河南V70伺服驱动方案设计

来源: 发布时间:2021-05-26

为什么要使用伺服驱动器?


伺服驱动器可实现高级位置控制,是自动化环境中理想的解决方案,不管其应用场景如何,参数自动调整允许电机管理自身性能,保持*佳输出。


伺服电机比传统的步进电机提供更高的扭矩和速度,将电机类型切换到伺服系统后,您的方案将拥有更大的能力,伺服系统中速度或性能没有特别限制,并提供精确的控制,减少不必要的运动。其中的许多电机类型,尤其是交流伺服型号,运行更安静更高效。得益于位置控制和自动调节功能,电机本身可通过闭环反馈系统及时gen踪实现所需运动轨迹。


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伺服驱动器的接地8个注意事项如下:


①正确的屏蔽接地处,是在其电路内部的参考电位点上,这个点取决于噪声源和接收是否同时接地,或者浮空。


②要确保屏蔽层在同一个点接地使得地电流不会流过屏蔽层。


③避免多种连接大地方式产生的地回路很容易受噪音影响而在不同的参考点上产生电流。


④在交流电源与驱动器直流总线之间没有隔离的情况下,不能将直流总线的非隔离端口或非隔离信号接在地面上,会导致设备损坏及人员伤害等情况。


⑤避免伺服驱动器接到外部电源的地,将直接影响到控制器和驱动器的工作。


⑥交流的公共电压并不是对大地的,在直流总线和大地之间可能会有很高的电压,禁止直接接地。


⑦在伺服系统中,公共地与大地在信号端必须要连接在一起。


⑧为了保持命令参考电压的恒定,要将伺服驱动器的信号地接到控制器的信号地。


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通过KITRACK进一步提升电流跟随精度:

当比例增益和积分增益调整,结果比较满意时,可以通过KITRACK参数,进一步提升跟随的灵敏度,降低实际电流相对于给定电流的“延迟”。伺服电机自整定时不会整定KITRACK,如需要,需手动设置。KITRACK是一个百分比数,取值范围为0~100.KITRACK如设置太大,也可能引起电流过冲。

电流环的手动整定:

一般情况下,伺服驱动器会给出电流环自动整定的结果,为加深对电流环整定的理解,我们看一下电流环手动整定的过程,并观察整定结果。

一般而言,积分增益至少是比例增益的20倍或更高。我们从KIPROP=0.05, KIINT=1开始整定。

把KIINT从1增加至10,从10增加至100,可得到中间和右侧两个电流跟随曲线。


逐步增大KIINT以提升响应灵敏度。当KIINT较大时,电流出现过冲,此时再增加KIPROP以抑zhi过冲。

保持KIPROP为0.05,当KIINT增加至150时,电流出现过冲。


把KIPROP从0.05增加至0.1,增加电流阻尼项,可看到电流过冲被抑zhi。


可交替增加KIINT和KIPROP,直至得到较满意的整定曲线。


当比例和积分增益整定完成后,再适当投入KITRACK参数,以进一步降低实际电流曲线相对于阶跃信号的滞后!





速度环整定


速度环的整定,主要分析实际速度曲线和给定速度曲线,保证速度响应,没有明显的速度过冲,且没有震荡。

速度环采用PI策略,因此,速度环一般调整KVPROP和KVINT。KVPORP给速度曲线引入阻尼项,可抑zhi速度过冲,KVINT可提升速度响应。

测试条件:

速度=20r/s,

距离=5r

加减速时间=100ms

定性分析,固定KVINT=200,更改KVPORP时,观察其曲线,

增大KVPORP后,过冲得到了明显抑zhi。

再次定性分析,固定KVPROP=2.5,更改KVINT时,观察其曲线

增大KVINT后,动态跟随误差明显减小,但KVINT的增大,同时引入了过冲,需要再加大KVPROP以抑zhi过冲。

整定开始时,需判断当前的主要矛盾是过冲还是跟随滞后,然后确定初始调整的参数。交替调整PI参数,直至获得较满意的速度环整定效果。



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交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别:

交流伺服要好一些,因为是正弦波控制,转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单,便宜。

1、无刷电机体积小,重量轻,出力大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定。控制复杂,容易实现智能化,其电子换相方式灵活,可以方波换相或正弦波换相。电机免维护,效率很高,运行温度低,电磁辐射很小,长寿命,可用于各种环境。

2、交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。大惯量,比较高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。

3、伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。



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