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伺服驱动器

伺服驱动器(servo drives)又称为"伺服控制器"、"伺服放大器",是用来控制伺服电机的一种控制器,其作用类似于变频器作用于普通交流马达,属于伺服系统的一部分,主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制,实现高精度的传动系统定位,目前是传动技术的高端产品。

产品详情

秒速快3投注 伺服驱动器又称为伺服控制器,是用来控制伺服电机的一种控制器,其作用类似于变频器作用于普通交流马达,属于伺服系统的一部分,主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制,实现高精度的传动系统定位,目前是传动技术的良好产品。

基本要求:

秒速快3投注 伺服进给系统的要求

1、调速范围宽

秒速快3投注 2、定位精度高

3、有足够的传动刚性和高的速度稳定性

秒速快3投注 4、快速响应,无超调

为了保证生产率和加工质量,除了要求有较高的定位精度外,

还要求有良好的快速响应特性,即要求跟踪指令信号的响应要快,因为数控系统在启动、制动时,要求加、减加速度足够大,缩短进给系统的过渡过程时间,减小轮廓过渡误差。

秒速快3投注 5、低速大转矩,过载能力强

一般来说,伺服驱动器具有数分钟甚至半小时内1.5倍以上的过载能力,在短时间内可以过载4~6倍而不损坏。

6、可靠性高

要求数控机床的进给驱动系统可靠性高、工作稳定性好,具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力。

秒速快3投注 对电机的要求

1、从低速到高速电机都能平稳运转,转矩波动要小,尤其在低速如0.1r/min或更低速时,仍有平稳的速度而无爬行现象。

2、电机应具有大的较长时间的过载能力,以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4~6倍而不损坏。

秒速快3投注 3、为了满足快速响应的要求,电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩,并具有尽可能小的时间常数和启动电压。

秒速快3投注 4、电机应能承受频繁启、制动和反转。

控制方式

秒速快3投注 数控机床中伺服驱动器控制按其结构可分成开环控制和闭环(半闭环)控制。如果详细分类,开环控制又可分为普通型和反馈补偿型,闭环(半闭环)控制也可分为普通型和反馈补偿型。

反馈补偿型开环控制

开环系统的精度较低,这是由于伺服驱动器的步距误差、起停误差、机械系统的误差都会直接影响到定位精度。应采用补偿型进行改进,这种系统且有开环与闭环两者的优点,即具有开环的稳定性和闭环的准确性。不会因为机床的谐振频率、爬行、失动等引起系统振荡。反馈补偿型开环控制不需要间隙补偿和螺距补偿。

闭环控制

由于开环控制的精度不能很好地满足机床的要求,为了提高伺服驱动器的控制精度,根本的办法是采用闭环控制方式。即不但有前身控制通道,而且有检测输出的反馈通道,指令信号与反馈信号比较后得到偏差信号,形成以偏差控制的闭环控制系统。

半闭环控制

秒速快3投注 对于闭环控制系统,合理的设计可以取得可靠的稳定性和很高的精度,但是直接测量工作台的位置信号需要用如光栅、有磁尺或直线感应同步器等安装、维护要求较高的位置检测装置。通过对传动轴或丝杠角位移的测量,可间接地获得位置输出量的等效反馈信号。由于这部分传动引起的误差不能被闭环系统中不包含从旋转轴到工作台之间的传动链,因此这部分传动引起的误差不能被闭环系统自动补偿,所以称这种由等效反馈信号构成的闭环控制系统为半闭环伺服驱动器,这种控制方式称为半闭环控制方式。

秒速快3投注 反馈补偿型的半闭环控制

这种伺服驱动器控制补偿原理与开环补偿系统相同,由旋转变压器和感应同步器组成的两套独立的测量系统均以鉴幅方式工作。该系统的缺点是成本高,要用两套检测系统,优点是比全闭环系统调整容易,稳定性好,适合用做高精度大型数控机床的进给驱动。

相关参数

在自动化设备中,经常用到伺服电机,特别是位置控制,大部分品牌的伺服电机都有位置控制功能,通过控制器发出脉冲来控制伺服电机运行,脉冲数对应转的角度,脉冲频率对应速度(与电子齿轮设定有关),当一个新的系统,参数不能工作时,首先设定位置增益,确保电机无噪音情况下,尽量设大些,转动惯量比也非常重要,可通过自学习设定的数来参考,然后设定速度增益和速度积分时间,确保在低速运行时连续,位置精度受控即可。

比例增益

秒速快3投注 设定位置环调节器的比例增益。设置值越大,增益越高,刚度越大,相同频率指令脉冲条件下,位置滞后量越小。但数值太大可能会引起振荡或超调。参数数值由具体的伺服系统型号和负载情况确定。

前馈增益

设定位置环的前馈增益。设定值越大时,表示在任何频率的指令脉冲下,位置滞后量越小位置环的前馈增益大,控制系统的高速响应特性提高,但会使系统的位置不稳定,容易产生振荡。不需要很高的响应特性时,本参数通常设为0表示范围。

秒速快3投注 速度比例增益

设定速度调节器的比例增益。设置值越大,增益越高,刚度越大。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载值情况确定。一般情况下,负载惯量越大,设定值越大。在系统不产生振荡的条件下,尽量设定较大的值。

速度积分时间常数

设定速度调节器的积分时间常数。设置值越小,积分速度越快。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定。一般情况下,负载惯量越大,设定值越大。在系统不产生振荡的条件下,尽量设定较小的值。

速度反馈滤波因子

秒速快3投注 设定速度反馈低通滤波器特性。数值越大,截止频率越低,电机产生的噪音越小。如果负载惯量很大,可以适当减小设定值。数值太大,造成响应变慢,可能会引起振荡。数值越小,截止频率越高,速度反馈响应越快。如果需要较高的速度响应,可以适当减小设定值。

