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          伺服電機的控制方式簡述

          • 瀏覽次數:7743次
          • 發布時間:2016/3/30 16:35:56
          • 作者:量值溯源

            一般伺服電機都有三種控制方式,即:速度控制方式,轉矩控制方式和位置控制方式,其中速度控制和轉矩控制都是用模擬量來控制的,而位置控制是通過發脈沖來控制的。本文詳細介紹伺服電機的控制方式。

          伺服電機控制方式

            一般伺服電機主要有三種控制方式,即速度控制方式,轉矩控制方式和位置控制方式,下面分別對每種控制方式進行詳細說明。

          01速度控制方式

            通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進行轉動速度的控制,在有上位機控制裝置的外環PID控制時,速度模式也可以進行定位,但必須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位機反饋以做運算用。速度模式也支持直接負載外環檢測位置信號,此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉速,位置信號就由直接的最終負載端的檢測裝置來提供了,這樣的優點在于可以減少中間傳動過程中的誤差,增加了整個系統的定位精度。

          02轉矩控制方式

            轉矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設定電機軸對外的輸出轉矩的大小,具體表現為:例如10V對應5Nm的話,當外部模擬量設定為5V時,電機軸輸出為2.5Nm,如果電機軸負載低于2.5Nm時電機正轉,外部負載等于2.5Nm時電機不轉,大于2.5Nm時電機反轉??梢酝ㄟ^即時的改變模擬量的設定來改變設定力矩的大小,也可以通過通訊方式改變對應的地址的數值來實現。應用主要在對材質的受力有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中,例如繞線裝置或拉光纖設備。

          03位置控制方式

            位置控制方式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉動速度的 大小,通過脈沖的個數來確定轉動的角度,也有些伺服驅動器可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值。由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制,所以一般應用于定位裝置,應用領域如數控機床、印刷機械等等。

          控制方式的選擇

            如何選擇伺服電機的控制方式呢? 就伺服驅動器的響應速度來看,轉矩模式運算量最小,驅動器對控制信號的響應最快;位置模式運算量最大,驅動器對控制信號的響應最慢。

            如果您對電機的速度、位置都沒有要求,只要輸出一個恒轉矩,當然是用轉矩模式。

            如果對位置和速度有一定的精度要求,而對實時轉矩不是很關心,用轉矩模式不太方便,用速度或位置模式比較好。如果上位控制器有比較好的閉環控制功能,用速度控制效果會好一點。如果本身要求不是很高,或者,基本沒有實時性的要求,用位置控制方式對上位控制器沒有很高的要求。

            如果對運動中的動態性能有比較高的要求時,需要實時對電機進行調整。那么如果控制器本身的運算速度很慢(比如PLC,或低端運動控制器),就用位置方式控制。如果控制器運算速度比較快,可以用速度方式,把位置環從驅動器移到控制器上,減少驅動器的工作量,提高效率(比如大部分中高端運動控制器);如果有更好的上位控制器,還可以用轉矩方式控制,把速度環也從驅動器上移開,而且,這時完全不需要使用伺服電機。


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