电动机分类主要三类伺服电机的智慧守护者
导语:电机控制的三种方式,每一种都有其独特之处,选择哪一种取决于客户的需求和运动功能的要求。
速度控制与转矩控制通常采用模拟量输入进行调节,而位置控制则通过脉冲信号来实现。具体而言,若客户对速度和位置没有特别要求,只需输出恒定转矩,则可采纳转矩模式。如果对位置和速度有精确度要求,但对实时转矩不太敏感,则应选择速度或位置模式。此外,上位机具备良好闭环控制能力时,使用速度控制效果更佳;若条件较为宽松,可选用位置控制方式。
从伺服驱动器响应速度来看,转矩模式运算量最小,其响应最快;而在位置模式下,运算量最大,对于上位机信号的响应最慢。对于高性能动态调整需求较强的情况下,如操作环境中运行速率缓慢(如PLC或低端运动),可采用位置方式;如果系统具有快速运算能力,可以将位置环移至上位处理,并减少驱动器负担,以提高效率(适用于大多数中、高端运动设备)。此外,有更先进上位机还能使用转矩方式,将其完全迁移到高端专用领域,这些通常不需要伺服电机。
为了比较不同产品质量,一种直观且专业的方法是通过扫频测试。当在转矩或速度模式下接收一个方波信号,使得电机不断正反方向旋转并调整频率,当示波器显示成一条扫频线并达到包络线顶点70.7%时,即表示失步,此时频率水平即能反映出产品性能优劣,大多数电流环可以支持1000Hz以上,而速度环仅限几十Hz范围内。
转矩控制:这种方式允许用户通过模拟量输入或直接地址赋值设置电机轴产生的输出力矩大小。在某些应用中,如缠绕装置或拉光纤设备,该力矩大小需要根据半径变化随时调整以保证材质受力稳定,不因半径变换而改变。
位置控制:通过脉冲频率确定旋轉速率、脉冲个数确定旋轉角度,或部分伺服设法通讯直接赋值该参数。这使得它适用于精确定位应用,如数控加工、印刷机械等。
速度模式:既可以通过模拟量输入也可由脉冲频率进行调节。在配备完善上位计算单元及外环PID调节下的情况下,还能够执行精准定位任务。但必须利用编码器提供的地面信息反馈给主计算单元以协助其操作。相比之下,在同步传输过程中的误差降低,并提升整体系统定标精度。
三环循环系统讨论:一般来说,一台伺服驱动器拥有三个闭合回路PID调节体系,其中内层为当前所称“当前”即内部P.I.D., 这个是在伺服驱动器内部完成,由霍尔探测剂检测每个相向驱动者的输出流量,然后返回给设置好的流量进行P.I.D 调整,从而达到让实际流量尽可能地接近设定的流量。这个回路是用来决定给出的力的大小,因此在静止状态或者非常轻微负载的时候开启,它们会保持静止状态,但当负载超过预期限制后,他们开始向前移动。一旦超出了他们所定义的一项边界值,那么它们就会开始逆行(这通常发生在重力的作用压迫物体到一定程度后)。
第二圈叫做“speed loop”,它基于检测到的编码符号上的信号进行了P.I.D 调整,它产生的是就是进入到当前"current" 的设置,所以无论何种工作形式都要包括这个当前'current' 在内,因为这是你真正想要得到力量的地方,所以任何工作形式都会涉及到力量'power', 力量是你的根本,是你所有其他行动基础。在“speed mode” 下,这意味着除了正在执行了两个循环以外,还包含第三轮'position loop'。
最后一圈被称作"position loop" 是可以构建于车辆间也可以构建于车辆与编码符以及终极加载之间建立依据实际情况来决定。这也是因为"position control mode" 下整个系统已经运行了所有三个循環所以现在这个时候整个系统处理最大的数量级并表现出最慢反应时间。