伺服驱动器的问与答 点击:49212 | 回复:537



WXbasco

    
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发表于:2007-07-05 21:22:00
楼主
[color=#0000FF][b]关与交流伺服驱动器问答伺服电机问答;别名,伺服驱动器 伺服电机驱动器 伺服马达驱动器 全数字交流伺服驱动器 Servo drive Servo motor。伺服产品可靠性?伺服驱动伺服电机价格=?还有性价比?相关产品?还有什么想要知道值得关注期待的呢,,,业内众多网友,宝贵经验,与您互动,精彩分享,下面内容有详细介绍。。。 [/b][/color]
关与交流伺服驱动器的问与答,下面内容有些是原创,也有些是摘录。权当是对业界同仁抛砖引玉。。。。。。
[b]关于伺服的应用。[/b]有很多方面,连一个小小的电磁调压阀,也可以算上一个伺服系统。其他伺服应用如火炮或雷达,用作随动,要求实时性好,动态响应快,超调小,精度在其次。如果是机床,则经常用作恒速,位置高精度,实时性要求不高。
    首先得确定你应用在什么场合。如果用在机床上,则控制部分硬件可以设计得相对简单一些,成本也相应低些。如果用于军工,则内部固件设计时控制算法应该更灵活,比如提供位置环滤波、速度环滤波、非线性、最优化或智能化算法。当然不需要在一个硬件部分上实现。可以面向对象做成几种类型的产品。
交流伺服在加工中心、自动车床、电动注塑机、机械手、印刷机、包装机、弹簧机、三坐标测量仪、电火花加工机等等方面的设备有广阔的应用。  

[b]关于步进电机和交流伺服电机的性能有较大差别。[/b]步进电机是一种离散运动的装置,它和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中,步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现,交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势,运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。
虽然两者在控制方式上相似(脉冲串和方向信号),但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。如:1、制精度不同;2、低频特性不同 3、矩频特性不同 4、过载能力不同 5、运行性能不同 6、速度响应性能不同。
交流伺服系统在许多性能方面都优于步进电机。但在一些要求不高的场合也经常用步进电机来做执行电动机。所以,在控制系统的设计过程中要综合考虑控制要求、成本等多方面的因素,选用适当的控制电机。

[b]有关伺服零点开关的问题。[/b]找零的方法有很多种,可根据所要求的精度及实际要求来选择。可以伺服电机自身完成(有些品牌伺服电机有完整的回原点功能),也可通过上位机配合伺服完成,但回原点的原理基本上常见的有以下几种。
一、伺服电机寻找原点时,当碰到原点开关时,马上减速停止,以此点为原点。
二、回原点时直接寻找编码器的Z相信号,当有Z相信号时,马上减速停止。这种回原方法一般只应用在旋转轴,且回原速度不高,精度也不高。
   
[b]同步带的安装对伺服定位也有很大影响吗。[/b]这个情况,得知道伺服是不是调得很软?常见伺服是用脉冲控制的,那么,位置环的比例增益,速度环比例增益、积分时间常数分别是多少?
位置环比例增益:21rad/s
速度环比例增益:105rad/s
速度环积分时间常数:84ms

[b]关于伺服的三种控制方式,[/b]一般伺服都有三种控制方式:速度控制方式,转矩控制方式,位置控制方式 。想知道的就是这三种控制方式具体根据什么来选择的?
速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。位置控制是通过发脉冲来控制的。具体采用什么控制方式要根据客户的要求,满足何种运动功能来选择。

