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南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服驅(qū)動(dòng)器的工作模式
伺服驅(qū)動(dòng)器的工作模式主要有:
1.開環(huán)模式
用于無(wú)刷電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器。與有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電壓模式類似,主要控制無(wú)刷電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出負(fù)載率。
2.電壓模式
用于有刷電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器。主要控制有刷電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓。
3.電流模式(力矩模式)
用于在速度或位置環(huán)工作的驅(qū)動(dòng)器。主要控制伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出電流(力矩),通過(guò)調(diào)整負(fù)載率保持輸入命令的電流值。
4.IR補(bǔ)償模式
與閉環(huán)速度模式相似,用于控制無(wú)速度反饋裝置電機(jī)的速度。驅(qū)動(dòng)器會(huì)調(diào)整負(fù)載率來(lái)補(bǔ)償輸出電流的變動(dòng)。當(dāng)命令響應(yīng)為線性時(shí),在力矩?cái)_動(dòng)情況下,此模式的精度就比不上閉環(huán)速度模式了。
5.Hall速度模式
用于高速運(yùn)動(dòng)控制。主要利用電機(jī)上hall傳感器的頻率,形成速度閉環(huán)。由于hall傳感器的低分辨率,此模式一般不用于低速運(yùn)動(dòng)應(yīng)用。
6.編碼器速度模式
用于各種速度的平滑運(yùn)動(dòng)控制。此模式利用電機(jī)上編碼器脈沖的頻率來(lái)形成速度閉環(huán),由于編碼器的高分辨率,可用于平滑運(yùn)動(dòng)控制。
7.測(cè)速機(jī)模式
用于高精度的速度控制。此模式利用電機(jī)上模擬測(cè)速機(jī),形成速度閉環(huán)。由于直流測(cè)速機(jī)的電壓為模擬連續(xù)性,此模式在低速情況下容易受到干擾。
8.模擬位置環(huán)模式(ANP模式)
用于電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)位置的控制。模擬位置環(huán)模式是一種在模擬裝置中提供位置反饋的變化的速度模式(如可調(diào)電位器、變壓器等)。在此模式下,電機(jī)速度正比于位置誤差,擁有更快速的響應(yīng)和更小的穩(wěn)態(tài)誤差。
南調(diào)機(jī)電設(shè)備——10kW伺服驅(qū)動(dòng)器三個(gè)核心單元的優(yōu)選器件推薦
伺服驅(qū)動(dòng)器是將380v 或 220v、 50Hz 工頻交流電整流、濾波后得到一個(gè)較平滑的直流電,經(jīng)過(guò)剎車制動(dòng)單元,再由IGBT或 MOSFET組成的逆變電路將該直流電逆變?yōu)?15~100kHz的交流電接入電機(jī)系統(tǒng)。應(yīng)用于該10kW伺服驅(qū)動(dòng)器的功率轉(zhuǎn)換單元,搭配電機(jī)控制MCU和驅(qū)動(dòng),通過(guò)對(duì)電壓、電流信號(hào)的回饋進(jìn)行處理,實(shí)現(xiàn)整機(jī)閉環(huán)控制,采用脈寬調(diào)制PWM控制技術(shù)獲得良好的電機(jī)調(diào)果。
功率轉(zhuǎn)換單元
功率轉(zhuǎn)換單元是10kW伺服驅(qū)動(dòng)器的核心,該單元將工頻交流電轉(zhuǎn)化為直流電,濾波電路實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓及支撐逆變側(cè)能量,逆變電路實(shí)現(xiàn)直流電逆變?yōu)榻涣麟姀亩鴰?dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。該系列模塊內(nèi)置溫度傳感電阻,一體化設(shè)計(jì)集成整流、制動(dòng)、逆變,優(yōu)化的內(nèi)部布線,低電感設(shè)計(jì),可以有效降低伺服系統(tǒng)電磁干擾(EMI)和開關(guān)損耗。
控制單元
