伺服與變頻的一個(gè)重要區(qū)別是:變頻可以無(wú)編碼器,伺服則必須有編碼器,作電子換向用。兩者的共同點(diǎn):交流伺服的技術(shù)本身就是借鑒并應(yīng)用了變頻的技術(shù),在直流電機(jī)的伺服控制的基礎(chǔ)上通過(guò)變頻的PWM方式模仿直流電機(jī)的控制方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的,也就是說(shuō)交流伺服電機(jī)必然有變頻的這一環(huán)節(jié):變頻就是將工頻的50、60HZ的交流電先整流成直流電,然后通過(guò)可控制門(mén)極的各類晶體管(IGBT,IGCT等)通過(guò)載波頻率和PWM調(diào)節(jié)逆變?yōu)轭l率可調(diào)的波形類似于正余弦的脈動(dòng)電,由于頻率可調(diào),所以交流電機(jī)的速度就可調(diào)了(n=60f/p,n轉(zhuǎn)速,f頻率,p極對(duì)數(shù))。伺服系統(tǒng)是使物體的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(biāo)(或給定值)的任意變化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。濟(jì)南交流伺服電機(jī)
伺服電機(jī)性能:1.控制精度:精度取決于其自帶的光電編碼器,編碼器的刻度越多,精度就越高,伺服電機(jī)控制精度非常高,適用于高精度控制。2.低頻特性:運(yùn)轉(zhuǎn)非常平穩(wěn),即使在低速時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象;3.矩頻特性:在額定轉(zhuǎn)速內(nèi)為恒力矩輸出,在額定轉(zhuǎn)速上為恒功率輸出;4.過(guò)載能力:有較強(qiáng)的過(guò)載能力;5.運(yùn)行性能:交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為閉環(huán)控制,驅(qū)動(dòng)器可直接對(duì)電機(jī)編碼器反饋信號(hào)進(jìn)行采樣,內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán),一般不會(huì)出現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的丟步或過(guò)沖的現(xiàn)象,控制性能更為可靠;6.速度響應(yīng)性能:交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好,通常情況下只要幾毫秒,可用于要求快速啟停的控制場(chǎng)合。蘇州交流伺服馬達(dá)電氣伺服技術(shù)應(yīng)用較廣,主要原因是控制方便,靈活,容易獲得驅(qū)動(dòng)能源,沒(méi)有公害污染,維護(hù)也比較容易。
導(dǎo)軌和絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量對(duì)伺服電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)的剛性影響比較大,固定增益下,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大,剛性越大,越易引起電機(jī)抖動(dòng);轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越小,剛性越小,電機(jī)越不易抖動(dòng)??赏ㄟ^(guò)更換較小直徑的導(dǎo)軌和絲桿減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量從而減小負(fù)載慣量來(lái)達(dá)到電機(jī)不抖動(dòng)。我們知道通常在伺服系統(tǒng)選型時(shí),除考慮電機(jī)的扭矩和額定速度等等參數(shù)外,我們還需要先計(jì)算得知機(jī)械系統(tǒng)換算到電機(jī)軸的慣量,再根據(jù)機(jī)械的實(shí)際動(dòng)作要求及加工件質(zhì)量要求來(lái)具體選擇具有合適慣量大小的電機(jī)。在調(diào)試時(shí)(手動(dòng)模式下),正確設(shè)定慣量比參數(shù)是充分發(fā)揮機(jī)械及伺服系統(tǒng)較佳效能的前提。
三菱伺服電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩選擇:1、原則上應(yīng)該根據(jù)負(fù)載條件來(lái)選擇伺服電機(jī)。在電機(jī)軸上所有的負(fù)載有兩種,即阻尼轉(zhuǎn)矩和慣量負(fù)載。這兩種負(fù)載都要正確地計(jì)算,其值應(yīng)滿足下列條件:2、當(dāng)機(jī)床作空載運(yùn)行時(shí),在整個(gè)速度范圍內(nèi),加在伺服電機(jī)軸上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)在電機(jī)連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi),即應(yīng)在轉(zhuǎn)矩速度特性曲線的連續(xù)工作區(qū)。