伺服电动缸中的伺服电机三种控制方式
速度控制和转矩控制全都是用模仿量来控制的。相位控制是通过发脉冲来控制的。详尽采用什么控制方式要根据客户的要求,满足哪种移动功能来选择。
假如您对电机的速度、相位都没有要求,只须输出一个恒转矩,当然是用转矩模式。
假如对相位和速度有一定的精度要求,而对实时转矩不是很关心,用转矩模式不太方便,用速度或相位模式较为好。假如上位控制器有较好的闭环控制功能,用速度控制效果会好一些。假如自身要求不是很高,或者,基本没有实时性的要求,用相位控制方式对上位控制器没有很高的要求。
就伺服启动器的响应速度来看,转矩模式运算量最小,启动器对控制信号的响应最快;相位模式运算量最大,启动器对控制信号的响应最慢。 对移动中的动态能力有非常高的要求时,需要实时对电机进行调整。那么假如控制器自身的运算速度很慢(比如PLC,或低档次移动控制器),就用相位方式控制。假如控制器运算速度特别快,能够用速度方式,把相位环从启动器移到控制器上,减小启动器的工作量,提高效率(比如大多数中高端移动控制器);假如有更OK的上位控制器,还能够用转矩方式控制,把速度环也从启动器上移开,这一般只是高端专用控制器才可以这么干,并且,这时完全不许要运用伺服电机。
一般说启动器控制的好不好,各个厂商的都说自己做的最好,可是如今有个比较直观的比较方式,叫响应带宽。当转矩控制或者速度控制时,通过脉冲发生器给他一个方波信号,使电机不断的正转、反转,不断的调高频率,示波器上显示的是个扫频信号,当包络线的顶点抵达最高值的70.7%时,表明已经是失步,此时的频率的高低,就能显示出谁的产品牛了,一般的电流环能作到1000Hz 以上,而速度环只能作到几十赫兹。
换一种比较专业的说法:
1、转矩控制:转矩控制方式是通过外部模仿量的输入或直接的地点的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小,详尽呈现为比如10V对应5Nm的话,当外部模仿量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:假如电机轴负载低于2.5Nm时电机正转,外部负载相当于2.5Nm时电机不转,大于2.5Nm时电机反转(通常在有重力负载条件下产生)。能够通过即时的改变模仿量的设定来改变设定的力矩大小,也可通过通信方式改变对应的地点的数值来实现。 运用主要在对材质的受力有严肃而认真要求的环绕纠缠和放卷的装备中,比如饶线装备或拉光纤设备,转矩的设定要根据环绕纠缠的半径的变化随时更改以保证材质的受力不会随着环绕纠缠半径的变化而改变。
2、相位控制:相位控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来明确转动速度的大小,通过脉冲的个数来明确转动的角度,也有些伺服能够通过通信方式直接对速度和位移进行赋值。因为相位模式能够对速度和相位都会有很严肃而认真的控制,所以一般运用于定位装备。 运用领域如数控机床、印刷机械等等。
3、速度模式:通过模仿量的输入或脉冲的频率均可进行转动速度的控制,在有上位控制装备的外环PID控制时速度模式也能够进行定位,但必需把电机的相位信号或直接负载的相位信号给上位反馈以做运算用。相位模式也支持直接负载外环检测相位信号,此时的电机轴端的编码器只检测电机转速,相位信号就由直接的最后负载端的检测装备来提供了,这样的优势在于能够减小中间传动过程当中的误差,增强了整个系统的定位精度。
4、谈谈3环,伺服一般为三个环控制,所说三环就是3个闭环负反馈PID调节系统。最内的PID环就是电流环,此环完全在伺服启动器内部进行,通过霍尔装备检测启动器给电机的各相的输出电流,负反馈给电流的设定进行PID调节,进而达到输出电流尽可能相近于相当于设定电流,电流环就是控制电机转矩的,所以在转矩模式下启动器的运算最小,动态响应最快。 第2环是速度环,通过检测的电机编码器的信号来进行负反馈PID调节,它的环内PID输出直接就是电流环的设定,所以速度环控制时就包含了速度环和电流环,换句话说任何模式都必需运用电流环,电流环是控制的本质,在速度和相位控制的同时系统真实也在进行电流(转矩)的控制以达到对速度和相位的相对应控制。
第3环是相位环,它是最外环,可在启动器和电机编码器间构建也可在外部控制器和电机编码器或最后负载间构建,要酌情来定。因为相位控制环内部输出就是速度环的设定,相位控制模式下系统进行了所有3个环的运算,此时的系统运算量最大,动态响应速度也最慢。