如果您对电机的速度、位置都没有要求,只要输出一个恒转矩,当然是用转矩模式。
     如果对位置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,用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的闭环控制功能,用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高,或者,基本没有实时性的要求,用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。
    就伺服驱动器的响应速度来看,转矩模式运算量最小,驱动器对控制信号的响应最快;位置模式运算量最大,驱动器对控制信号的响应最慢。
    对运动中的动态性能有比较高的要求时,需要实时对电机进行调整。那么如果控制器本身的运算速度很慢(比如PLC,或低端运动控制器),就用位置方式控制。如果控制器运算速度比较快,可以用速度方式,把位置环从驱动器移到控制器上,减少驱动器的工作量,提高效率(比如大部分中高端运动控制器);如果有更好的上位控制器,还可以用转矩方式控制,把速度环也从驱动器上移开,这一般只是高端专用控制器才能这么干,而且,这时完全不需要使用伺服电机。

换一种说法是:
1、转矩控制:转矩控制方式是通过外部模拟量的输入或直接的地址的赋值来设定电机轴对外的输出转矩的大小,具体表现为例如10V对应5Nm的话,当外部模拟量设定为5V时电机轴输出为2.5Nm:如果电机轴负载低于2.5Nm时电机正转,外部负载等于2.5Nm时电机不转,大于2.5Nm时电机反转(通常在有重力负载情况下产生)。可以通过即时的改变模拟量的设定来改变设定的力矩大小,也可通过通讯方式改变对应的地址的数值来实现。
应用主要在对材质的受力有严格要求的缠绕和放卷的装置中,例如饶线装置或拉光纤设备,转矩的设定要根据缠绕的半径的变化随时更改以确保材质的受力不会随着缠绕半径的变化而改变。
2、位置控制:位置控制模式一般是通过外部输入的脉冲的频率来确定转动速度的大小,通过脉冲的个数来确定转动的角度,也有些伺服可以通过通讯方式直接对速度和位移进行赋值。由于位置模式可以对速度和位置都有很严格的控制,所以一般应用于定位装置。
应用领域如数控机床、印刷机械等等。
    3、速度模式:通过模拟量的输入或脉冲的频率都可以进行转动速度的控制,在有上位控制装置的外环PID控制时速度模式也可以进行定位,但必须把电机的位置信号或直接负载的位置信号给上位反馈以做运算用。位置模式也支持直接负载外环检测位置信号,此时的电机轴端的编码器只检测电机转速,位置信号就由直接的最终负载端的检测装置来提供了,这样的优点在于可以减少中间传动过程中的误差,增加了整个系统的定位精度。
   
[b]怎样判断伺服电机与伺服驱动器的故障区别?[/b]
看驱动器上的错误、报警号,然后查手册。如果连报警都没有了,那自然就是驱动器故障,当然,还有可能是根本伺服就没有故障,而是控制信号错误导致伺服没有动作。
除了看驱动器上的错误、报警号,然后查手册外,有时最直接判断方法是更换,如X与Z轴伺服换(型号相同才可以)。或修改参数,如把X轴锁住,不让系统检测X轴
但应注意:X轴与Z轴互换,即使型号相同,进口设备也可能因为负载不同、参数不同而产生问题。当然,如果是国产设备,通常不会针对使用情况调整伺服参数,一般不会有问题。但应注意X轴与Z轴电机功率转矩是否相同、电机丝杆是否直联以及电子齿轮减速比方面事宜。(更多内容网址http://www.basco.com.cn欢迎光临)
    [b] 关于交流伺服电机的几个问题:[/b]
[b]问(A):交流同步伺服、交流异步伺服的额定转速与极数是否有关?n1=60f/2p?额定转速以下输出恒转矩,额定转速以上恒功率,那么额定转速的界定是由电机本身的机械决定还是驱动器来决定?[/b]
有关,同步转速n1=60f/2p,异步机还有滑差s,n=(1-s)n1,同步机n=n1,2p为极对数。控制中弱磁速度的界定是由驱动器判断的。
额定转速可以由几个方面决定:同步伺服的反电势高低、电机铁心材料允许的驱动电流交变频率、额定转矩下电机的最大功率、最高温升等,最主要还是反电势;异步电机主要受材料允许的最高频率以及极对数限制。
额定转速的界定由电机本身的机械和电器特性来决定。
[b]问(B):交、直流伺服的区分是否取决于驱动器与电机间的电流或电压的形式?但直流无刷伺服的电流方向也变化?是否可以理解为交流?交流伺服是否是以直流无刷伺服的原理为基础演变的?[/b]
  答:交流伺服通常指以正弦波驱动方式的伺服,无刷驱动相当于整流子数为6(7)的有刷直流电机的控制精度,一般低速特性较差。商业上也有称他为交流伺服,仅因为他甩掉了电刷,但特性恐怕比好的交流伺服、直流伺服有差距,10000倍的调速比无刷电机绝难达到。
直流无刷马达其实是自控式永磁同步马达的一种,不过是矩形波供电,而通常说的永磁同步马达是正弦波供电的。之所以说是“直流电机”,主要考虑到无刷马达的控制器相当于直流有刷马达的电刷和换向器,实现“电子换向”,从直流母线侧看相当于直流电机。
直流伺服用于直流电机,不是直流无刷电机;直流无刷电机与交流伺服电机其实是一回事,就是交流同步电机(交流永磁同步伺服电机)。
[b]问(C):电机的极对数?[/b]
    答:n1=60*f/2p
        p一般表示电机的极对数数,2p是极数。
1对极包括N极和S极,极数当然是极对数的两倍。




