伺服电机应用与运行特点
4.1开环控制
驱动器给输出,电机旋转,无反馈
4.2半闭环控制
驱动器输出,电机旋转,电机后端编码器反馈
4.3全闭环控制
驱动器输出,电机旋转,执行机构的光栅尺反馈
4.4伺服电机转矩控制
转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小,具体表现为例如10V对应5Nm的话,当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转,外部负载等于2.5Nm时电机不转,大于2.5Nm时电机反转(通常在有重力负载情况下产生)。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小,也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。
应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中,例如饶线装置或拉光纤设备,转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。
伺服电机位置控制
位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的个数来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。
由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。应用领域如数控机床、印刷机械等等
伺服电机速度模式
通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制,在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位,但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号,此时的电机轴端的编码器只检测电机转速,位置信号就由直接的***终负载端的检测装置来提供了,这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差,增加了整个系统的定位精度。
伺服电机的选型步骤
(1)明确负载机构的运动条件要求,即加/减速的快慢、运动速度、机构的重量、机构的运动方式等。
(2)依据运行条件要求选用合适的负载惯量计算公式计算出机构的负载惯量。
(3)依据负载惯量与伺服电机惯量选出适当的假选定伺服电机规格。
(4)结合初选的伺服电机惯量与负载惯量,计算出加速转矩及减速转矩。
(5)依据负载重量、配置方式、摩擦系数、运行效效率计算出负载转矩。
(6)初选伺服电机的***大输出转矩必须大于加速转矩+负载转矩;如不符合条件,必须选用其他型号计算验证直至符符合要求。
(7)依据负载转矩、加速转矩、减速转矩及保持转矩计算出连续瞬时转矩。
(8)初选伺服电机的额定转矩必须大于连续瞬时转矩,如,如果不符合条件,必须选用其他型号计算验证直至符合要求。
(9)完成选定。
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