伺服驱动器的工作原理(lǐ)
来源: 阅读:102 发布时间:2023-11-02 13:23:54
伺服驱动器的工作原理(lǐ)

目前,主流的伺服驱动器均采用(yòng)数字信号处理(lǐ)器(DSP)作為(wèi)控制核心,可(kě)以实现比较复杂的控制算法,实现数字化、网络化和智能(néng)化。功率器件普遍采用(yòng)以智能(néng)功率模块(IPM)為(wèi)核心设计的驱动電(diàn)路,IPM内部集成了驱动電(diàn)路,同时具有(yǒu)过電(diàn)压、过電(diàn)流、过热、欠压等故障检测保护電(diàn)路,在主回路中还加入软启动電(diàn)路,以减小(xiǎo)启动过程对驱动器的冲击。

 

功率驱动单元首先通过三相全桥整流電(diàn)路对输入的三相電(diàn)或者市電(diàn)进行整流,得到相应的直流電(diàn)。经过整流好的三相電(diàn)或市電(diàn),再通过三相正弦PWM電(diàn)压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服電(diàn)机。功率驱动单元的整个过程可(kě)以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元(AC-DC)主要的拓扑電(diàn)路是三相全桥不控整流電(diàn)路。

 

 

随着伺服系统的大规模应用(yòng),伺服驱动器使用(yòng)、伺服驱动器调试、伺服驱动器维修都是伺服驱动器在当今比较重要的技术课题,越来越多(duō)工控技术服務(wù)商(shāng)对伺服驱动器进行了技术深层次研究。

 

 

 

伺服驱动器是现代运动控制的重要组成部分(fēn),被广泛应用(yòng)于工业机器人及数控加工中心等自动化设备中。尤其是应用(yòng)于控制交流永磁同步電(diàn)机的伺服驱动器已经成為(wèi)國(guó)内外研究热点。当前交流伺服驱动器设计中普遍采用(yòng)基于矢量控制的電(diàn)流、速度、位置3闭环控制算法。该算法中速度闭环设计合理(lǐ)与否,对于整个伺服控制系统,特别是速度控制性能(néng)的发挥起到关键作用(yòng)。

 

 

伺服进给系统的要求

 

1、调速范围宽

 

2、定位精度高

 

3、有(yǒu)足够的传动刚性和高的速度稳定性

 

4、快速响应,无超调

 

為(wèi)了保证生产率和加工质量,除了要求有(yǒu)较高的定位精度外,还要求有(yǒu)良好的快速响应特性,即要求跟踪指令信号的响应要快,因為(wèi)数控系统在启动、制动时,要求加、减加速度足够大,缩短进给系统的过渡过程时间,减小(xiǎo)轮廓过渡误差。

 

 

 

5、低速大转矩,过载能(néng)力强

 

一般来说,伺服驱动器具有(yǒu)数分(fēn)钟甚至半小(xiǎo)时内1.5倍以上的过载能(néng)力,在短时间内可(kě)以过载4~6倍而不损坏。

 

6、可(kě)靠性高

 

要求数控机床的进给驱动系统可(kě)靠性高、工作稳定性好,具有(yǒu)较强的温度、湿度、振动等环境适应能(néng)力和很(hěn)强的抗干扰的能(néng)力。

 

 

 

对電(diàn)机的要求

 

1、从最低速到最高速電(diàn)机都能(néng)平稳运转,转矩波动要小(xiǎo),尤其在低速如0.1r/min或更低速时,仍有(yǒu)平稳的速度而无爬行现象。

 

2、電(diàn)机应具有(yǒu)大的较長(cháng)时间的过载能(néng)力,以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服電(diàn)机要求在数分(fēn)钟内过载4~6倍而不损坏。

 

3、為(wèi)了满足快速响应的要求,電(diàn)机应有(yǒu)较小(xiǎo)的转动惯量和大的堵转转矩,并具有(yǒu)尽可(kě)能(néng)小(xiǎo)的时间常数和启动電(diàn)压。

 

4、電(diàn)机应能(néng)承受频繁启、制动和反转。

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