伺服驱动器的问与答 点击:49102 | 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。




WXbasco

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发表于:2007-09-13 08:52:00
141楼
        to文文:不知道在30毫秒之内,电机要从0速到最高速,最高速=?
        还有目标伺服电机的:额定转矩=?额定转速=?转子惯量=?额定功率=?还有安装法兰,因为不同的伺服电机这些主要参数是有不同的。
         以110BCA06030E伺服电机为例,额定转矩=6Nm,额定转速=3000rpm,转子惯量=0.718x10(-3)kg.m2,额定功率=1.88kw,安装法兰为110。具体外形可以到我们网站上看一看或传真地址过来先寄一份资料给你看看。
         
         我们做过测试,空载电机从0----2500rpm,50ms完全没问题;不同电机转子惯量不一样,发热(温升)不一样,曾做过0----3000rpm----0----3000rpm---0----3000rpm---0----。。。,反复连续1个多小时,温升后的伺服电机把电机下面垫的白色泡沫都化掉了,电机还在正常运转;后来就赶紧把电机给停下来,有点破坏性测试。
         
         另外提醒:高速连续频繁正反转必须考虑伺服电机强风散热。

波恩

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发表于:2007-09-13 08:58:00
142楼
“1.OC”———望文生义是:过流。

“30毫秒走8毫米,然后停30毫秒,然后继续走”———1秒内做幅度8mm的16.7次起停,不容易!

低调的快乐

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发表于:2007-09-13 12:19:00
143楼
同意

叫我小白

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发表于:2007-09-13 12:37:00
144楼
为什么要从0速到最高速,然后再到0速?
你只需要“30毫秒走8毫米,然后停30毫秒,然后继续走”,计算得到每30ms只需要走15.28度。很轻松就能做到了。

小可怜文文

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发表于:2007-09-13 15:49:00
145楼
嗨~~basco,不好意思,我是个菜鸟,请不要见笑了.我这里没有传真机,你是否可以把你的网站地址和资料发到我的邮箱?我的邮箱是:jijizhaowenwen@hotmail.com.谢谢你的支持!!!!

踏遍鄂豫皖

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发表于:2007-09-13 16:59:00
146楼
学到很多,辛苦了啊楼主.

WXbasco

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发表于:2007-09-13 17:31:00
147楼
   to文文:能够上网就可以了,你可以先到我们网站上看看,而且网址已做了链接,就直接点击下面的网址就可以了。
   网址http://www.basco.com.cn欢迎光临----技术支持----资料下载-----,就找到你要的电机、伺服驱动的资料了,可以直接下载、粘贴、打印等等,你先看一看,熟悉一下吧。。。还有文文你先细细看一下现在这个贴子的前面一些内容,可能很多问题和疑问已迎刃而解了。。。  

   版主,先打个招呼,谢了。
   
   谢谢踏遍鄂豫皖的支持,我曾在武汉呆过四年,很怀念武汉武昌鲁巷的小吃。。。现在还有不少朋友同学在那边的。。。

刘岩利

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发表于:2007-09-13 22:47:00
148楼
"电机要从0速到最高速,然后再到0速。"
理论上,如果是三角型速度曲线,最高速大概170RPM,要留点整定时间,大概要200rpm以上,实在不需要到两千多转的速度。 

szbobo

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发表于:2007-09-14 11:33:00
149楼
好东西,收藏!

WXbasco

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发表于:2007-09-14 17:55:00
150楼
  “2007中国无锡国际工业博览会”在无锡新体育中心举行,展览面积近12000平方米,室内展位近600个。
    展期从07年9月13--9月16为期四天,是“第五届中国无锡太湖博览会”的重要系列活动之一。
    “环保、节能、高效”为本次展会的导向,服务于长江三角洲太湖流域地方经济。在本次展会上拜访了部分客户,并进行了交流。。。
     
     无锡新体育中心靠近太湖边,在太湖大道西段北侧,外形为流线型钢结构幕墙现代建筑,离无锡工业设计园创意园很近,大约800米。

雅各宾

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发表于:2007-09-14 18:48:00
151楼
没注意,真不错的帖子。

WXbasco

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发表于:2007-09-15 07:39:00
152楼
雅斑竹也来点评了,,,谢谢支持!

WXbasco

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发表于:2007-09-15 16:36:00
153楼
[color=#0000FF]伺服电机+滚珠丝杠,往往要用到联轴器来连接。请问: 联轴器的连接方式分为几种?何谓硬连接,何谓软连接,两靠背轮间连接时,是不是一定要加橡皮垫?[/color]

WXbasco

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发表于:2007-09-15 16:39:00
154楼
     这是一个机械问题, 联轴器的找正很重要,电动机(包括伺服电机)和类似丝杠的从动端的联接,几乎都要用到;连轴器的连接方式有很多种,总的来说分为硬联结和软联结。

     可以这样理解:硬连接,也指刚性连接。联轴器自身无弹性,联轴器的材料可用刚性材料做成的,比如:钢,铁,尼龙棒料等之类的;硬连接通常对被联结件的同轴度要求较高,而软连结允许有一定的偏心,偏心量具体要看联轴器的类型而定。
     软连接,联轴器自身有弹性。联轴器材料可以是波纹管、金属膜片、链条式、弹簧螺旋式等做成的。
     楼上所提到的加橡皮垫应是为了缓冲,否则震动和噪音较大,并且联轴器容易损坏。要说明的是:硬连接一般都加缓冲垫,但缓冲垫往往有能量损失,配合精度也会有所降低,高精度的连接不加缓冲垫.

