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南調(diào)機(jī)電——伺服驅(qū)動(dòng)器的工作原理
對電機(jī)的要求
1、從速到速電機(jī)都能平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)矩波動(dòng)要小,尤其在低速如0.1r/min或更低速時(shí),仍有平穩(wěn)的速度而無爬行現(xiàn)象。
2、電機(jī)應(yīng)具有大的較長時(shí)間的過載能力,以滿足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。一般直流伺服電機(jī)要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載4~6倍而不損壞。
3、為了滿足快速響應(yīng)的要求,電機(jī)應(yīng)有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩,并具有盡可能小的時(shí)間常數(shù)和啟動(dòng)電壓。
4、電機(jī)應(yīng)能承受頻繁啟、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)?! ∷欧?qū)動(dòng)器有哪些特點(diǎn) 1、伺服驅(qū)動(dòng)器軟件程序主要包括主程序、中斷服務(wù)程序、數(shù)據(jù)交換程序。
2、伺服驅(qū)動(dòng)器主程序主要用來完成系統(tǒng)的初始化、LO接口控制信號、DSP內(nèi)各個(gè)控制模塊寄存器的設(shè)置等。
3、伺服驅(qū)動(dòng)器所有的初始化工作完成后,主程序才進(jìn)入等待狀態(tài),以及等待中斷的發(fā)生,以便電流環(huán)與速度環(huán)的調(diào)節(jié)。
4、伺服驅(qū)動(dòng)器初始化主要包括DsP內(nèi)核的初始化、電流環(huán)與速度環(huán)周期設(shè)定、PWM初始化、四M啟動(dòng)、ADc初始化與啟動(dòng)、QEP初始化、矢量與永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的初始位置初始化、多次伺服電機(jī)相電流采樣、求出相電流的零偏移量、電流與速度P調(diào)節(jié)初始化等。
5、PWM定時(shí)中斷程序有的用來對霍爾電流傳感器采樣A、B兩相電流ia、ib進(jìn)行采樣、定標(biāo),以及根據(jù)磁場定向控制原理,計(jì)算轉(zhuǎn)子磁場定向角,再角,再生成PWM信號對位置環(huán)與速度環(huán)進(jìn)行控制。
6、功率驅(qū)動(dòng)保護(hù)中斷程序主要用于檢測智能功率模塊的故障輸出。
7、光電編碼器零脈沖捕獲中斷程序可實(shí)現(xiàn)對編碼器反饋零脈沖確地捕獲,從而可以得到交流永磁同步電機(jī)矢量變換定向角度的修正值。
8、數(shù)據(jù)交換程序主要包括與上位機(jī)的通信程序、EEPRoM參的讀取、數(shù)碼管顯示程序等。參數(shù)的存儲(chǔ)控制器鍵盤值。
9、伺服驅(qū)動(dòng)器軟件主程序流程圖。
南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服驅(qū)動(dòng)器的七個(gè)常見故障及其檢修
1、示波器檢查驅(qū)動(dòng)器的電流監(jiān)控輸出端時(shí),發(fā)現(xiàn)它全為噪聲,無法讀出
故障原因:電流監(jiān)控輸出端沒有與交流電源相隔離(變壓器)?!?處理方法:可以用直流電壓表檢測觀察。
2、電機(jī)在一個(gè)方向上比另一個(gè)方向跑得快
(1)故障原因:無刷電機(jī)的相位搞錯(cuò)。 處理方法:檢測或查出正確的相位?!?
(2)故障原因:在不用于測試時(shí),測試/偏差開關(guān)打在測試位置?!? 處理方法:將測試/偏差開關(guān)打在偏差位置?!?
