貝加萊伺服驅(qū)動器怎樣工作及工作模式有哪些
伺服驅(qū)動器是用來控制伺服電機(jī)的一種控制器,伺服驅(qū)動器其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá),屬于伺服系統(tǒng)的一部分。目前主流的伺服驅(qū)動器均采用數(shù)字信號處理器(DSP)作為控制核心,可以實現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法,實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊(IPM)為核心設(shè)計的驅(qū)動電路,IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護(hù)電路,在主回路中還加入軟啟動電路,以減小啟動過程對驅(qū)動器的沖擊。
功率驅(qū)動單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流,得到相應(yīng)的直流電。經(jīng)過整流好的三相電或市電,再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅(qū)動三相永磁式同步交流伺服電機(jī)。功率驅(qū)動單元的整個過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程。整流單元(AC-DC)主要的拓?fù)潆娐肥侨嗳珮虿豢卣麟娐贰?/p>
伺服驅(qū)動器一般可以采用位置、速度和力矩三種控制方式,主要應(yīng)用于高精度的定位系統(tǒng),目前是傳動技術(shù)。隨著伺服系統(tǒng)的大規(guī)模應(yīng)用,伺服驅(qū)動器使用、伺服驅(qū)動器調(diào)試、伺服驅(qū)動器維修都是伺服驅(qū)動器在當(dāng)今比較重要的技術(shù)課題,越來越多工控技術(shù)服務(wù)商對伺服驅(qū)動器進(jìn)行了技術(shù)深層次研究。
伺服驅(qū)動器是現(xiàn)代運(yùn)動控制的重要組成部分,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人及數(shù)控加工中心等自動化設(shè)備中。尤其是應(yīng)用于控制交流永磁同步電機(jī)的伺服驅(qū)動器已經(jīng)成為國內(nèi)外研究熱點(diǎn)。當(dāng)前交流伺服驅(qū)動器設(shè)計中普遍采用基于矢量控制的電流、速度、位置3閉環(huán)控制算法。該算法中速度閉環(huán)設(shè)計合理與否,對于整個伺服控制系統(tǒng),特別是速度控制性能的發(fā)揮起到關(guān)鍵作用。
在伺服驅(qū)動器速度閉環(huán)中,電機(jī)轉(zhuǎn)子實時速度測量精度對于改善速度環(huán)的轉(zhuǎn)速控制動靜態(tài)特性至關(guān)重要。為尋求測量精度與系統(tǒng)成本的平衡,一般采用增量式光電編碼器作為測速傳感器,與其對應(yīng)的常用測速方法為M/T測速法。M/T測速法雖然具有一定的測量精度和較寬的測量范圍,但這種方法有其固有的缺陷,主要包括:
(1)測速周期內(nèi)必須檢測到至少一個完整的碼盤脈沖,限制了可測轉(zhuǎn)速;
(2)用于測速的2個控制系統(tǒng)定時器開關(guān)難以嚴(yán)格保持同步,在速度變化較大的測量場合中無法保證測速精度。因此應(yīng)用該測速法的傳統(tǒng)速度環(huán)設(shè)計方案難以提高伺服驅(qū)動器速度跟隨與控制性能。
伺服驅(qū)動器的工作模式
伺服驅(qū)動器可以選擇的工作模式有:開環(huán)模式、電壓模式、電流模式(力矩模式)、IR補(bǔ)償模式、Hall速度模式、編碼器速度模式、測速機(jī)模式、模擬位置環(huán)模式(ANP模式)。(以上模式并不全部存在于所有型號的驅(qū)動器中)
開環(huán)模式
輸入命令電壓控制驅(qū)動器的輸出負(fù)載率。此模式用于無刷電機(jī)驅(qū)動器,和有刷電機(jī)驅(qū)動器的電壓模式相同。
電壓模式
輸入命令電壓控制驅(qū)動器的輸出電壓。此模式用于有刷電機(jī)驅(qū)動器,和無刷電機(jī)驅(qū)動器的開環(huán)模式相同。
電流模式(力矩模式)
輸入命令電壓控制驅(qū)動器的輸出電流(力矩)。驅(qū)動器調(diào)整負(fù)載率以保持命令電流值。如果伺服驅(qū)動器可以速度或位置環(huán)工作,一般都含有此模式。
IR補(bǔ)償模式
輸入命令控制電機(jī)速度。IR補(bǔ)償模式可用于控制無速度反饋裝置電機(jī)的速度。驅(qū)動器會調(diào)整負(fù)載率來補(bǔ)償輸出電流的變動。當(dāng)命令響應(yīng)為線性時,在力矩擾動情況下,此模式的精度就比不上閉環(huán)速度模式了。
Hall速度模式
輸入命令電壓控制電機(jī)速度。此模式利用電機(jī)上hall傳感器的頻率來形成速度閉環(huán)。由于hall傳感器的低分辨率,此模式一般不用于低速運(yùn)動應(yīng)用。
編碼器速度模式
輸入命令電壓控制電機(jī)速度。此模式利用伺服電機(jī)上編碼器脈沖的頻率來形成速度閉環(huán)。由于編碼器的高分辨率,此模式可用于各種速度的平滑運(yùn)動控制。
測速機(jī)模式
輸入命令電壓控制電機(jī)速度。此模式利用電機(jī)上模擬測速機(jī)來形成速度閉環(huán)。由于直流測速機(jī)的電壓為模擬連續(xù)性,此模式適合很高精度的速度控制。當(dāng)然,在低速情況下,它也容易受到干擾。
模擬位置環(huán)模式(ANP模式)
輸入命令電壓控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動位置。這其實是一種在模擬裝置中提供位置反饋的變化的速度模式(如可調(diào)電位器、變壓器等)。在此模式下,電機(jī)速度正比于位置誤差。且具有更快速的響應(yīng)和更小的穩(wěn)態(tài)誤差。