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貝加萊伺服電機8LSA44.EB030D300-3工作原理
2024-6-24 閱讀(403)
貝加萊伺服電機8LSA44.EB030D300-3工作原理
1、伺服系統(tǒng)（servo mechanism）是使物體的位置,、方位,、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標（或給定值）的任意變化的自動控制系統(tǒng),。伺服主要靠脈沖來定位，基本上可以這樣理解,，伺服電機接收到1個脈沖,，就會旋轉(zhuǎn)1個脈沖對應的角度，從而實現(xiàn)位移,，因為,，伺服電機本身具備發(fā)出脈沖的功能，所以伺服電機每旋轉(zhuǎn)一個角度,，都會發(fā)出對應數(shù)量的脈沖,，這樣，和伺服電機接受的脈沖形成了呼應,，或者叫閉環(huán),，如此一來，系統(tǒng)就會知道發(fā)了多少脈沖給伺服電機,，同時又收了多少脈沖回來,，這樣，就能夠很精確的控制電機的轉(zhuǎn)動,，從而實現(xiàn)精確的定位,，可以達到0.001mm。直流伺服電機分為有刷和無刷電機。有刷電機成本低,，結(jié)構(gòu)簡單,，啟動轉(zhuǎn)矩大，調(diào)速范圍寬,，控制容易,，需要維護，但維護不方便（換碳刷）,，產(chǎn)生電磁干擾,，對環(huán)境有要求。因此它可以用于對成本敏感的普通工業(yè)和民用場合,。
無刷電機體積小,，重量輕，出力大,，響應快,，速度高，慣量小,，轉(zhuǎn)動平滑,，力矩穩(wěn)定?？刂茝碗s,，容易實現(xiàn)智能化，其電子換相方式靈活,，可以方波換相或正弦波換相,。電機免維護，效率很高,，運行溫度低,，電磁輻射很小，長壽命,，可用于各種環(huán)境,。
2、交流伺服電機也是無刷電機,，分為同步和異步電機,，運動控制中一般都用同步電機，它的功率范圍大,，可以做到很大的功率,。大慣量,，最高轉(zhuǎn)動速度低,，且隨著功率增大而快速降低。因而適合做低速平穩(wěn)運行的應用。
3,、伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵,，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動,，同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器,，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標值進行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角度,。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）,。
交流伺服電機和無刷直流伺服電機在功能上的區(qū)別：交流伺服要好一些，因為是正弦波控制,，轉(zhuǎn)矩脈動小,。直流伺服是梯形波。但直流伺服比較簡單,，便宜,。
交流伺服電動機
交流伺服電動機定子的構(gòu)造基本上與電容分相式單相異步電動機相似.其定子上裝有兩個位置互差90°的繞組，一個是勵磁繞組Rf,，它始終接在交流電壓Uf上,；另一個是控制繞組L，聯(lián)接控制信號電壓Uc,。所以交流伺服電動機又稱兩個伺服電動機,。
交流伺服電動機的轉(zhuǎn)子通常做成鼠籠式，但為了使伺服電動機具有較寬的調(diào)速范圍,、線性的機械特性,，無“自轉(zhuǎn)"現(xiàn)象和快速響應的性能，它與普通電動機相比,，應具有轉(zhuǎn)子電阻大和轉(zhuǎn)動慣量小這兩個特點,。應用較多的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有兩種形式：一種是采用高電阻率的導電材料做成的高電阻率導條的鼠籠轉(zhuǎn)子，為了減小轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量,，轉(zhuǎn)子做得細長,；另一種是采用鋁合金制成的空心杯形轉(zhuǎn)子，杯壁很薄,，僅0.2-0.3mm,，為了減小磁路的磁阻，要在空心杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)放置固定的內(nèi)定子.空心杯形轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量很小,，反應迅速,，而且運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，因此被廣泛采用,。
交流伺服電動機在沒有控制電壓時,，定子內(nèi)只有勵磁繞組產(chǎn)生的脈動磁場，轉(zhuǎn)子靜止不動。當有控制電壓時,，定子內(nèi)便產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場,，轉(zhuǎn)子沿旋轉(zhuǎn)磁場的方向旋轉(zhuǎn)，在負載恒定的情況下,，電動機的轉(zhuǎn)速隨控制電壓的大小而變化,，當控制電壓的相位相反時，伺服電動機將反轉(zhuǎn),。
永磁交流伺服電動機
20世紀80年代以來,，隨著集成電路、電力電子技術(shù)和交流可變速驅(qū)動技術(shù)的發(fā)展,，永磁交流伺服驅(qū)動技術(shù)有了突出的發(fā)展,，各國著名電氣廠商相繼推出各自的交流伺服電動機和伺服驅(qū)動器系列產(chǎn)品并不斷完善和更新。交流伺服系統(tǒng)已成為當代高性能伺服系統(tǒng)的主要發(fā)展方向,，使原來的直流伺服面臨被淘汰的危機,。90年代以后，世界各國已經(jīng)商品化了的交流伺服系統(tǒng)是采用全數(shù)字控制的正弦波電動機伺服驅(qū)動,。交流伺服驅(qū)動裝置在傳動領域的發(fā)展日新月異,。
