伺服電機的一般結構爲三個閉環控制,即電流環、速度環和位置環。一般情況下,對於交流伺服驅動器,可通過對其内部功能參數進行人工設定而實現位置控制、速度控制、轉矩控制等多種功能。那麽關於伺服電機有哪些需要知道的呢?
1如何正確(què)選擇伺服電(diàn)機和步進電(diàn)機?
答:主要視具體應用情況而定,簡單(dān)地說要確(què)定:負載的性質(如水平還是垂直負載等),轉矩、慣量、轉速、精度、加減速等要求,上位控制要求(如對端口界面和通訊方面的要求),主要控制方式是位置、轉矩還是速度方式。供電電源是直流還是交流電源,或電池供電,電壓範圍。據此以確(què)定電機和配用驅動器或控制器的型号。
2選擇步進電(diàn)機還(hái)是伺服電(diàn)機系統?
答:其實,選擇什麽樣的電(diàn)機應根據具體應用情況而定,各有其特點(diǎn)。
3如何配用步進電(diàn)機驅動(dòng)器?
答:根據電(diàn)機的電(diàn)流,配用大於(yú)或等於(yú)此電(diàn)流的驅動器。如果需要低振動或高精度時,可配用細分型驅動器。對於(yú)大轉矩電(diàn)機,盡可能用高電(diàn)壓型驅動器,以獲得良好的高速性能。
42相和5 相步進電(diàn)機(jī)有何區别,如何選擇?
答:2 相電(diàn)機成本低,但在低速時的震動較大,高速時的力矩下降快。 5 相電(diàn)機則振動較小,高速性能好,比 2 相電(diàn)機的速度高30~50% ,可在部分場(chǎng)合取代伺服電(diàn)機。
5何時(shí)選用直流伺服系統,它和交流伺服有何區(qū)别?
答:直流伺服電(diàn)機(jī)分爲有刷和無刷電(diàn)機(jī)。
有刷電機成本低,結構簡單,啓動轉矩大,調速範圍寬,控制容易,需要維護,但維護方便(換碳刷),産(chǎn)生電磁幹擾,對環境有要求。因此它可以用於(yú)對成本敏感的普通工業和民用場合。
無刷電機體積小,重量輕,出力大,響應快,速度高,慣量小,轉動平滑,力矩穩定。控制複雜,容易實現智能化,其電子換相方式靈活,可以方波換相或正弦波換相。電機免維護,效率很高,運行溫度低,電磁輻射很小,長(zhǎng)壽命,可用於(yú)各種環境。
交流伺服電(diàn)機也是無刷電(diàn)機,分爲同步和異步電(diàn)機,目前運動控制中一般都用同步電(diàn)機,它的功率範圍大,可以做到很大的功率。大慣量,高轉動速度低,且随著(zhe)功率增大而快速降低。因而适合做低速平穩運行的應用。
6使用電(diàn)機(jī)時要注意的問題?
答:上電(diàn)運行前要作如下檢(jiǎn)查:
1)電源電壓是否合适(過壓很可能造成驅動模塊的損壞);對於(yú)直流輸入的 +/- 極性一定不能接錯(cuò),驅動控制器上的電機型号或電流設定值是否合适(開始時不要太大);
2)控制信号線接牢靠,工業現場(chǎng)要考慮屏蔽問題(如採(cǎi)用雙絞線);
3)不要開(kāi)始時就把需要接的線全接上,隻連成基本的系統,運行良好後(hòu),再逐步連接。
4)一定要搞清楚接地方法,還(hái)是採(cǎi)用浮空不接。
5)開始運行的半小時内要密切觀察電(diàn)機的狀态,如運動是否正常,聲音和溫升情況,發現問題立即停機調(diào)整。
7步進電(diàn)機啓運行時有時還(hái)會失步,是什麽問題?