刘岩利

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发表于:2007-11-06 23:34:00
341楼
我觉得,这个帖子太长了,如果能拆成不同主题的多个帖子,应该更便于阅读。

cnjet

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发表于:2007-11-07 10:58:00
342楼
好的,我另立了一个帖子,请各位专家指点一下

WXbasco

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发表于:2007-11-09 09:21:00
343楼
  斑竹,我的想法是这样的:围绕伺服装置及其紧密关联的产品,认为合适的,就作一些适当介绍,这样方便部分人,一个贴子看到底,省得东找西找。

    当然,可能是仁者见仁,智者见智吧,理解一下了。

    这两天到上海工博会看了下(2007.11.6-11.10),也到工控网展台去了,见到了如火总版,相互交流了下。只是到的时侯晚了点(下午),遗憾,未见到老雅、虫子等斑竹的风彩,据介绍这次有几百名网友现场参与互动。

bbmmggggg

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发表于:2007-11-09 15:29:00
344楼
运控论坛呼唤超级大贴。借鉴变频器调速论坛的某些经验,学习《变频器维修与应用》。呵呵,个人意见。

WXbasco

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发表于:2007-11-10 13:42:00
345楼

经验分享,积极参与,我为人人,人人为我,帮助别人,快乐自己。呵呵

心若在,远在天涯也相知;心若离,近在咫尺也枉然。。。

bbmmggggg

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发表于:2007-11-10 14:29:00
346楼
谢谢

雅各宾

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发表于:2007-11-10 18:12:00
347楼
我也觉得续一个帖子不断更新较好,这样显得认真。不会不方便阅读。想看了到处找不到才烦,有一贴多发,赚积分之嫌。
不要多发了,就这一贴。
这次刘岩利、波恩都没来,楼主下午到的我们也没见到。憾甚!
这次是上海聚会人数最多一次,坐满了,据说有160多人参加,后来我们都没领到帽子。
可见上海工控人的热情工控网也没想到。
工博会,机床占了2个专门展厅,我参观了三届工博会,发现机床参展的比重一年比一年大。

雅各宾

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发表于:2007-11-10 18:17:00
348楼
大家知道,光大汇展中心的每2年一次机床展衰落了,渐让位于北京,那么工博会的机床比重应该可以弥补这一遗憾。
[b]北京和上海都有了“国际”级工业“机床”展[/b]:)

刘岩利

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发表于:2007-11-11 08:41:00
349楼
怎样方便,这完全是个人感觉问题,我比较习惯明确的主题,并按照主题检索。既然大家认为目前这种方式比较好,那就是比较好了。

WXbasco

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发表于:2007-11-12 08:39:00
350楼
谢谢,理解万岁!

