關于伺服電機的3種控制方式

2017-07-07 0

我們知道,伺服電機的控制方式一般有三種:速度控制方式、轉矩控制方式及位置控制方式.伺服電機速度控制和轉矩控制都是用模擬量來控制的.位置控制是通過發脈沖來控制的.具體采用什么控制方式要根據客戶的要求,滿足何種運動功能來選擇.

今天小編就來大家簡單了解下關于這三種控制方式各自的用途.

如果您對電機的速度、位置都沒有要求,只要輸出一個恒轉矩,當然是用轉矩模式.如果對位置和速度有一定的精度要求,而對實時轉矩不是很關心,用轉矩模式不太方便,用速度或位置模式比較好.如果上位控制器有比較好的閉環控制功能,用速度控制效果會好一點.如果本身要求不是很高,或者基本沒有實時性的要求,用位置控制方式對上位控制器沒有很高的要求.

對運動中的動態性能有比較高的要求時,需要實時對電機進行調整.那么如果控制器本身的運算速度很慢(比如PLC,或低端運動控制器),就用位置方式控制.如果控制器運算速度比較快.可以用速度方式,把位置環從驅動器移到控制器上,減少驅動器的工作量,提高效率(比如大部分中高端運動控制器);如果有更好的上位控制器,還可以用轉矩方式控制,把速度環也從驅動器上移開,這一般只是高端專用控制器才能這么干.而且,,這時完全不需要使用伺服電機.

一般說驅動器控制的好不好,每個廠家的都說自己做的最好,但是現在有個比較直觀的比較方式,叫響應帶寬.當轉矩控制或者速度控制時,通過脈沖發生器給他一個方波信號,使電機不斷的正轉、反轉,不斷的調高頻率,示波器上顯示的是個掃頻信號,當包絡線的頂點到達最高值的70.7%時,表示已經失步,此時的頻率的高低,就能顯示出誰的產品牛了,一般的電流環能作到1000Hz以上,而速度環只能作到幾十赫茲.

換一種比較專業的說法:

1、轉矩控制:轉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定電機軸對外的輸出轉矩的大小,具體表現為例如10V對應5Nm的話,當外部模擬量設定為5V時電機軸輸出為2.5Nm:如果電機軸負載低于2.5Nm時電機正轉,外部負載等于2.5Nm時電機不轉,大于2.5Nm時電機反轉(通常在有重力負載情況下產生).可以通過即時的改變模擬量的設定來改變設定的力矩大小,也可通過通訊方式改變對應的地址的數值來實現.應用主要在對材質的受力有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中,例如饒線裝置或拉光纖設備,轉矩的設定要根據纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變.

2、速度模式:通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進行轉動速度的控制,在有上位控制裝置的外環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檢測位置信號,此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉速,位置信號就由直接的最終負載端的檢測裝置來提供了,這樣的優點在于可以減少中間傳動過程中的誤差,增加了整個系統的定位精度.

3、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動速度的大小,通過脈沖的個數來確定轉動的角度,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.應用領域如數控機床、印刷機械等等.

最后,談談3環.伺服一般為三個環控制,所謂三環就是3個閉環負反饋PID調節系統.最內的PID環就是電流環,此環完全在伺服驅動器內部進行,通過霍爾裝置檢測驅動器給電機的各相的輸出電流,負反饋給電流的設定進行PID調節,從而達到輸出電流盡量接近等于設定電流,電流環就是控制電機轉矩的,所以在轉矩模式下驅動器的運算最小,動態響應最快.

通過上述我們知道了,伺服電機的三種控制方式分別是對速度的控制、轉矩的控制及位置的控制.中國試驗機領導品牌-深圳市億威仕流體控制有限公司生產的試驗機設備,就需要經常用到以上控制方式的伺服電機,如閥門靜壓壽命試驗機中的閥門鈕拒測試儀,液壓伺服脈沖試驗臺等,歡迎有興趣的客戶前來咨詢!電話:0755-8889 8859 QQ:459675648.

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