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怎么样看如何有效改善伺服电机的选型信息 应用伺服电机解决方法

文章来源: 上传时间:2019-11-09 浏览次数:
文章摘要:动态制动器由动态制动电阻组成,在故障、急停、电源断电时通过能耗制动缩短伺服电机的机械进给距离;再生制动是指伺服电机控制器在减速或停车时将制动产生的能量通过逆变回路反馈到直流母线,经阻容回路吸收;电磁制

        动态制动器由动态制动电阻组成,在故障、急停、电源断电时通过能耗制动缩短伺服电机的机械进给距离;再生制动是指伺服电机控制器在减速或停车时将制动产生的能量通过逆变回路反馈到直流母线,经阻容回路吸收;电磁制动是通过机械装置锁住电机的轴。伺服电机是为了适应数字控制的发展趋势而诞生的一个数控设备.在自动控制系统中,充当作执行元件,它把所收到的电信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出。其主要特点就是当信号电压为零时无自转现象,转速随着转矩的增加而匀速下降.通常用户对伺服电机的电磁制动,再生制动,动态制动的作用混淆,选择了错误的配件。  三者的区别:  1.再生制动的工作是系统自动进行,而动态制动器和电磁制动的工作需外部继电器控制。  2.再生制动必须在伺服电机控制器正常工作时才起作用,在故障、急停、电源断电时等情况下无法制动电机。动态制动器和电磁制动工作时不需电源。  3.电磁制动一般在SV、OFF后启动,否则可能造成放大器过载,动态制动器一般在SV、OFF或主回路断电后启动,否则可能造成动态制动电阻过热。

        步进电机与伺服电机 传统步进电机与伺服电机的基本区别在于电机类型及其控制方式。步进电机通常使用50到100极无刷电机,而典型的伺服电机只有4到12极。极点是电机的一个区域,其中北极或南极磁极是由永磁体磁铁或通过绕组的线圈通过电流产生的。 步进电机不需要编码器,因为它们可以在多个极点之间精确地移动,而极少数的伺服电机则需要一个编码器来跟踪它们的位置。当伺服单元读取电机编码器与指令位置[闭环]之间的差值,并调整移动所需的电流时,步进电机仅使用脉冲[开环]递增地移动。 步进机和伺服机之间的一些性能差异是各自电机设计的结果。步进电机比伺服电机有更多的极点。步进电机旋转一圈需要比伺服电机更多的电流通过绕组。与伺服相比,步进电机的设计会导致转速降低。使用更高的驱动总线电压通过减小绕组的电气时间常数来降低这种影响。相反地??,高极数在较低速度下具有有益效果,使得步进电机相对于相同尺寸的伺服电机具有扭矩优势。  另一个区别是每种电机类型的控制方式。传统的步进电机在开环恒流模式下工作。这是节约成本,因为大多数定位应用都不需要编码器。但是,以恒定电流模式运行的步进电机系统会在电机和驱动器中产生大量的热量,这是一些应用的考虑因素。伺服控制仅通过提供移动或保持负载所需的电机电流来解决此问题。它也可以提供一个峰值转矩,比加速时的最大连续电机转矩高几倍。然而,步进电机也可以通过增加一个编码器在全伺服闭环模式下进行控制。  与舵机相比,分档器更容易调试和维护。它们更便宜,特别是在小型电机应用中。如果在设计限制范围内操作,它们不会丢失步骤或需要编码器。步进电机在静止状态下保持稳定,并保持其位置没有任何波动,特别是在动态载荷下。  伺服系统在要求速度大于2,000转/分钟的高速应用中要求极高,而且在高速下要求高转矩或要求高动态响应。在低于2000RPM的转速下以及低到中等的加速度和高保持转矩下,步进的性能非常出色。

        找到了问题根源所在,再来解决当然就容易多了,针对以上例子,您可以: (1)增加机械刚性和降低系统的惯性,减少机械传动部位的响应时间,如把V形带更换成直接丝杆传动或用齿轮箱代替V型带; (2)降低伺服系统的响应速度,减少伺服系统的控制带宽,如降低伺服系统的增益参数值。 当然,以上只是噪声、不稳定的原因之一,针对不同的原因,会有不同的解决办法,如由机械共振引起的噪声,在伺服方面可采取共振抑制,低通滤波等方法,总之,噪声和不稳定的原因,基本上都不会是由于伺服电机本身所造成。 问题二 惯性匹配 在伺服系统选型及调试中,常会碰到惯量问题! 具体表现为: 1、在伺服系统选型时,除考虑电机的扭矩和额定速度等等因素外,我们还需要先计算得知机械系统换算到电机轴的惯量,再根据机械的实际动作要求及加工件质量要求来具体选择具有合适惯量大小的电机; 2、在调试时(手动模式下),正确设定惯量比参数是充分发挥机械及伺服系统最佳效能的前题,此点在要求高速高精度的系统上表现由为突出(台达伺服惯量比参数为1-37,JL/JM)。这样,就有了惯量匹配的问题! 那到底什么是“惯量匹配”呢? 1、根据牛顿第二定律:“进给系统所需力矩T=系统传动惯量J×角加速度θ角加速度θ影响系统的动态特性,θ越小,则由控制器发出指令到系统执行完毕的时间越长,系统反应越慢。如果θ变化,则系统反应将忽快忽慢,影响加工精度。由于马达选定后最大输出T值不变,如果希望θ的变化小,则J应该尽量小。 2、进给轴的总惯量“J=伺服电机的旋转惯性动量JM+电机轴换算的负载惯性动量JL负载惯量JL由(以工具机为例)工作台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和旋转运动件的惯量折合到马达轴上的惯量组成。JM为伺服电机转子惯量,伺服电机选定后,此值就为定值,而JL则随工件等负载改变而变化。如果希望J变化率小些,则最好使JL所占比例小些。这就是通俗意义上的“惯量匹配”。知道了什么是惯量匹配,那惯量匹配具体有什么影响又如何确定呢? 影响: 传动惯量对伺服系统的精度,稳定性,动态响应都有影响,惯量大,系统的机械常数大,响应慢,会使系统的固有频率下降,容易产生谐振,因而限制了伺服带宽,影响了伺服精度和响应速度,惯量的适当增大只有在改善低速爬行时有利,因此,机械设计时在不影响系统刚度的条件下,应尽量减小惯量。



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