     正因为刚性联轴器对于两轴间同心度的要求非常高。故软(弹性、柔性)联轴器被广泛地使用。一般弹性联轴器的分类为:橡胶式联轴器、金属性联轴器。常用的有:波纹管、金属膜片、链条式、弹簧螺旋式、梅花垫式、香蕉树脂、轮胎式、弹性柱销式、永磁式、万向式等等。

     曾有人反映在一种水泵上用六角形的橡胶式联轴器,损坏很厉害,据说好像2周就要换一个;分析为,那可能是橡胶垫不合适(间隙太大了)或是质量不过关。注: 橡胶式连轴器不推荐用于频繁启动的场合。

     当然,若想了解的更详细,不妨查阅一下机械设计手册第二卷,有联轴器的分类,特点,应用,计算和性能,参数和尺寸。

WXbasco

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发表于:2007-09-17 12:21:00
155楼
呵呵,顶一下,看贴回贴是美德!~~~~~

WXbasco

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发表于:2007-09-18 09:31:00
156楼
     好象大家对机械应用方面反应不是很积极吗,?,还是继续进行普及吧。。。

     介绍一下伺服驱动器伺服电机经常用到的关联产品:[color=#0000FF]大扭矩弹性联轴器[/color]
     [color=#0000FF]联轴器的选择基准:[/color]

     联轴器是以传递扭矩或旋转角为目的的机械零件,但分别具有不同的固定特长。请根据所需的特性为基础,选择正确的联轴器。
决定种类之后,请参阅轴孔径组合并根据产品的尺寸,性能决定零件号。 
     最后确认所选零件号的额定扭矩、最高转速、尺寸等是否满足机械装置的条件。

     [color=#0000FF]联轴器使用注意事项:[/color]

     请在装置的联轴器等旋转部位安装保护罩以确保安全。
     如果轴心偏差超出允许值或施加过大扭矩,则可能会使联轴器产生塑性变形而缩短使用寿命。
     如果运转时出现异常声音(金属声音),则请立即停止运转,并对校准、轴的干扰以及螺丝松动状况等进行检查。
     对于负载变动较大的装置,为了防止螺丝产生松动,请涂抹粘结剂或将所使用的零件号提高一个档次。

     [color=#0000FF]联轴器校准调整:[/color]

     联轴器进行旋转角或扭矩传递时,允许存在一定的轴心偏差,但如果轴心偏差超出允许值,则可能会产生振动而导致联轴器寿命急剧降低。因此,请务必进行校准调整。
     轴心的轴心偏差包括偏心(两轴心的平行偏差)、偏角(两轴心的角度偏差)、以及轴向振幅(轴的轴向移动)。
     请对轴的校准状况进行调整以确保轴心偏差处在本公司产品目录的尺寸、性能表记载的容许值以下。
     尺寸、性能表记载的轴心偏差容许值是指偏心、偏角、轴向振中只发生一项时的情况。同时出现2个以上的轴心偏差时,相应的容许值分别减半。为了延长使用寿命,建议将轴心偏差设定为容值的1/3以下。

    [color=#0000FF]有关联轴器的术语说明:[/color]

技术参数                              定义和解释:
联轴器许用额定扭矩                    在允许的速度范围内连续运转所能传递的力矩

联轴器许用最大扭矩                    在联轴器的整个工作寿命中传递力矩大于105次(10的5次方)
动态载荷或5x104次(5x10的4次方)交变载荷的许用扭矩

从动端的最大扭矩                      从动端的受冲击时的最大瞬时扭矩如制动时产生的扭矩
    
    [color=#FF0000]常用弹性联轴器选型推荐:[/color]

      当然各种不同的弹性联轴器,有如中间弹性体弹性联轴器、波纹管弹性联轴器、狭缝弹性联轴器、弹簧钢弹性联轴器、不锈钢弹片弹性联轴器、工程塑料弹性联轴器、聚胺脂弹性片弹性联轴器等。各有其自身不同的特点、许用额定扭矩大小、外型尺寸以及不同的应用场合。

      连接类似伺服电机及丝杠之间(大扭矩、频繁正反转、有同步精度要求),能实现弹性联接的,推荐选用:①波纹管弹性联轴器;②中间弹性体弹性联轴器。等。。。

      连接类似小步进电机、从动端为完全轻载,类似有如编码器之间(小扭矩、有一定正反转、有同步精度要求),能实现弹性联接的,推荐选用:①狭缝弹性联轴器;②不锈钢弹片弹性联轴器;③工程塑料弹性联轴器。等。。。

      连接类似小电机、丝杠之间(中扭矩、有一定正反转、无同步精度要求),能实现弹性联接的,推荐选用:①弹簧钢弹性联轴器;②波纹管弹性联轴器;③中间弹性体弹性联轴器。等。。。

     (对产品感兴趣的朋友、或有需要联轴器选型样本资料电子版的,可以自行直接下载;具体方式为点击---网址http://www.basco.com.cn欢迎光临----技术支持-----联轴器----下载即可。当然您也可以直接致电讯问0510-85572258,我们乐意为您服务。)


haixiaowh

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157楼
可以,不过有案例更好

牛牛不牛

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158楼
一正、反转设备。没有用软性连轴器,机械工程师随便做了个连接装置。调试设备时候没有及时停止加上速度很快,滚珠丝杆卡死了,一下把伺服电机PG后面的编码器打坏了。
教训啊

雅各宾

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159楼
都说你的网名是个公司名,是么?LZ能不能规避一下呢?比如改为Qbasco?

WXbasco

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160楼
先试用一下WXbasco,看看是否已被注册,,,谢谢老雅!照顾一下各方感受吧。。。。。。

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