南調(diào)機電設備——伺服驅(qū)動器的基本要求

伺服驅(qū)動器

1、調(diào)速范圍寬

2、定位精度高

3、有足夠的傳動剛性和高的速度穩(wěn)定性

4、快速響應，無超調(diào)

為了保證生產(chǎn)率和加工質(zhì)量，除了要求有較高的定位精度外，還要求有良好的快速響應特性，即要求跟蹤指令信號的響應要快，因為數(shù)控系統(tǒng)在啟動、制動時，要求加、減加速度足夠大，縮短進給系統(tǒng)的過渡過程時間，減小輪廓過渡誤差。

5、低速大轉(zhuǎn)矩，過載能力強

一般來說，伺服驅(qū)動器具有數(shù)分鐘甚至半小時內(nèi)1.5倍以上的過載能力，在短時間內(nèi)可以過載4～6倍而不損壞。

6、可靠性高

要求數(shù)控機床的進給驅(qū)動系統(tǒng)可靠性高、工作穩(wěn)定性好，具有較強的溫度、濕度、振動等環(huán)境適應能力和很強的抗干擾的能力。

對電機的要求

1、從速到速電機都能平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩波動要小，尤其在低速如0.1r/min或更低速時，仍有平穩(wěn)的速度而無爬行現(xiàn)象。

2、電機應具有大的較長時間的過載能力，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、為了滿足快速響應的要求，電機應有較小的轉(zhuǎn)動慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并具有盡可能小的時間常數(shù)和啟動電壓。

4、電機應能承受頻繁啟、制動和反轉(zhuǎn)。

南調(diào)機電設備——伺服驅(qū)動器調(diào)零方法之一

一般在編碼器從伺服電機上拆下來后都需要進行調(diào)零，否則上機運行過程中就會報錯，飛車等。

像三菱，安川，松下，三洋增量式編碼器的輸出信號為方波信號，具備兩相正交方波脈沖輸出信號A和B，以及零位信號Z，其對齊方法如下：

1.給電機的UV繞組通以小于額定電流的直流電，V入，U出，將電機軸定向至一個平衡位置；

2.用示波器觀察編碼器的Z信號； 因為日系三菱，安川，松下，三洋等編碼器走的都是不公開的協(xié)議，一般需要借助伺服驅(qū)動器來輸出來，A,B,Z信號，這些伺服驅(qū)動器的說明書上都有詳細的信號說明。

3.調(diào)整編碼器轉(zhuǎn)軸與電機軸的相對位置，調(diào)整的時候不要撤掉電源，讓電機軸一直固定在平衡位置。

4.一邊調(diào)整，一邊觀察編碼器Z信號跳變，直到Z信號穩(wěn)定在高電平上（在此默認Z信號的常態(tài)為低電平），鎖定編碼器與電機的相對位置關系； 有些朋友喜歡用二極管接在z信號上，代替示波器，通過二極的發(fā)光來判斷Z信號，因為電機每旋轉(zhuǎn)圈，會發(fā)出一個Z信號。

5.來回扭轉(zhuǎn)電機軸，撒手后，若電機軸每次自由回復到平衡位置時，Z信號都能穩(wěn)定在高電平上，則對齊有效。

南調(diào)機電設備——伺服驅(qū)動器控制交流永磁伺服電機

隨著現(xiàn)代電機技術、現(xiàn)代電力電子技術、微電子技術、永磁材料技術、交流可調(diào)速技術及控制技術等支撐技術的快速發(fā)展，使得永磁交流伺服技術有著長足的發(fā)展。永磁交流伺服系統(tǒng)的性能日漸提高，價格趨于合理，使得永磁交流伺服系統(tǒng)取代直流伺服系統(tǒng)尤其是在高精度、要求的伺服驅(qū)動領域成了現(xiàn)代電伺服驅(qū)動系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。

伺服驅(qū)動器在控制交流永磁伺服電機時，可分別工作在電流（轉(zhuǎn)矩）、速度、位置控制方式下。系統(tǒng)的控制結構框圖如圖4所示由于交流永磁伺服電機（pmsm）采用的是磁鐵勵磁，其磁場可以視為是恒定；同時交流永磁伺服電機的電機轉(zhuǎn)速就是同步轉(zhuǎn)速，即其轉(zhuǎn)差為零。這些條件使得交流伺服驅(qū)動器在驅(qū)動交流永磁伺服電機時的數(shù)學模型的復雜程度得以大大的降低。從圖4可以看出，系統(tǒng)是基于測量電機的兩相電流反饋（ia、ib）和電機位置。將測得的相電流（ia、ib）結合位置信息，經(jīng)坐標變化（從a，b，c坐標系轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)子d，q坐標系），得到id、iq分量，分別進入各自得電流調(diào)節(jié)器。電流調(diào)節(jié)器的輸出經(jīng)過反向坐標變化（從d，q坐標系轉(zhuǎn)換到a，b，c坐標系），得到三相電壓指令。控制芯片通過這三相電壓指令，經(jīng)過反向、后，得到6路pwm波輸出到功率器件，控制電機運行。系統(tǒng)在不同指令輸入方式下，指令和反饋通過相應的控制調(diào)節(jié)器，得到下一級的參考指令。在電流環(huán)中，d，q軸的轉(zhuǎn)矩電流分量（iq）是速度控制調(diào)節(jié)器的輸出或外部給定。而一般情況下，磁通分量為零（id=0），但是當速度大于限定值時，可以通過弱磁（id《0），得到更高的速度值。

從a，b，c坐標系轉(zhuǎn)換到d，q坐標系有克拉克（clarke）和帕克（park）變換來是實現(xiàn)；從d，q坐標系轉(zhuǎn)換到a，b，c坐標系是有克拉克和帕克的逆變換來是實現(xiàn)的。

南調(diào)機電設備——了解伺服驅(qū)動器的原理與作用常識

功率驅(qū)動單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進行整流，得到相應的直流電。經(jīng)過整流好的三相電或市電，再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅(qū)動三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅(qū)動單元的整個過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程。整流單元（AC-DC）主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路。

南調(diào)機電設備——伺服驅(qū)動器的作用：

伺服驅(qū)動器是驅(qū)動伺服電機使設備產(chǎn)生動力而正常運轉(zhuǎn)，它的功能細分的話有很多種，而隨著品牌的不同功能性也不盡相同。盤點一下大致有以下幾個方面：

1、再生與動態(tài)制動功能；

2、快速停機瞬間掉電保護功能；

3、系統(tǒng)電壓監(jiān)控，低壓警告功能；

4、分組化參數(shù)設置、在線切換任意控制模式；

5、參數(shù)管理、監(jiān)控、示波器功等能支持軟件調(diào)試。

6、控制電源交流輸入、可設置的寬電壓輸入；

目前伺服驅(qū)動器應用主要還是集中在工業(yè)自動化方面，在注塑機、紡織機械、包裝機械、數(shù)控機床等領域廣泛運用。