伺服驅(qū)動(dòng)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(jī)的一種控制器,其作用類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 。 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。深圳驅(qū)動(dòng)器810
無刷直流電機(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)槿嘟涣麟娫矗瑤恢梅答伒?,永磁同步電機(jī)。
電機(jī)有各式各樣的種類,而無刷直流電機(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。 zkt閘機(jī)控制器接線圖電機(jī)驅(qū)動(dòng)器需要具備充分的保護(hù)功能,如防止因電源電壓降低而引起誤動(dòng)作的功能等。
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(jiǎn)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。
有刷電機(jī)采用機(jī)械換向,磁極不動(dòng),線圈旋轉(zhuǎn)。電機(jī)工作時(shí),線圈和換向器旋轉(zhuǎn),磁鋼和碳刷不轉(zhuǎn),線圈電流方向的交替變化是隨電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的換相器和電刷來完成的。在有刷電機(jī)中,這個(gè)過程是將各組線圈的兩個(gè)電源輸入端,依次排成一個(gè)環(huán),相互之間用絕緣材料分隔,組成一個(gè)象圓柱體的東西,與電機(jī)軸連成一體,電源通過兩個(gè)碳元素做成的小柱子(碳刷),在彈簧壓力的作用下,從兩個(gè)特定的固定位置,壓在上面線圈電源輸入環(huán)狀圓柱上的兩點(diǎn),給一組線圈通電。隨著電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),不同時(shí)刻給不同線圈或同一個(gè)線圈的不同的兩極通電,使得線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)的N-S極與靠近的永磁鐵定子的N-S極有一個(gè)適合的角度差,磁場(chǎng)異性相吸、同性相斥,產(chǎn)生力量,推動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。碳電極在線圈接線頭上滑動(dòng),象刷子在物體表面刷,因此叫碳“刷”。相互滑動(dòng),會(huì)摩擦碳刷,造成損耗,需要定期更換碳刷;碳刷與線圈接線頭之間通斷交替,會(huì)發(fā)生電火花,產(chǎn)生電磁破,干擾電子設(shè)備。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。
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。 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)間超過預(yù)定值時(shí),則輸出信號(hào)控制電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)??ㄩl機(jī)驅(qū)動(dòng)程序
位置模式也支持直接負(fù)載外環(huán)檢測(cè)位置信號(hào),此時(shí)的電機(jī)軸端的編碼器只檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)速。深圳驅(qū)動(dòng)器810
伺服電機(jī)要處于工作狀態(tài),首先必須將SERRVO ON信號(hào)(伺服使能)接通。在該信號(hào)接通后,伺服驅(qū)動(dòng)器向伺服電機(jī)提供直流電源,使用電機(jī)線圈處在激磁狀態(tài),電機(jī)軸為鎖定位置。即外力轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),很快會(huì)回復(fù)到原來位置,當(dāng)驅(qū)動(dòng)器接收到上位機(jī)(PLC)送來的脈沖指令信號(hào),電機(jī)就會(huì)依指令的要求進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),電機(jī)要正常運(yùn)轉(zhuǎn),SERRVOON信號(hào)必須接通,當(dāng)上位機(jī)向驅(qū)動(dòng)器發(fā)送脈沖指令信號(hào)期間,如果SERRVO ON信號(hào)斷開,驅(qū)動(dòng)器就拒絕接受脈沖指令信號(hào),就會(huì)丟失部分脈沖指令信號(hào),所以伺服電機(jī)運(yùn)行之前必須將電機(jī)處于SERRVO ON信號(hào)接通狀態(tài),一般情況下,只有在設(shè)備維護(hù),故障處理,伺服停止,才使用SERRVOON信號(hào)處于斷開狀態(tài)。 深圳驅(qū)動(dòng)器810
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