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伺服驅動器的工作原理和控制方法

bmller 2022-03-22

伺服驅動器的基本功能是電機驅動和信號反饋。目前,大多數伺服驅動器都有獨立的控制系統,通常使用數字信號處理器。高性能單片機。FPGA是主控芯片。控制系統輸出的信號為數字信號,信號電流小,不能直接驅動電機運動。

伺服驅動器還需要將數字信號轉換為模擬信號,并擴大驅動電機的運動。主控制系統電路集成在伺服驅動器中。基于功率設備的驅動電路。電流采集電路。霍爾傳感器采集電路、過電壓、過電流、溫度檢測等保護電路。

伺服驅動器的工作原理和控制模式以數字信號處理器(DSP)為核心,實現更復雜的控制算法和數字化。網絡化和智能化。功率設備一般以智能功率模塊(IPM)為核心。IPM集成了檢測和保護過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障的驅動電路,并在主電路中增加了軟啟動電路,以減少啟動過程對驅動器的影響。


伺服驅動器的工作原理和控制方法


首先,功率驅動單元通過三相全橋整流電路輸入的三相電或市政電源獲得相應的直流電源。交流伺服電機由三相正弦PWM電壓逆變器變頻驅動。功率驅動單元的整個過程可以簡單地說是AC-DC-AC的過程。整流單元(AC-DC)的主要拓撲電路是三相全橋無法控制的整流電路。

伺服驅動器通常有三種控制方法:位置控制方法。扭矩控制方法。速度控制方法。
1.位置控制:位置控制模式通常通過外部輸入脈沖的頻率來確定旋轉速度,并通過脈沖的數量來確定旋轉角度。有些伺服可以通過通信直接分配速度和位移。由于位置模式可以嚴格控制速度和位置,因此通常用于定位裝置。
2.扭矩控制:扭矩控制模式是通過輸入外部模擬量或直接地址的分布來設置電機軸的外部輸出扭矩。設置的扭矩可以通過立即改變模擬量或通信來改變相應地址的值來改變。該應用程序主要用于對材料有嚴格要求的繞組和滾動裝置,如繞組裝置或拉伸光纖設備。扭矩設置應根據繞組半徑隨時改變,以確保材料的力半徑不會隨時改變。

速度模式:旋轉速度可以通過模擬輸入或脈沖頻率來控制。速度模式也可以定位在上部控制裝置的外環PID控制中,但必須反饋電機的位置信號或直接負載的位置信號。位置模式還支持直接負載外環檢測位置信號。此時,電機軸端的編碼器只檢測電機測量裝置。其優點是可以減少中間傳動過程中的誤差,提高整個系統的定位精度。

當然,只要輸出恒定扭矩,就不需要電機的速度和位置。如果對位置和速度有一定的精度要求,不太關心實時扭矩,使用扭矩模式不方便,最好使用速度或位置模式。如果上部控制器具有良好的閉環控制功能,則速度控制效果會更好。如果要求不是很高,或者基本上沒有實時要求,則采用位置控制模式。


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