永磁交流伺服電動機同直流伺服電動機比較，主要優(yōu)點有：
⑴無電刷和換向器,，因此工作可靠,，對維護和保養(yǎng)要求低。
⑵定子繞組散熱比較方便,。
⑶慣量小,，易于提高系統(tǒng)的快速性。
⑷適應于高速大力矩工作狀態(tài),。
⑸同功率下有較小的體積和重量,。
伺服電動機與單相異步電動機比較
交流伺服電動機的工作原理與分相式單相異步電動機雖然相似，但前者的轉(zhuǎn)子電阻比后者大得多,，所以伺服電動機與單機異步電動機相比,，有三個顯著特點：
貝加萊伺服電機8LSA44.EB030D300-3
1、起動轉(zhuǎn)矩大
由于轉(zhuǎn)子電阻大,，與普通異步電動機的轉(zhuǎn)矩特性曲線相比,，有明顯的區(qū)別。它可使臨界轉(zhuǎn)差率S0>1,，這樣不僅使轉(zhuǎn)矩特性（機械特性）更接近于線性,，而且具有較大的起動轉(zhuǎn)矩。因此,，當定子一有控制電壓,，轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動,，即具有起動快、靈敏度高的特點,。
2、運行范圍較廣
3,、無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象
正常運轉(zhuǎn)的伺服電動機,，只要失去控制電壓，電機立即停止運轉(zhuǎn),。當伺服電動機失去控制電壓后,，它處于單相運行狀態(tài)，由于轉(zhuǎn)子電阻大,，定子中兩個相反方向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子作用所產(chǎn)生的兩個轉(zhuǎn)矩特性（T1－S1,、T2－S2曲線）以及合成轉(zhuǎn)矩特性（T－S曲線）
交流伺服電動機的輸出功率一般是0.1-100W。當電源頻率為50Hz,，電壓有36V,、110V、220,、380V,；當電源頻率為400Hz，電壓有20V,、26V,、36V、115V等多種,。
交流伺服電動機運行平穩(wěn),、噪音小。但控制特性是非線性,，并且由于轉(zhuǎn)子電阻大,，損耗大，效率低,，因此與同容量直流伺服電動機相比,，體積大、重量重,，所以只適用于0.5-100W的小功率控制系統(tǒng),。
調(diào)試方法
播報
編輯
1、初始化參數(shù)
在接線之前,，先初始化參數(shù),。 [2]
在控制卡上：選好控制方式；將PID參數(shù)清零,；讓控制卡上電時默認使能信號關閉,；將此狀態(tài)保存,，確保控制卡再次上電時即為此狀態(tài),。
在伺服電機上：設置控制方式,；設置使能由外部控制；編碼器信號輸出的齒輪比,；設置控制信號與電機轉(zhuǎn)速的比例關系,。一般來說，建議使伺服工作中的最大設計轉(zhuǎn)速對應9V的控制電壓,。比如,，山洋是設置1V電壓對應的轉(zhuǎn)速，出廠值為500,，如果你只準備讓電機在1000轉(zhuǎn)以下工作,，那么，將這個參數(shù)設置為111,。
2,、接線
將控制卡斷電，連接控制卡與伺服之間的信號線,。以下的線是必須要接的：控制卡的模擬量輸出線,、使能信號線、伺服輸出的編碼器信號線,。復查接線沒有錯誤后,，電機和控制卡（以及PC）上電。此時電機應該不動,，而且可以用外力輕松轉(zhuǎn)動,，如果不是這樣，檢查使能信號的設置與接線,。用外力轉(zhuǎn)動電機,，檢查控制卡是否可以正確檢測到電機位置的變化，否則檢查編碼器信號的接線和設置
3,、試方向
對于一個閉環(huán)控制系統(tǒng),，如果反饋信號的方向不正確，后果肯定是災難性的,。通過控制卡打開伺服的使能信號,。這時伺服應該以一個較低的速度轉(zhuǎn)動，這就是傳說中的“零漂",。一般控制卡上都會有抑制零漂的指令或參數(shù),。使用這個指令或參數(shù)，看電機的轉(zhuǎn)速和方向是否可以通過這個指令（參數(shù)）控制,。如果不能控制,，檢查模擬量接線及控制方式的參數(shù)設置,。確認給出正數(shù)，電機正轉(zhuǎn),，編碼器計數(shù)增加,；給出負數(shù)，電機反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),，編碼器計數(shù)減小,。如果電機帶有負載，行程有限,，不要采用這種方式,。測試不要給過大的電壓,，建議在1V以下,。如果方向不一致，可以修改控制卡或電機上的參數(shù),，使其一致,。
4、抑制零漂
在閉環(huán)控制過程中,，零漂的存在會對控制效果有一定的影響,，最好將其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飄的參數(shù),，仔細調(diào)整,，使電機的轉(zhuǎn)速趨近于零。由于零漂本身也有一定的隨機性,，所以,，不必要求電機轉(zhuǎn)速絕對為零。
5,、建立閉環(huán)控制
再次通過控制卡將伺服使能信號放開,，在控制卡上輸入一個較小的比例增益，至于多大算較小,，這只能憑感覺了,，如果實在不放心，就輸入控制卡能允許的最小值,。將控制卡和伺服的使能信號打開,。這時，電機應該已經(jīng)能夠按照運動指令大致做出動作了,。
6,、調(diào)整閉環(huán)參數(shù)
細調(diào)控制參數(shù)，確保電機按照控制卡的指令運動,，這是必須要做的工作,，而這部分工作,，更多的是經(jīng)驗，這里只能從略了,。
