伺服电机心中的三位控股者直流电机与交流电机的区别
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。速度控制和转矩控制通常通过模拟量来实现,而位置控制则是通过脉冲信号来调节。具体采用何种控制方式需要根据客户的需求来决定。
如果对速度和位置没有特别要求,只需输出恒定转矩,那么转矩模式将是首选。如果对精度有一定的要求,但不关心实时转矩,则使用速度或位置模式会更为合适。如果上位系统具备良好的闭环控制功能,使用速度控制可能会更加有效。
从伺服驱动器响应速度来看,转矩模式运算最少,对于输入信号响应最快;而位置模式则运算最大,对输入信号响应最慢。此外,如果运动性能要求较高,需要对电机进行实时调整,那么若操作系统运行效率较低,可以采用位置方式;若操作系统高效,可考虑使用速度方式,将位置环移至上位处理,以减轻驱动器负担提高效率;对于高端应用,可以进一步优化为转矩模式,不仅如此,这时候完全可以不用伺服电机。
在评价驱动器性能时,有一个比较直观的方法,即响应带宽。当在转矩或速度下通过脉冲发生器提供一个方波信号,使得电机不断正反旋,并逐渐增加频率,在示波器上显示扫频信号,当包络线达到最高值70.7%时表示失步,此刻频率与产品表现直接相关,一般情况下当前流行的是能达1000Hz以上,而速度环只能到几十赫兹。
1、关于转矩控制:
转矩控法利用外部模拟量设置轴上的输出力矩大小,如10V代表5Nm,当设定为5V时,输出2.5Nm。在负载低于此值时正旋,上等于此值静止,大于此值反旋(如遇重力负载)。可立即改变模拟量以改变力矩,也可通讯改变地址数值实现。
应用主要在严格受力环境中,如缠绕装置或拉光纤设备,为确保材质稳定性需随半径变化调整力矩。
2、关于位置控法:
该法通过脉冲频率确定速率,或个数确定角度,也可通讯直接赋予速/位。由于精准可控,便用于定位装置,如数控机床印刷机械等领域。
3、谈论三环:
伺服常见三个环制御,最内层为电流环,全程内部处理,由霍尔检测驱动给出的各相输出电流,与设定比较进行PID调节以接近设定。
4、最后讨论了三者之间区别与联系。