機(jī)器人用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2021-11-09

 伺服驅(qū)動(dòng)器(servo drives)又稱(chēng)為“伺服控制器”、“伺服放大器”,是用來(lái)控制伺服電機(jī)的一種控制器,其作用類(lèi)似于變頻器作用于普通交流馬達(dá),屬于伺服系統(tǒng)的一部分,主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng)。一般是通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制,實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位,目前是傳動(dòng)技術(shù)的較好產(chǎn)品。

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  。 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。機(jī)器人用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

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。 特殊伺服電機(jī)道閘電控部分自動(dòng)記錄電機(jī)運(yùn)行的時(shí)間,當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)間超過(guò)預(yù)定值時(shí),則輸出信號(hào)控制電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

伺服系統(tǒng)的比較大特色:透過(guò)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??刂屏鞒蹋簷z測(cè)機(jī)械本體之位置檢出,回路為封閉系統(tǒng),稱(chēng)之為全閉回路。相反,檢測(cè)馬達(dá)軸端之回路系統(tǒng)就稱(chēng)為半閉回路。

伺服驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部構(gòu)成整流部:通過(guò)整流部,將交流電源變?yōu)橹绷麟娫?,?jīng)電容濾波,產(chǎn)生平穩(wěn)無(wú)脈動(dòng)的直流電源。逆變部:由控制部過(guò)來(lái)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)。控制部分:伺服單元采用全數(shù)字化結(jié)構(gòu),通過(guò)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(cè)量編碼器,可以精確測(cè)量轉(zhuǎn)子的位置與電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

凡是對(duì)位置,速度和力矩的控制精度要求比較高的場(chǎng)合,都可以采用交流伺服驅(qū)動(dòng)。如機(jī)床、印刷設(shè)備、包裝設(shè)備、紡織設(shè)備、激光加工設(shè)備、機(jī)器人、電子、制藥、金融機(jī)具、自動(dòng)化生產(chǎn)線等。因?yàn)樗欧嘤迷诙ㄎ?、速度控制?chǎng)合,所以伺服又稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)控制。1、冶金、鋼鐵—連鑄拉坯生產(chǎn)線、銅桿上引連鑄機(jī)、噴印標(biāo)記設(shè)備、冷連軋機(jī),定長(zhǎng)剪切、自動(dòng)送料、轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)。2、電力、電纜—水輪機(jī)調(diào)速器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)變槳系統(tǒng)、拉絲機(jī)、對(duì)絞機(jī)、高速編織機(jī)、卷線機(jī)、噴印標(biāo)記設(shè)備等3、石油、化工—擠壓機(jī)、膠片傳動(dòng)帶、大型空氣壓縮機(jī)、抽油機(jī)等。4、化纖和紡織--紡紗機(jī)、精紡機(jī)、織機(jī)、梳棉機(jī)、橫邊機(jī)等。5、汽車(chē)制造業(yè)—發(fā)動(dòng)機(jī)零部件生產(chǎn)線、發(fā)動(dòng)機(jī)組裝生產(chǎn)線,整車(chē)裝配線、車(chē)身焊接線、檢測(cè)設(shè)備等。6、機(jī)床制造業(yè)—車(chē)床、龍門(mén)刨、銑床、磨床、機(jī)械加工中心、制齒機(jī)等。7、鑄件制造業(yè)—機(jī)械手、轉(zhuǎn)爐傾動(dòng)、模具加工中心等。8、橡塑制造業(yè)--塑料壓延機(jī)、塑料薄膜袋封切機(jī)、注塑機(jī)、擠出機(jī)、成型機(jī)、涂塑復(fù)合機(jī)、拉絲機(jī)等。不同場(chǎng)所閘機(jī)使用的識(shí)別方式不一樣,有的單獨(dú)使用某種識(shí)別方式,有的組合多種使用。

1、有刷電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、開(kāi)發(fā)時(shí)間久、技術(shù)成熟早在十九紀(jì)誕生電機(jī)的時(shí)候,產(chǎn)生的實(shí)用性電機(jī)就是無(wú)刷形式,即交流鼠籠式異步電動(dòng)機(jī),這種電動(dòng)機(jī)在交流電產(chǎn)生以后得到了應(yīng)用。但是,異步電動(dòng)機(jī)有許多無(wú)法克服的缺陷,以致電機(jī)技術(shù)發(fā)展緩慢。尤其是直流無(wú)刷電機(jī)一直無(wú)法投入商業(yè)運(yùn)營(yíng),伴隨著電子技術(shù)的日新月異,直至近幾年才慢慢投入商業(yè)運(yùn)營(yíng),就其實(shí)質(zhì)來(lái)說(shuō)依然屬于交流電機(jī)范疇。無(wú)刷電機(jī)誕生不久,人們就發(fā)明了直流有刷電機(jī)。由于直流有刷電機(jī)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單,生產(chǎn)加工容易,維修方便,容易控制;直流電機(jī)還具有響應(yīng)快速、較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩、從零轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速具備可提供額定轉(zhuǎn)矩的性能,所以一經(jīng)問(wèn)世就得到了廣泛應(yīng)用。2、直流有刷電機(jī)響應(yīng)速度快,起動(dòng)扭矩大直流有刷電機(jī)起動(dòng)響應(yīng)速度快,起動(dòng)扭矩大,變速平穩(wěn),速度從零到比較大幾乎感覺(jué)不到振動(dòng),起動(dòng)時(shí)可帶動(dòng)更大的負(fù)荷。無(wú)刷電機(jī)起動(dòng)電阻大(感抗),所以功率因素小,起動(dòng)扭矩相對(duì)較小,起動(dòng)時(shí)有嗡嗡聲,并伴隨著強(qiáng)烈震動(dòng),起動(dòng)時(shí)帶動(dòng)負(fù)荷較小。3、直流有刷電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)起制動(dòng)效果好那么對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器如何測(cè)試檢修,1、示波器檢查驅(qū)動(dòng)器的電流監(jiān)控輸出端時(shí),發(fā)現(xiàn)它全為噪聲。伺服驅(qū)動(dòng)器外部使能

,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。機(jī)器人用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

直線電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器前沿技術(shù)與發(fā)展趨勢(shì)

有關(guān)驅(qū)動(dòng)器發(fā)展趨勢(shì),我覺(jué)得需要從頭說(shuō)起。無(wú)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(guò)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(guò)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(shuō)沒(méi)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(wú)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(wèn)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(hù)帶來(lái)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(wèn)題。精度的問(wèn)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。 機(jī)器人用伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

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