伺服驅(qū)動器的工作原理和控制方法
bmller 2022-03-22
伺服驅(qū)動器的基本功能是電機(jī)驅(qū)動和信號反饋。目前，大多數(shù)伺服驅(qū)動器都有獨(dú)立的控制系統(tǒng)，通常使用數(shù)字信號處理器。高性能單片機(jī)。FPGA是主控芯片。控制系統(tǒng)輸出的信號為數(shù)字信號，信號電流小，不能直接驅(qū)動電機(jī)運(yùn)動。
伺服驅(qū)動器還需要將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，并擴(kuò)大驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)動。主控制系統(tǒng)電路集成在伺服驅(qū)動器中。基于功率設(shè)備的驅(qū)動電路。電流采集電路。霍爾傳感器采集電路、過電壓、過電流、溫度檢測等保護(hù)電路。
伺服驅(qū)動器通常有三種控制方法：位置控制方法。扭矩控制方法。速度控制方法。
1.位置控制：位置控制模式通常通過外部輸入脈沖的頻率來確定旋轉(zhuǎn)速度，并通過脈沖的數(shù)量來確定旋轉(zhuǎn)角度。有些伺服可以通過通信直接分配速度和位移。由于位置模式可以嚴(yán)格控制速度和位置，因此通常用于定位裝置。
2.扭矩控制：扭矩控制模式是通過輸入外部模擬量或直接地址的分布來設(shè)置電機(jī)軸的外部輸出扭矩。設(shè)置的扭矩可以通過立即改變模擬量或通信來改變相應(yīng)地址的值來改變。該應(yīng)用程序主要用于對材料有嚴(yán)格要求的繞組和滾動裝置，如繞組裝置或拉伸光纖設(shè)備。扭矩設(shè)置應(yīng)根據(jù)繞組半徑隨時改變，以確保材料的力半徑不會隨時改變。
速度模式：旋轉(zhuǎn)速度可以通過模擬輸入或脈沖頻率來控制。速度模式也可以定位在上部控制裝置的外環(huán)PID控制中，但必須反饋電機(jī)的位置信號或直接負(fù)載的位置信號。位置模式還支持直接負(fù)載外環(huán)檢測位置信號。此時，電機(jī)軸端的編碼器只檢測電機(jī)測量裝置。其優(yōu)點(diǎn)是可以減少中間傳動過程中的誤差，提高整個系統(tǒng)的定位精度。
當(dāng)然，只要輸出恒定扭矩，就不需要電機(jī)的速度和位置。如果對位置和速度有一定的精度要求，不太關(guān)心實(shí)時扭矩，使用扭矩模式不方便，最好使用速度或位置模式。如果上部控制器具有良好的閉環(huán)控制功能，則速度控制效果會更好。如果要求不是很高，或者基本上沒有實(shí)時要求，則采用位置控制模式。
伺服驅(qū)動器還需要將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號，并擴(kuò)大驅(qū)動電機(jī)的運(yùn)動。主控制系統(tǒng)電路集成在伺服驅(qū)動器中。基于功率設(shè)備的驅(qū)動電路。電流采集電路。霍爾傳感器采集電路、過電壓、過電流、溫度檢測等保護(hù)電路。
伺服驅(qū)動器的工作原理和控制模式以數(shù)字信號處理器(DSP)為核心，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的控制算法和數(shù)字化。網(wǎng)絡(luò)化和智能化。功率設(shè)備一般以智能功率模塊(IPM)為核心。IPM集成了檢測和保護(hù)過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障的驅(qū)動電路，并在主電路中增加了軟啟動電路，以減少啟動過程對驅(qū)動器的影響。
伺服驅(qū)動器通常有三種控制方法：位置控制方法。扭矩控制方法。速度控制方法。
1.位置控制：位置控制模式通常通過外部輸入脈沖的頻率來確定旋轉(zhuǎn)速度，并通過脈沖的數(shù)量來確定旋轉(zhuǎn)角度。有些伺服可以通過通信直接分配速度和位移。由于位置模式可以嚴(yán)格控制速度和位置，因此通常用于定位裝置。
2.扭矩控制：扭矩控制模式是通過輸入外部模擬量或直接地址的分布來設(shè)置電機(jī)軸的外部輸出扭矩。設(shè)置的扭矩可以通過立即改變模擬量或通信來改變相應(yīng)地址的值來改變。該應(yīng)用程序主要用于對材料有嚴(yán)格要求的繞組和滾動裝置，如繞組裝置或拉伸光纖設(shè)備。扭矩設(shè)置應(yīng)根據(jù)繞組半徑隨時改變，以確保材料的力半徑不會隨時改變。
速度模式：旋轉(zhuǎn)速度可以通過模擬輸入或脈沖頻率來控制。速度模式也可以定位在上部控制裝置的外環(huán)PID控制中，但必須反饋電機(jī)的位置信號或直接負(fù)載的位置信號。位置模式還支持直接負(fù)載外環(huán)檢測位置信號。此時，電機(jī)軸端的編碼器只檢測電機(jī)測量裝置。其優(yōu)點(diǎn)是可以減少中間傳動過程中的誤差，提高整個系統(tǒng)的定位精度。
當(dāng)然，只要輸出恒定扭矩，就不需要電機(jī)的速度和位置。如果對位置和速度有一定的精度要求，不太關(guān)心實(shí)時扭矩，使用扭矩模式不方便，最好使用速度或位置模式。如果上部控制器具有良好的閉環(huán)控制功能，則速度控制效果會更好。如果要求不是很高，或者基本上沒有實(shí)時要求，則采用位置控制模式。