较大输出转矩设置

秒速快3投注 设置伺服驱动器的内部转矩限制值。设置值是额定转矩的百分比,任何时候,这个限制都有效定位完成范围设定位置控制方式下定位完成脉冲范围。本参数提供了位置控制方式下驱动器判断是否完成定位的依据,当位置偏差计数器内的剩余脉冲数小于或等于本参数设定值时,驱动器认为定位已完成,到位开关信号为 ON,否则为OFF。

在位置控制方式时,输出位置定位完成信号,加减速时间常数设置值是表示电机从0~2000r/min的加速时间或从2000~0r/min的减速时间。加减速特性是线性的到达速度范围设置到达速度在非位置控制方式下,如果伺服电机速度超过本设定值,则速度到达开关信号为ON,否则为 OFF。在位置控制方式下,不用此参数。与旋转方向无关。

秒速快3投注 手动调整增益参数

调整速度比例增益KVP值。当伺服系统安装完后,必须调整参数,使系统稳定旋转。首先调整速度比例增益KVP值.调整之前必须把积分增益KVI及微分增益KVD调整至零,然后将KVP值渐渐加大;同时观察伺服电机停止时足否产生振荡,并且以手动方式调整KVP参数,观察旋转速度是否明显忽快忽慢.KVP值加大到产生以上现象时,必须将KVP值往回调小,使振荡消除、旋转速度稳定。此时的KVP值即初步确定的参数值。如有必要,经KⅥ和KVD调整后,可再作反复修正以达到理想值。

调整积分增益KⅥ值。将积分增益KVI值渐渐加大,使积分效应渐渐产生。由前述对积分控制的介绍可看出,KVP值配合积分效应增加到临界值后将产生振荡而不稳定,如同KVP值一样,将KVI值往回调小,使振荡消除、旋转速度稳定。此时的KVI值即初步确定的参数值。

调整微分增益KVD值。微分增益主要目的是使速度旋转平稳,降低超调量。因此,将KVD值渐渐加大可改善速度稳定性。    

调整位置比例增益KPP值。如果KPP值调整过大,伺服电机定位时将发生电机定位超调量过大,造成不稳定现象。此时,必须调小KPP值,降低超调量及避开不稳定区;但也不能调整太小,使定位效率降低。因此,调整时应小心配合。

自动调整增益参数

现代伺服驱动器均已微计算机化,大部分提供自动增益调整( autotuning)的功能,可应付多数负载状况。在参数调整时,可先使用自动参数调整功能,必要时再手动调整。

事实上,自动增益调整也有选项设置,一般将控制响应分为几个等级,如高响应、中响应、低响应,用户可依据实际需求进行设置。

比例增益

1、设定位置环调节器的比例增益;

秒速快3投注 2、设置值越大,增益越高,刚度越大,相同频率指令脉冲条件下,位置滞后量越小。但数值太大可能会引起振荡或超调;

3、参数数值由具体的伺服系统型号和负载情况确定。

秒速快3投注 位置前馈增益

1、设定位置环的前馈增益;

2、设定值越大时,表示在任何频率的指令脉冲下,位置滞后量越小;

秒速快3投注 3、位置环的前馈增益大,控制系统的高速响应特性提高,但会使系统的位置不稳定,容易产生振荡;

秒速快3投注 4、不需要很高的响应特性时,本参数通常设为0表示范围。

秒速快3投注 速度比例增益

秒速快3投注 1、设定速度调节器的比例增益;

秒速快3投注 2、设置值越大,增益越高,刚度越大。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载值情况确定。一般情况下,负载惯量越大,设定值越大;

秒速快3投注 3、在系统不产生振荡的条件下,尽量设定较大的值。

速度积分时间常数

1、设定速度调节器的积分时间常数;

2、设置值越小,积分速度越快。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定。一般情况下,负载惯量越大,设定值越大;

3、在系统不产生振荡的条件下,尽量设定较小的值。

速度反馈滤波因子

1、设定速度反馈低通滤波器特性;

秒速快3投注 2、数值越大,截止频率越低,电机产生的噪音越小。如果负载惯量很大,可以适当减小设定值。数值太大,造成响应变慢,可能会引起振荡;

3、数值越小,截止频率越高,速度反馈响应越快。如果需要较高的速度响应,可以适当减小设定值。

秒速快3投注 较大输出转矩设置

1、设置伺服电机的内部转矩限制值;

2、设置值是额定转矩的百分比;

秒速快3投注 3、任何时候,这个限制都有效定位完成范围;

4、设定位置控制方式下定位完成脉冲范围;

5、本参数提供了位置控制方式下驱动器判断是否完成定位的依据,当位置偏差计数器内的剩余脉冲数小于或等于本参数设定值时,驱动器认为定位已完成,到位开关信号为 ON,否则为OFF;

秒速快3投注 6、在位置控制方式时,输出位置定位完成信号,加减速时间常数;

秒速快3投注 7、设置值是表示电机从0~2000r/min的加速时间或从2000~0r/min的减速时间;

8、加减速特性是线性的到达速度范围;

秒速快3投注 9、设置到达速度;

秒速快3投注 10、在非位置控制方式下,如果电机速度超过本设定值,则速度到达开关信号为ON,否则为OFF;

秒速快3投注 11、在位置控制方式下,不用此参数;

秒速快3投注 12、与旋转方向无关。

应用领域

秒速快3投注 伺服驱动器普遍应用于注塑机领域、纺织机械、包装机械、数控机床领域等。

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