制器的功能。給出PWM信號(hào)控制信號(hào)作用于功率驅(qū)動(dòng)單元,并能夠接收處理位置與電流反饋,具有通訊接口。編碼器:伺服電機(jī)配有高性能的轉(zhuǎn)角測量編碼器,可以精確測量轉(zhuǎn)子的位置與電機(jī)的轉(zhuǎn)速。 直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器技術(shù)與發(fā)展趨勢有關(guān)驅(qū)動(dòng)器發(fā)展趨勢,無論是伺服電機(jī),還是直線電機(jī),本質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化。
上位機(jī)的指令脈沖輸入(和內(nèi)部脈沖量給定)與來自編碼器的位置反饋脈沖,通過位置比較環(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程中,其速度給定指令的大小由位置比例增益參數(shù)Kp來規(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,多以說位置控制器就是一個(gè)比例控制器。 伺服驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換成另一頻率的電能控制裝置。伺服驅(qū)動(dòng)器警報(bào)
,主要應(yīng)用于城市軌道交通管理當(dāng)中,用于管理人流并規(guī)范行人出入。伺服驅(qū)動(dòng)器警報(bào)
直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢
有關(guān)驅(qū)動(dòng)器發(fā)展趨勢,我覺得需要從頭說起。無論是伺服電機(jī),還是直線電機(jī),本質(zhì)上是能量轉(zhuǎn)化。過去旋轉(zhuǎn)電機(jī)是轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的方式需要有驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電機(jī),為了達(dá)到控制的目的,需要通過機(jī)械傳動(dòng)的方式傳動(dòng)它,所以就需要要皮帶、齒輪、齒條等。直線電機(jī)也是一個(gè)道理,本質(zhì)上還是電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,只是說沒有這些結(jié)構(gòu),它的結(jié)構(gòu)不太一樣。
我們認(rèn)為每一種傳動(dòng)方式有其特點(diǎn)。這些特點(diǎn)有一些可能是優(yōu)點(diǎn),有一些可能是缺點(diǎn)。無論是優(yōu)點(diǎn),還是缺點(diǎn)是相對(duì)的,所以機(jī)械傳動(dòng)的問題點(diǎn),我更愿意把它叫做特點(diǎn)。由于結(jié)構(gòu)特點(diǎn),會(huì)給用戶帶來一些成本或者不方便的地方,包括可靠性,包括摩擦,包括需要維護(hù),還有一些精度的問題。精度的問題,因?yàn)榭赡懿考芏?,所以?huì)有傳導(dǎo)誤差,所以需要增加一些補(bǔ)償功能。 伺服驅(qū)動(dòng)器警報(bào)
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