WXbasco

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发表于:2007-11-13 08:29:00
351楼
树欲静而风不止! (某另一话题,在人生论坛)

derek-w

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发表于:2007-11-13 14:07:00
352楼
关于日系的跟欧系的比较来说,日系更关心的是国内的一个市场率。在实际使用情况下,个人认为日系的表面上面更好像是简化调试结构简单,其实其功能使用上面没有不简化的更有利于设备调试。欧系的使用起来其具体的一个参数的细化使运行曲线更平滑。

刘岩利

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发表于:2007-11-13 21:54:00
353楼
"欧系的使用起来其具体的一个参数的细化使运行曲线更平滑。"
大多数、甚至绝大多数用户没有细化参数的能力。

WXbasco

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发表于:2007-11-14 11:53:00
354楼

支持一下斑竹,[color=#0000FF]看贴回贴是美德[/color]


     每个人自己的帖子总希望能有人回复,也是很正常的。 哪怕别人在回复里什么也不说,只是一个字、一个笑脸,也会让我们深深感到被关注的幸福。那么将心比心,您是否也该回复一下别人的帖子呢?  

     论坛是交流互动的地方,没有对别人的回复,眼睛只盯着自己的帖子,那么您如何跟人交流?不交流,如何取得进步?所以,看完帖子后,无论您感觉是好还是坏,都请告诉作者。因为,无论您说什么,都比冷漠要强!

     写手是论坛的生命,工作在不不同领域,长袖善舞、妙笔生花的高产写手,更是论坛的珍贵财富。但是,与只发贴不回复的写手相比,更希望能看到写手朋友们对别人的回复,以及您在论坛上对其他话题的热情参与。因为好的帖子对论坛一如美丽的鲜花,若没有绿叶的衬托,它将注定枯萎而失去生机;所以,为了论坛之树常青以及您自己的思想之花长葆活力,也请写手朋友们能同时兼顾着关注一下别人的帖子。

     相信真正能做到每天日有所感,下笔千言的人实在稀有,所以,没有作品的网友也大可不必因此感到失落。有时,论坛的精华全在于跟贴中,一贴精彩的回复,其魅力并不低于任何一个精华主贴。而且更重要的是,在跟贴中往往才最能流露展示——我们最真实动人的一面!

     回复的多了,语言表达能力自然提高。“久入芝兰之室而不闻其香”,时间久了,写作能力也就自然而然在不知不觉中得到锻炼。所以,还是那句老话:一切重在参与!

     热点帖子是人人关注的,回复也多,动辄就是50——100的回复数。可是别忘了,那些冷门帖子,它们也可都是作者字字心血的凝聚啊。给他们一个关注的回复,远比您给热点帖子的数个回复,更能让人铭记住您的热情! 

    (呵呵,另外替斑竹招呼一下,纯广告的要避免,免得看了心烦,否则。。。,公益性的,大篇幅相关技术介绍,然后一点点。。。,要让看贴的人觉得,物有所值哦。。。)


    看贴回贴是美德!

    尊重别人,就是尊重自己!

    相聚08北京,倡导奥运精神,更高、更快、更强!

    开心你我,互相学习,分享经验,重在参与!!!

linas

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355楼
刚开始喜欢日系的,后来就慢慢的喜欢上欧系的了,欧系和日系的思路不一样,熟悉了欧系的思路用起来就好了。

WXbasco

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发表于:2007-11-16 18:48:00
356楼

欧系、日系、中系,各有各的细分市场。

“喜欢某一系”,我理解也只是个使用习惯问题。

建议选型,首先是考虑满足整机产品设计技术参数、使用环境等要求;其次是产品的性价比(自己的整机产品最终也是要参与市场竞争的);然后是其他(可靠性、品牌、交货及时性、售前服务、售后服务。。。等等)。

