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富田電機:如何選用最合適的伺服電機?

發布時間:2020-09-24 14:29

  一、伺服系統的分類
  伺服系統大致上可分為下列幾項:
  1、指令部分:動作指令信號的輸出裝置;
  2、驅動部分:接收指令部分的輸出,并驅動執行機構(比如電機)動作的裝置;
  3、反饋部分:檢測執行結構或者負載狀態的裝置;
  4、執行機構:接收驅動部分的輸出信號產生轉力矩、位置等狀態。
富田電機
  二、伺服內部結構
富田電機
  三、控制方式
  一般伺服都有三種控制方式:速度控制方式,轉矩控制方式,位置控制方式。
  1、速度控制
  速度環框圖:
富田電機
 ?。?)速度制即電機按照給定的速度指令進行運轉。
 ?。?)速度控制的應用場合相當廣涇用場合有:需要快速響座的連續調速系統; 由上位閉環的定位系統;需要多欄速度進行快速切換的系統。
 ?。?)通常伺服的速度給定為模擬量,即模擬量幅值的大小決定了給定速度的大小,正負決定電機應關系取決于速度指令增益(Pn300)。
  注意事項:
 ?。?)速度環增益Pn102,通常是設定高一些以使得整個系統響應快一些,電機剛性也會增強。但是增益大了可能導致系統振動。 一般負載慣量大的場合該參數設得大一些。
 ?。?)速度環積分時間Pn103,它的作用是消除靜差,數值設得越大響應越慢,到達指令時間越長。通常負載慣量越大,積分時間應設定得越大。
 ?。?)上位機作閉環時,應盡量不要設置軟起動減速時間參數Pn306、Pn307。
 ?。?)若沒有上位機作閉環,希望通過模擬量來使得電機完全停止,則必須采用零鉗位或比例控制。
 ?。?)用上位機作位置閉環時,模擬量不能自動調零。
  2、轉矩控制
 ?。?)非速度控制,控制輸岀的轉矩即為典型轉矩控制。
 ?。?)常使用于張力控制等場合
 ?。?)輸入為模擬量,模擬量大小與轉矩大小的關系取決于轉矩指令增益。
 ?。?)舉例:假定用戶設定Pn400是100,則表明若輸入10ν的模擬量時電機輸出轉矩可以達到其額定轉矩的100%。
  注意事項:
 ?。?)轉矩控制首先應注意限制電機轉速,電機轉速可以用模擬量進行限制,也可以通過設置參數來限制轉速。
 ?。?)轉矩指令增益Pn400數值設定越小,相同模擬量對應的轉矩越大。
  3、位置控制
富田電機
  位置控制普遍應用在各種定位場合,可以直接替換各種步進傳動系統。一般情況下伺服通過接受脈沖來進行位置控制,脈沖的個數決定了位置,脈沖的頻率決定了電機運行的速度。 一個脈沖對應的位置當量,取決于機械結構和電子齒輪。
  注意事項:
 ?。?)每一個點位的位移由兩個參數組成,實際編程的位移是由兩個參數的代數和組成,注意兩個參數的單位。
 ?。?)注意搜索參考點的速度,若速度過大可以設定軟起動加減速,以減小對機械的沖擊。
 ?。?)點位控制中,1CN可以不接任何輸入、輸岀即可實現。
 ?。?)目前只能順序換步。
 ?。?)用戶可以通過觸摸屏和伺服通過 Modbus協議進行通訊,進而可以通過觸摸屏修改位置、速度等。
  四、三種控制方式對比
 ?。?)如果對電機的速度、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。
 ?。?)就伺服驅動器的響應速度來看,轉矩模式運算量最小,驅動器對控制信號的響應最快;位置模式運算量最大,驅動器對控制信號的響應最慢。
 ?。?)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。

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