电机类型分为哪几种伺服电机有三种控制方式它们如同三个忠实的仆人各司其职确保着机械世界的和谐运转
导语:电机控制的三种方式,每一种都有其独特之处,选择哪一种取决于客户的需求和运动功能的要求。速度控制和转矩控制通常通过模拟量来实现,而位置控制则是通过脉冲信号来调节。具体采用何种控制方式,需要根据客户的具体要求进行选择。
在没有对速度和位置有特别要求的情况下,只要输出恒定的转矩,使用转矩模式即可。如果对位置和速度有一定精度要求,但不太关注实时转矩,那么使用速度或位置模式会更为合适。如果上位系统具有良好的闭环控制功能,使用速度控制将获得更好的效果。而对于简单需求或者无需实时性高的应用,可以采用位置控制,这样对上位系统的要求较低。
从伺服驱动器响应速度来看,转矩模式所需运算最少,对于输入信号响应最快;而位置模式需要最大化运算量,对于输入信号响应最慢。此外,如果对运动性能有较高要求,就需要实时调整电机状态。在操作速度较慢的情境下,如PLC或低端运动设备,可以使用位置方式;如果操作快速,可考虑以减轻驱动器负担并提高效率(如中高端运动设备);对于拥有优越上位系统的情况,更可以选择转短方式,将整个过程简化至极限(通常专属于高端产品)。
评估一个伺服驱动器好坏的一个直接方法是观察其响应带宽。当进行转矩或速控测试时,用一个方波信号不断正反调频,使得示波器显示扫频图形,当包络线达顶点70.7%即表示失步,此时频率高度表明了该产品优势。一般来说,即使电流环能达到1000Hz以上,而仅仅以几十Hz为界的是速环。
1、 转矩 控制:这种方式主要依赖外部模拟量设定,以确保特定的输出力矩大小。例如,如果10V代表5Nm,那么设置5V将导致2.5Nm输出力矩。在负载低于2.5Nm且正向旋转、超过2.5Nm且反向旋转的情况下,该方法提供了灵活性。这通常用于缠绕装置及放卷装置,如饶线机等,因它们必须在材料受力稳定,并随半径变化调整力矩。
2、 位置 控制:这个模式允许用户通过脉冲频率决定电机旋轉方向与角度,或利用通讯接口直接设定目标角度/距离。由于其精确性,它常被用于数控工作台及印刷机械等领域,其应用广泛且准确。
3、 速控 模式:这两种类型均支持基于模拟量或脉冲频率执行高速旋轉调整。在配备PID闭环加强情况下,即便无法直接检测编码器信息,从其他来源获取数据也可实现精确定位。这一优点尤其适合复杂传输链路中的误差降低,同时提升整体定位精度。
4、 关於“三環”系統:伺服技术经常涉及三个环节关闭反馈PID調節系統—電流環、中間環(動作環)以及外围环(驅動環)。內圈為電流循環,在驱动器内部進行,並通過霍尔探测手段監測各相輸出電流對設置進行調整,以達到輸出電流與設定值接近平衡,這個循環負責產生轉數,因此當處於轉數態時運算最小且響應時間最佳。
第二圈為動作圈,它通過編碼器發生的訊號來進行閉迴路PID調節,其內部輸出的PID結果就是給予第一圈做為設定值,因此動作圈在任何情況都必須伴隨著第一圈一起運行,並同時實現對運動過程中的轉數與運動角度之間關聯性的調節。
第三層則稱為驅動圓,由於它可以構建在驅動機與編碼元件之間,也可以構建在終端負載與編碼元件之間,這取決於具體情況決定是否形成此類結構。
由於該最後一個閉迴路是在驅動機本身以及位於最終負載後面的環境中建立,因此當系統處於物體軸上的確切立場時,此種選項將會完成所有這些序列中的每一個循環執行所有必要的運算從而成為最高運算密集型並因此具有較長回應時間的一種狀態配置。