WXbasco

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发表于:2007-11-19 09:13:00
357楼
顶下,也是在参与

WXbasco

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358楼

      [color=#0000FF]纺织机械行业运动控制产品,应用比例会有较大幅度上升[/color]

      纺织行业在很多机型上使用了伺服和步进产品,主要用于张力控制。

      在纺机中的精梳机、粗纱机、细纱机、并条机、捻线机,织机中的无梭织机和印染设备上的应用量最大。细纱机的集体落纱和电子凸轮用到伺服电机,但是并非标准配置,对于用户而言是可选功能,在三、四年前(约2003年)只有不到4%的细纱机选用了伺服电机。

      而经过几年的发展,近精梳机、粗纱机、并条机、捻线机都开始使用伺服产品来控制张力,只不过使用的比例还是非常低,不超过30%。无梭织机的电子选纬、电子送经、电子卷取也用到伺服和步进产品,主要应用于喷气织机、喷水织机和剑杆织机。

      另外,纺织产品的染整工序也会使用到伺服产品,尤其是在印染设备上会使用到类似印刷行业的高端运动控制产品。与变频器不同的是,伺服和步进产品在化纤行业的应用极少,只在个别生产设备和一些试验设备上使用。
     
      主要的纺机厂都开发出或者正在开发新的产品系列型号,这些新的型号属于原有产品的升级产品,具有更高的自动化水平和生产精度,易于更换产品品种,产品的品质得到提升,并且具有更高的单机生产能力。

      在这些新开发的或升级产品中,伺服电机和步进电机取代了传统的机械机构,因此具有非常好的性能和功能。

      目前,成本是运动控制产品在纺织行业大量使用的一个主要的障碍。对最终用户而言,使用带伺服的纺织机械的一次性投资较高,多数纺织企业宁愿多购买几台低端设备以增加产能,只有对产品质量要求较高的企业才会选用带伺服的高端产品。

      尽管目前本行业的运动控制产品的使用比例较低,但是运动控制产品在纺机上的大量应用是发展的趋势。

    促进运动控制产品在纺织行业应用的驱动力主要有:

    1)市场竞争加剧,要求纺织生产的灵活性增加,要求设备能生产多品种的产品并能迅速更换工艺;
    2)市场全球化需要更多高质量的产品来生产更高质量的产品;
    3)伺服产品因竞争加剧,价格不断走低,降低了应用门槛。


      [color=#0000FF]其他一些自动化产品,在纺织机械行业中的应用分析[/color]

      纺织是典型的物理加工生产工艺,整个生产过程就是纤维之间结构的整理和再组织的过程,在化纤的产生和织物的处理方面也包括一些流程工艺,传动是本行业控制的重点。

      纺织行业的环境特点是高湿度和多粉尘,现场使用的自动化产品都必须考虑到以上两点,否则难以长期稳定运行。尽管纺织行业应用自动化产品的比例和其他行业相比落后,但目前在纺织设备上几乎使用到所有种类的自动化产品,主要包括控制系统,传动控制,运动控制,人机界面和传感器:

   控制系统:DCS(主要用于化纤)、PLC、IPC、专用控制器(主要由嵌入式产品开发)、现场总线、逻辑继电器
   传动控制:变频器,直流调速系统和软启动器
   运动控制:伺服装置,步进装置,运动控制器
   人机界面:文本显示器,数码管,触摸屏,平板电脑、图文终端
   电器元件及传感器:光电开关,温度传感器,压力传感器,行程开关、中间继电器、接触器、负荷开关等

   2006年中国纺织机械行业自动化市场规模已经超过了20亿元。其中,传动控制、控制器和低压电器的销售额的比重最高,分别占44%、31%和26%。(供参考)

驱动生活

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每次来这里看看,都有收获。一起努力!
回帖是美德啊!

工控追求

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360楼
不愧是加精帖,收藏了!

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