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拓達直流伺服恒功率調速方式
就是所謂的弱磁調速,這種調速方式,本質是恒轉矩調速方式的一種補充,主要是有些場合,需要比較寬的調速範圍,比如有些龍門床,需要電機加工時候進刀非常慢,扭矩要很高;而退回來時候扭矩很輕看是要跑非常快,這時候進刀時候用恒轉矩調速模式,而退回來時候用弱磁調速方式,這時候電機的最大功率是不變的。
也有些電動車,低速上坡時候要跑很慢,需要很大扭力,而平路阻力小又想跑非常快,這時候也需要用到恒功率調速,類似於(yu) 機械變檔或者調減速比的方式來調速。一般弱磁調速,是不適合於(yu) 永磁電機的,因此磁通Φ無法單獨控製。
要弱磁,就是直接減少氣隙磁通Φ的大小,這時候可以降低勵磁線圈的電流,一般也會(hui) 在勵磁線圈使用可控矽或者場效應管這些來做一個(ge) PI調整回來輸出一個(ge) 電流源來實現。
弱磁調速的時候,電機轉速越高,電機輸出的最大扭矩會(hui) 越小,這個(ge) 是需要注意的,而且一般也不會(hui) 無限製的減小下去,大概能控製在額定勵磁電流的90%左右。
拓達低壓直流伺服電機恒轉矩調速方式
電樞電壓控製,在晶閘管和IGBT這些沒有被發明前,控製起來也不是容易的事情了,畢竟功率比較大,早期是通過一台發電機直流發電來控製的,通過調整發電機的磁通就可以控製發電機的輸出電壓,進而調整了電樞電壓大小的。
在晶閘管可控矽被發明出來以後,通過給可控矽施加交流輸入電壓,利用移相觸發技術控製可控矽的導通角,就可以把交流電整流成一定脈動的直流電,因為(wei) 直流電機是大感性負載,脈動直流電會(hui) 被大電感緩衝(chong) 穩定下來。這個(ge) 直流電的電壓是可以調整的,和可控矽的導通角成一定的比例關(guan) 係。這種調速技術是非常成熟可靠的,在上個(ge) 世紀中後期得到了廣泛的工業(ye) 應用。
另外場效應管和IGBT之類的器件出現以後,直流電機調速還可以做得更加精密了,可以利用PWM斬波技術,讓輸出的直流電壓非常穩定,這樣直流電機的轉速波動非常小,如果讓電機的轉子變長點,轉動慣量變小了,外加了位置環進去,還可以實現精確的定位控製,這個(ge) 就是所謂的直流伺服係統了。
恒轉矩模式下,要先保持氣隙磁通Φ恒定,直流電機的定子和轉子磁場是正交狀態的,互相沒有影響。要保持Φ恒定,隻要保證勵磁線圈的電流穩定在一個(ge) 值就可以了。理論上給一個(ge) 恒流源來控製勵磁線圈的電流是比較完美的,但是因為(wei) 電流源不好找,而一般給勵磁線圈施加一個(ge) 穩定的電壓值,也可以近似讓勵磁電流穩定,進而讓氣隙磁通Φ恒定。如果是永磁直流電機,用永磁鐵來替代了勵磁線圈,磁通是永久恒定的,所以不用操這個(ge) 心了。
簡單的調整電壓,並不能滿足負載波動比較厲害的場合,所以引進了串級調速係統,通過檢測電機的電流和轉速,分別弄出電流環內(nei) 環和速度環外環了,使用PID算法,有效的滿足了負載波動狀況下的調速,讓直流電機的調速工作特性非常“硬”,也就是最大轉矩不會(hui) 受到轉速的波動而變化,實現了真正的恒扭矩輸出。這種調速方式,一直是交流調速係統的模仿對方,比如變頻器矢量控製,就是模仿這種方式而實現的。如果隻用電流環內(nei) 環,還可以直接控製電機輸出一定的扭矩,滿足不同的拉伸和卷曲等控製要求。
拓達低壓直流伺服電機調速,往往說他的是勵有刷直流電機調速,根據直流電機的轉速方程,轉速n=(電樞電壓U-電壓電流Ia*內(nei) 阻Ra)÷(常數Ce*氣隙磁通Φ),因為(wei) 電樞的內(nei) 阻Ra非常小,所以電壓電流Ia*內(nei) 阻Ra≈0,這樣轉速n=(電樞電壓U)÷(常數Ce*氣隙磁通Φ),隻要在氣隙磁通Φ恒定下調整電樞電壓U,就可以調整直流電機的轉速n;或者在電樞電壓U恒定下調整氣隙磁通Φ,同樣可以調整電機的轉速n,前者叫恒轉矩
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複查接線沒有錯誤後,伺服電機和控製卡(以及PC)上電。此時電機應該不動,而且可以用外力輕鬆轉動,如果不是這樣,檢查使能信號的設置與(yu) 接線。
用外力轉動電機,檢查控製卡是否可以正確檢測到電機位置的變化,否則檢查編碼器信號的接線和設置。
將控製卡斷電,連接控製卡與(yu) 伺服之間的信號線。
以下的線是必須要接的:控製卡的模擬量輸出線、使能信號線、伺服輸出的編碼器信號線。
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如果不能控製,檢查模擬量接線及控製方式的參數設置。
確認給出正數,電機正轉,編碼器計數增加;給出負數,電機反轉轉,編碼器計數減小。
如果電機帶有負載,行程有限,不要采用這種方式。
測試不要給過大的電壓,建議在1V以下。
如果方向不一致,可以修改控製卡或電機上的參數,使其一致。
對於(yu) 一個(ge) 閉環控製係統,如果反饋信號的方向不正確,後果肯定是災難性的。
通過控製卡打開伺服的使能信號。
這是伺服應該以一個(ge) 較低的速度轉動,這就是傳(chuan) 說中的“零漂”。
一般控製卡上都會(hui) 有抑製零漂的指令或參數。
使用這個(ge) 指令或參數,看電機的轉速和方向是否可以通過這個(ge) 指令(參數)控製。
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在閉環控製過程中,零漂的存在會(hui) 對控製效果有一定的影響,最好將其抑製住。
使用控製卡或伺服上抑製零飄的參數,仔細調整,使電機的轉速趨近於(yu) 零。
由於(yu) 零漂本身也有一定的隨機性,所以,不必要求電機轉速絕對為(wei) 零。
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再次通過控製卡將伺服使能信號放開,在控製卡上輸入一個(ge) 較小的比例增益,至於(yu) 多大算較小,這隻能憑感覺了,如果實在不放心,就輸入控製卡能允許的最小值。將控製卡和直流伺服的使能信號打開。這時,電機應該已經能夠按照運動指令大致做出動作了。
細調控製參數,確保電機按照控製卡的指令運動,這是必須要做的工作,而這部分工作,更多的是經驗,這裏隻能從(cong) 略了。
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將此狀態保存,確保控製卡再次上電時即為(wei) 此狀態。
在直流伺服電機上。
設置控製方式。
設置使能由外部控製。
編碼器信號輸出的齒輪比。
設置控製信號與(yu) 電機轉速的比例關(guan) 係。
一般來說,建議使伺服工作中的最大設計轉速對應9V的控製電壓。
在接線之前,先初始化參數。
在控製卡上:選好控製方式;將PID參數清零。
讓控製卡上電時默認使能信號關(guan) 閉。
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