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富田電機:交流伺服電動(dòng)機的速度控製原理

發布:admin 時(shí)間:2024-08-24

隨著全(quán)數字式交流伺服係統的出現,交流伺服電機也越來越多地應用於數字控製係統中。為了適(shì)應數(shù)字控(kòng)製的發(fā)展趨勢,運動控(kòng)製係統中大多采用全數字式交流伺服電(diàn)機作為執行電動機。在控製方式上用脈衝串和方向信號實現。

  一般伺(sì)服都有三種控製(zhì)方式(shì):速度控製方式 轉矩控製方式 位置控(kòng)製(zhì)方式

  速度控(kòng)製和轉矩控製(zhì)都是(shì)用模擬量來控製的。位置控製是通過發脈衝來控製的。具體采用什麽(me)控製方式要根(gēn)據客戶的要求,滿足何種運動功能來選擇。    如果您對電機的(de)速度、位置都沒有要求,隻要輸出一個恒轉矩,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(ér)對實時轉矩不是很關心,用轉(zhuǎn)矩模(mó)式不太方便,用速度或位置模式比較好。如果上位控製器有比較好的閉環控製功能(néng),用速(sù)度控(kòng)製效(xiào)果會好(hǎo)一點。如果本身要求不是很(hěn)高,或者,基本沒有實時性的要求,用位(wèi)置控(kòng)製方式對上位控製器沒(méi)有很(hěn)高的要求(qiú)。

  就伺服驅動器的響應速度來看,轉矩模式運算量最小,驅(qū)動器對控製(zhì)信號的響應最快;位(wèi)置模式運算量最大,驅動器對控(kòng)製信號的響(xiǎng)應最慢。

  對運動中(zhōng)的動態性能有比(bǐ)較(jiào)高的要求時,需要實時(shí)對電(diàn)機進行調整。那麽如果控製器本身的運(yùn)算速度很慢(比(bǐ)如PLC,或低端運動控製(zhì)器),就用位置方式控製。如(rú)果(guǒ)控製器運算速度比較快,可以用速度方式,把位置環從驅(qū)動器移到控製(zhì)器上,減(jiǎn)少驅動(dòng)器的工作量,提高效率(比如大部分中高(gāo)端運動控製器);如果有更好的上位控製器,還可以用轉矩方式(shì)控製,把速度環也從(cóng)驅動器上移開,這一般隻是(shì)高端專用控製器才能這麽幹,而且,這時完全不需要使用伺服電機。

  換一種(zhǒng)說法是:

  1、轉矩控製

  轉(zhuǎn)矩(jǔ)控製方式是通過外部模擬(nǐ)量的輸入或直(zhí)接的地(dì)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(diàn)機軸(zhóu)負載低於2.5Nm時電機正轉,外部負載等於2.5Nm時電機不轉,大於2.5Nm時電機(jī)反轉(zhuǎn)(通常在有重力負載情況下產生)。可以通過即時的(de)改變模擬(nǐ)量的設定來改變設定的(de)力(lì)矩大小,也可通過通訊方(fāng)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(zhì)中,例(lì)如饒線裝置或拉光纖設備,轉矩的設定要根據纏繞的(de)半徑的變化隨時(shí)更改以確保(bǎo)材質的受力不會(huì)隨著纏繞半徑的(de)變化而改變。

  2、位置控製(zhì)

  位置控製模(mó)式一般是通過外部輸入的脈衝的(de)頻率來確(què)定轉動速度的大小,通過脈衝的個數來確定轉(zhuǎn)動的角度,也有些伺服可(kě)以通過通訊方式直接對速度和位移進行(háng)賦值。由於位置模式可(kě)以對速度和位置都(dōu)有很嚴格的(de)控製,所以一般應用於定位裝置。應用領域如數控機床、印刷機械等等。

  3、速度模式

  通過模擬量的輸入或脈衝的頻率都可以進(jìn)行轉動速度的控製,在有上位控製(zhì)裝(zhuāng)置的外環PID控製時速(sù)度模式(shì)也可以進行定位,但必須把電機的位置信號或直接(jiē)負載的位置信號給上位反饋以做運算用。位置模式也支(zhī)持直接負載外環檢測(cè)位置信(xìn)號,此時的電(diàn)機軸端的編碼器隻檢測電機轉速,位置信號就由直接的最終負載端的檢測裝(zhuāng)置來提供了,這樣的優點在於可(kě)以減少中間傳動過程中的誤差,增加了整個係統的定(dìng)位精度


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