(3)故障原因:偏差電位器位置不正確?!? 處理方法:重新設(shè)定。
3、電機(jī)失速
故障原因:速度反饋的極性搞錯(cuò)。 處理方法:可以嘗試以下方法?!?
a.如果可能,將位置反饋極性開關(guān)打到另一位置。(某些驅(qū)動(dòng)器上可以)
b.如使用測速機(jī),將驅(qū)動(dòng)器上的TACH 和TACH-對調(diào)接入。
c.如使用編碼器,將驅(qū)動(dòng)器上的ENC A和ENC B對調(diào)接入?! ?
d.如在HALL速度模式下,將驅(qū)動(dòng)器上的HALL-1和HALL-3對調(diào),再將Moto r-A和Motor-B對調(diào)接好。
4、LED燈是綠的,但是電機(jī)不動(dòng)
(1)故障原因:一個(gè)或多個(gè)方向的電機(jī)禁止動(dòng)作?!√幚矸椒ǎ簷z查 INHIBIT和 –INHIBIT端口。
(2)故障原因:命令信號不是對驅(qū)動(dòng)器信號地的?!√幚矸椒ǎ簩⒚钚盘柕睾万?qū)動(dòng)器信號地相連
5、上電后,驅(qū)動(dòng)器的LED燈不亮 故障原因:供電電壓太低,小于電壓值要求?! √幚矸椒ǎ簷z查并提高供電電壓。
6、當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),LED燈閃爍
(1)故障原因:HALL相位錯(cuò)誤?! √幚矸椒ǎ簷z查電機(jī)相位設(shè)定開關(guān)是否正確。
(2)故障原因:HALL傳感器故障 處理方法:當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)檢測Hall A, Hall B, Hall C的電壓。電壓值應(yīng)該在 5VDC和0之間。
7、LED燈始終保持紅色 故障原因:存在故障?! √幚矸椒ǎ涸?過壓、欠壓、短路、過熱、驅(qū)動(dòng)器禁止、HALL無效。
南調(diào)機(jī)電設(shè)備——伺服驅(qū)動(dòng)器的選型步驟
選型步驟大體如下:
1.需求分析。
確定轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速精度或定位精度、安裝尺寸、是否需要閉環(huán)、成本;
2.選擇電機(jī)。
首先確定電機(jī)類型;然后根據(jù)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、安裝尺寸選擇電機(jī);
3.選擇反饋元件
根據(jù)是否需要閉環(huán),決定是否選用反饋元件,如編碼器、測速機(jī)、旋變等;
根據(jù)轉(zhuǎn)速精度或定位精度選擇反饋元件的類型及參數(shù)。
4.選擇驅(qū)動(dòng)器。
根據(jù)電機(jī)功率,和以上綜合因素選擇驅(qū)動(dòng)器;
選擇驅(qū)動(dòng)器時(shí),不僅需考慮和電機(jī)的匹配,還需考慮控制方式。選擇適合自己控制器的控制方式,也很重要。
主要視具體應(yīng)用情況而定,簡單地說要確定:負(fù)載的性質(zhì)(如水平還是垂直負(fù)載等),轉(zhuǎn)矩、慣量、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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,電壓范圍。據(jù)此以確定電機(jī)和配用驅(qū)動(dòng)器或控制器的型號。
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選擇合適的伺服電機(jī)系統(tǒng)需要知道的技術(shù)數(shù)據(jù)有:
1)力矩范圍 中小力矩(一般在20Nm以下) 小中大,全范圍
2)速度范圍 低(一般在2000RPM以下,大力矩電機(jī)小于1000RPM) 高(可達(dá)5000RPM),直流伺服電機(jī)更可達(dá)1~2萬轉(zhuǎn)/分
3)控制方式 主要是位置控制 多樣化智能化的控制方式,位置/轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩方式
4)平滑性 低速時(shí)有振動(dòng)(但用細(xì)分型驅(qū)動(dòng)器則可明顯改善) 好,運(yùn)行平滑
5)精度 一般較低,細(xì)分型驅(qū)動(dòng)時(shí)較高 高(具體要看反饋裝置的分辨率)
6)矩頻特性 高速時(shí),力矩下降快 力矩特性好,特性較硬
7)過載特性 過載時(shí)會(huì)失步 可3~10倍過載(短時(shí))
8)反饋方式 大多數(shù)為開環(huán)控制,也可接編碼器,防止失步 閉環(huán)方式,編碼器反饋
9)編碼器類型 - 光電型旋轉(zhuǎn)編碼器(增量型/型),旋轉(zhuǎn)變壓器型
10)響應(yīng)速度 一般 快
11)耐振動(dòng) 好 一般(旋轉(zhuǎn)變壓器型可耐振動(dòng))
12)溫升 運(yùn)行溫度高 一般
13)維護(hù)性 基本可以免維護(hù) 較好
14)價(jià)格 低 高