3、較大負(fù)載轉(zhuǎn)矩,加載周期以及過(guò)載時(shí)間都在提供的特性曲線的準(zhǔn)許范圍以內(nèi)。3電機(jī)在加速/減速過(guò)程中的轉(zhuǎn)矩應(yīng)在加減速區(qū)(或間斷工作區(qū))之內(nèi)。4、對(duì)要求頻繁起,制動(dòng)以及周期性變化的負(fù)載,必須檢查它的在一個(gè)周期中的轉(zhuǎn)矩均方根值。并應(yīng)小于電機(jī)的連續(xù)額定轉(zhuǎn)矩。5、加在電機(jī)軸上的負(fù)載慣量大小對(duì)電機(jī)的靈敏度和整個(gè)伺服系統(tǒng)的精度將產(chǎn)生影響。通常,當(dāng)負(fù)載小于電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量時(shí),上述影響不大。但當(dāng)負(fù)載慣量達(dá)到甚至超過(guò)轉(zhuǎn)子慣量的5倍時(shí),會(huì)使靈敏度和響應(yīng)時(shí)間受到比較大的影響。甚至?xí)顾欧糯笃鞑荒茉谡U{(diào)節(jié)范圍內(nèi)工作。所以對(duì)這類慣量應(yīng)避免使用。伺服系統(tǒng)按功能來(lái)分,有計(jì)量伺服和功率伺服系統(tǒng);模擬伺服和功率伺服系統(tǒng);位置伺服和加速度伺服系統(tǒng)等。
對(duì)于反饋的編碼器部件來(lái)說(shuō),其發(fā)展主要還在于小型化、低成本、高的分辨率、高可靠性、網(wǎng)絡(luò)化、高響應(yīng)、省接線、一定值編碼等方向。從結(jié)構(gòu)上來(lái)講,為了降低成本,日系的主流伺服電機(jī)所用編碼器都已從整體式變?yōu)榉蛛x式。為了提高的分離式編碼器的可靠性,從安裝方式上作了改進(jìn),已溶入電機(jī)的后軸承支承座的一體化設(shè)計(jì)。由于正弦波內(nèi)插技術(shù)的采用,分辨率得到了比較大的提高,從早期的210已發(fā)展到224—228/每轉(zhuǎn)。這對(duì)于提高伺服電機(jī)的低速控制的穩(wěn)定性減少低速脈動(dòng)有比較大幫助。但對(duì)于提高位置控制的精度沒(méi)有直接效果。當(dāng)然也有采用類似于螺距補(bǔ)償一樣的軟件補(bǔ)償,可以提高單圈的物理分辨率,從而實(shí)際提高定位控制的精度。這在分度轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)器人控制的使用中,可得到有效作用。也正是由于內(nèi)插接技術(shù)的應(yīng)用,使得旋轉(zhuǎn)編碼器也將會(huì)在嚴(yán)酷環(huán)境中的高精度伺服控制中得到更普遍的應(yīng)用。已有224/每轉(zhuǎn)分辨率的旋轉(zhuǎn)編碼器在伺服電機(jī)上的使用情況。編碼器串行通訊省線制的方式,其通訊頻率還只能限于10M以下。隨著伺服控制的高的分辨率、高精度、高響應(yīng)的要求日益增強(qiáng),編碼器通訊頻率的提高也將會(huì)是一個(gè)主要方向。三菱伺服電機(jī)現(xiàn)常用的方法:位置控制。常州伺服企業(yè)
已有國(guó)內(nèi)的企業(yè)將WIFI的無(wú)線通訊技術(shù)用到了伺服控制的參數(shù)寫(xiě)入調(diào)整運(yùn)行的監(jiān)控等方面。濟(jì)南交流伺服電機(jī)
交流伺服電動(dòng)機(jī)的工作原理與分相式單相異步電動(dòng)機(jī)雖然相似,但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多,所以伺服電動(dòng)機(jī)與單機(jī)異步電動(dòng)機(jī)相比,有三個(gè)明顯特點(diǎn):1、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大。由于轉(zhuǎn)子電阻大,與普通異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩特性曲線相比,有明顯的區(qū)別。它可使臨界轉(zhuǎn)差率S0>1,這樣不只使轉(zhuǎn)矩特性(機(jī)械特性)更接近于線性,而且具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩。因此,當(dāng)定子一有控制電壓,轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng),即具有起動(dòng)快、靈敏度高的特點(diǎn)。2、運(yùn)行范圍較廣。3、無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。正常運(yùn)轉(zhuǎn)的伺服電動(dòng)機(jī),只要失去控制電壓,電機(jī)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)失去控制電壓后,它處于單相運(yùn)行狀態(tài),由于轉(zhuǎn)子電阻大,定子中兩個(gè)相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個(gè)轉(zhuǎn)矩特性(T1-S1、T2-S2曲線)以及合成轉(zhuǎn)矩特性(T-S曲線)。濟(jì)南交流伺服電機(jī)
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