三相电机型号及参数表伺服电机的灵魂不懈地探索控制之道
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。
速度控制与转矩控制通常采用模拟量输入进行调节,而位置控制则通过脉冲信号来实现。具体而言,若客户对速度、位置无特殊要求,只需恒定输出转矩,则可采纳转矩模式。如果对精度有一定要求,但不太关注实时转矩,可以选择速度或位置模式。若上位系统具备良好的闭环控制能力,使用速度控制效果更佳。此外,对于基本无实时性要求的情形,可采用位置控制,不必过分关注上位系统的高效性能。
从伺服驱动器响应速度来看,转矩模式运算量最少,其响应最快;而位置模式则需要最大化运算量,其响应时间最长。在追求动态性能极高的情况下,需要对电机进行实时调整。若本身操作速率较慢(如PLC或低端运动),建议采用位置方式;如果操作速率较快,可以选择速度方式,将位置环移至上位减轻驱动器负担提升效率;在此基础上,有更先进上位设备,还可以考虑使用转矩方式,使得完全不再依赖伺服电机。
为了评估驱动器性能,有一项名为响应带宽的比较标准。当以方波信号不断正反调频试验后,如果包络线顶点达到70.7%即表示失步,此时频率表现能直观显示产品优势,一般电流环可达1000Hz以上,而速度环仅能到几十Hz。
转矩控制:通过模拟输入设定电机轴输出力矩大小,如10V=5Nm,当设置为5V时输出2.5Nm,这样当负载低于2.5Nm正转,大于2.5Nm反转适用于受力严格要求场合,如缠绕放卷装置。
位置控制:通过脉冲频率设定旋钮角度或脉冲个数确定角度,或某些伺服支持通讯赋值,以确保精确操控,如数控机床印刷机械应用广泛。
速度模式:模拟输入或脉冲频率均可调节旋钮速率,在有PID外环辅助下的高速操控亦可做到精确定位,但需将编码器信号反馈给主控。
三环论述:伺服通常包含三个闭环PID调整系统,最内层是电流环在驱动器内部自行调整,以保持设定的电流,并保证最佳稳定性。而中间的是速度环,它利用编码器检测并与内层相互补偿,从而提供准确的旋钮速率。最后是外层,即所谓“第三圈”负责处理高度复杂且多变环境中的任务,比如直接从实际工作条件获取数据进行反馈,以获得最高级别的人工智能水平。