進電(diàn)機啓動運行時,有時動一下就不動瞭(le)或原地來回動,運行時有時還會失步,一般要考慮以下方面作檢查:
1)電(diàn)機力矩是否足夠大,能否帶(dài)動負載,因此我們一般推薦用戶選型時要選用力矩比實際需要大50%~100% 的電(diàn)機,因爲步進電(diàn)機不能過負載運行,哪怕是瞬間,都會造成失步,嚴重時停轉或不規則原地反複動。
2)上位控制器來的輸入走步脈沖(chōng)的電流是否夠大(一般要 >10mA ),以使光耦穩定導(dǎo)通,輸入的頻率是否過高,導(dǎo)緻接收不到,如果上位控制器的輸出電路是CMOS 電路,則也要選用 CMOS 輸入型的驅動器。
3)啓動頻率是否太高,在啓動程序上是否設置瞭(le)加速過程,從電機規定的啓動頻率内開始加速到設定頻率,哪怕加速時間很短,否則可能就不穩定,甚至處於(yú)惰态。
4)電機未固定好時,有時會出現此狀況,則屬於(yú)正常。因爲,實際上此時造成瞭(le)電機的強烈共振而導緻進入失步狀态。電機必須固定好。
5)對於(yú) 5 相電機來說,相位接錯(cuò),電機也不能工作。
8我想通過(guò)通訊方式直接控制伺服電(diàn)機,可以嗎?
可以的,也比較方便,隻是速度問題,用於(yú)對響應速度要求不太高的應用。如果要求快速的響應控制參數,用伺服運動控制卡,一般它上面有DSP 和高速度的邏輯處理電路,以實現高速高精度的運動控制。如 S 加速、多軸插補(bǔ)等。
9用開關電(diàn)源給(gěi)步進和直流電(diàn)機系統供電(diàn)好不好?
一般不要,特别是大力矩電(diàn)機,除非選用比需要的功率大一倍以上的開關電(diàn)源。因爲,電(diàn)機工作時是大電(diàn)感型負載,會對電(diàn)源端形成瞬間的高壓。而開關電(diàn)源的過載性能不好,會保護關斷,且其精密的穩壓性能又不需要,有時可能造成開關電(diàn)源和驅動器的損壞。可以用常規的環形或R 型變(biàn)壓器變(biàn)壓的直流電(diàn)源。
10用±10V或4~20mA的直流電(diàn)壓來控制步進電(diàn)機(jī),可以嗎?
可以,但需要另外的轉換(huàn)模塊(kuài)。
11有一個的伺服電機帶編(biān)碼器反饋,可否用隻帶測(cè)速機口的伺服驅動器控制?
可以,需要配一個編(biān)碼器轉測(cè)速機信号模塊。
12伺服電(diàn)機(jī)的碼盤部分可以拆開嗎?
禁止拆開,因爲碼盤内的石英片很容易破裂,且進入灰塵(chén)後(hòu),壽命和精度都将無法保證,需要專業人員檢修。
13步進和伺服電(diàn)機(jī)可以拆開檢修或改裝嗎?
不要,讓廠(chǎng)家去做,拆開後沒有專業設備(bèi)很難安裝回原樣,電機的轉定子間的間隙無保證。磁鋼材料的性能被破壞,甚至造成失磁,電機力矩大大下降。
14伺服控制器能夠感知外部負(fù)載的變(biàn)化嗎?
如遇到設(shè)定阻力時停止、返回或保持一定的推力跟進(jìn)。
15可以将國産(chǎn)的驅動器或電(diàn)機和國外的電(diàn)機或驅動器配用嗎?
原則上是可以的,但要搞清楚電機的技術參(cān)數後才能配用,否則會大大降低應有的效果,甚至影響長(zhǎng)期運行和壽命。向供應商咨詢後再決定。
16使用大於(yú)額定電(diàn)壓值的直流電(diàn)源電(diàn)壓驅動電(diàn)機安全嗎?
正常來說這不是問題,隻要電(diàn)機在所設定的速度和電(diàn)流極限值内運行。因爲電(diàn)機速度與電(diàn)機線電(diàn)壓成正比,因此選擇某種電(diàn)源電(diàn)壓不會引起過速,但可能發生驅動(dòng)器等故障。