在控制單元中,Renesas提供了32位MCU,RZ/T1系列,其主要優(yōu)勢(shì)為:ARM Cortex-R4F 單核或者 R4F M3 雙核,主頻 600MHz,包上的浮點(diǎn)運(yùn)算單元、1M的片上SRAM擴(kuò)展,豐富的通信接口,如:以太網(wǎng) MAC、EtherCAT,自帶編碼器接口,支持多種編碼器協(xié)議,集算法控制和網(wǎng)絡(luò)通信于一身,集成度高,有利于電機(jī)調(diào)速性能改進(jìn)。
通信單元
Silicon Labs針對(duì)CAN、485以及I/O口通信提供了高集成度隔離方案,代表產(chǎn)品為Si86xx/Si88xx系列,其特性如下:
1)高傳輸速率(150Mbs),高達(dá) 5KV 隔離電壓。
2)瞬態(tài)抑制能力 50KV/us。
3)AEC-Q100認(rèn)證,汽車級(jí)品質(zhì)。
4)Si88XX 集成片上 DC-DC 轉(zhuǎn)換器,可實(shí)現(xiàn)78%的和 2W 的峰值輸出功率。
5)低EMI,內(nèi)置防浪涌電流的軟啟動(dòng)功能。
如何正確安裝伺服驅(qū)動(dòng)器,介紹方法步驟如下:
1.安裝位置:室內(nèi),無(wú)水、無(wú)粉塵、無(wú)腐蝕氣體、良好通風(fēng)。
2.如何安裝:垂直安裝,通風(fēng)良好。
3.安裝到金屬的底板上。
4.如可能,請(qǐng)?jiān)诳刂葡鋬?nèi)另外安裝通風(fēng)風(fēng)扇。
5.驅(qū)動(dòng)器與電焊機(jī),放電加工設(shè)備等使用同一路電源,或驅(qū)動(dòng)器附高頻干擾設(shè)備,請(qǐng)采用隔離變壓器和有源濾波器。
6.請(qǐng)將伺服驅(qū)動(dòng)器安裝在干燥通風(fēng)良好的場(chǎng)所。
7.請(qǐng)盡量避免受到振動(dòng)或撞擊。
8.盡一切可能防止金屬粉塵及鐵霄進(jìn)入驅(qū)動(dòng)器內(nèi)。
南調(diào)機(jī)電——驅(qū)伺服動(dòng)器運(yùn)動(dòng)什么還有驅(qū)控一體的說(shuō)法?
對(duì)于伺服驅(qū)動(dòng)器,傳統(tǒng)產(chǎn)品,即脈沖式驅(qū)動(dòng)器,主要提供“驅(qū)”方面的功能,實(shí)現(xiàn)位置控制;總線驅(qū)動(dòng)器流行以來(lái),加強(qiáng)了“控”方面的功能,例如限位、減速和急停等信號(hào)的處理,速度和加速度的控制,直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)的控制,位置、速度和扭矩的反饋,等等。
一個(gè)好的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),不僅需要對(duì)位置進(jìn)行控制,還要實(shí)現(xiàn)對(duì)速度和加速度的控制,這樣才能保證應(yīng)用系統(tǒng)的效率、工藝要求和性能(尤其是力學(xué)性能,例如減少振動(dòng),提高動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性),這就需要一個(gè)主控卡來(lái)實(shí)現(xiàn)所有驅(qū)動(dòng)器的協(xié)調(diào)、運(yùn)動(dòng)指令輸入和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的采集。
控制器主要是指多個(gè)軸位置軌跡規(guī)劃,速度規(guī)劃,著重于規(guī)劃,這是基本的,另外還加上IO邏輯控制。比如維宏控制器和固高卡,它們根據(jù)用戶的輸入(比如一個(gè)CNC加工文件、一個(gè)CAD設(shè)計(jì)圖紙)然后通過(guò)這個(gè)卡計(jì)算輸出都是指令(速度指令)等。
驅(qū)動(dòng)器更著重于對(duì)電機(jī)的控制,一般包括位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制三個(gè)控制環(huán),一般沒(méi)有規(guī)劃的能力(有部分驅(qū)動(dòng)器有簡(jiǎn)單的位置和速度規(guī)劃能力)。比如維智伺服驅(qū)動(dòng)器、臺(tái)達(dá)伺服驅(qū)動(dòng)器、安川伺服驅(qū)動(dòng)器。它們是接受規(guī)劃好的指令進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的。
這兩者一般都是分開的,這是因?yàn)樗鼈児δ懿顒e還是比較大的,而且和實(shí)際應(yīng)用有很大關(guān)系,電機(jī)功率相差比較大,每個(gè)軸用的都可能不一樣,所以分開更加方便一點(diǎn)。當(dāng)然如果某些應(yīng)用要求比較,如果電機(jī)數(shù)量和功率都比較確定,而且要求硬件體積很小,那么做成一體顯然可以更好滿足要求。除了這一點(diǎn),我認(rèn)為其它所謂的優(yōu)勢(shì)都不大,分開的方式也是可以做的。