伺服驱动器的问与答 点击:49779 | 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。




姑苏城外

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发表于:2007-09-20 19:40:00
161楼
中华大地,人才辈出啊!咋一个不小心,就蹦出了这么牛的一个公司?希望有机会用一下贵公司的产品。

波恩

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发表于:2007-09-20 19:48:00
162楼
"WXbasco"确实是一位业内难得的技术性营销人才,至于其服务的 公司是否也真的很牛,恐怕还不要急于下结论,公司的牛与否是需要时间和实践来验证的。

漫步人生路

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发表于:2007-09-20 21:29:00
163楼
过两天就要用到伺服电机了,正好用到.

WXbasco

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发表于:2007-09-21 09:41:00
164楼
     版主你也太小气了点,难得让您删贴,,,,,本来是月到中秋送给看贴的各位网友的,想要善意地给大家调剂一下心情,愉悦一下,避免有些朋友感到看纯技术贴子有些费劲,枯躁无味。。。。。。

      可是,也许版主看来看去、看来看去觉得应该发表到工控人生论坛。。。,就给删了,抗议啊版主。。。。,一份好意和善举都得不到支持,,,唉。。。。

       感兴趣的,想要调剂一下心情愉悦一下的朋友,点击下面的链接就可以了,谢谢!

       
      http://bbs.gongkong.com/detail.asp?id=415669窗外有星光。。。---但愿人长久,千里共婵娟


       版主要是再删这个链接,我可就要怒了。。。

      (提示,容许有不同的观点、不同的声音存在,那才叫真正的海纳百川,有容乃大。。。。。。)

波恩

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发表于:2007-09-21 10:08:00
165楼
“海纳百川,有容乃大”———也要看在何处,容/纳何内容哦!:-)

WXbasco

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发表于:2007-09-21 10:11:00
166楼
佩服,佩服。。。,谢谢,谢谢。。。

小杨121

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发表于:2007-09-21 10:33:00
167楼
不错不错,!,看了后让我收益非浅!!,真希望能够和前辈们多学习学习,呵呵,

55v66

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发表于:2007-09-21 17:02:00
168楼
四伏控制顶

WXbasco

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发表于:2007-09-22 09:29:00
169楼
      “海纳百川。。。”,还要看看哪条川,哪条江, 哪条河。?。,呵呵,口水战就先不打了,不影响后面看贴的朋友。。。,(调侃一下,开个玩笑了。。。)

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      to:姑苏城外,谢谢,过奖了。我也只不过把熟悉的或相关的东西,整理了一下,用文字表达出来,我想这样至少是对一部分人,在产品应用时或做判断时是有益的。
      听您口气,肯定是某一方面行家,欢迎与您多交流,而且苏州无锡也离的不远;若能有机会用我们的产品,那我先多谢了。

      to:漫步人生路,“过两天就要用到伺服电机了,正好用到”,不知是用到这方面的文字介绍?还是其他什么。。。

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      生活是美好的,空气是清新的,心情是调剂的,工作是愉快的,朋友是可爱的~~~~~~ 你快乐 我快乐 生活多美好~~~~~~ 呵呵,拈来的。。。

      因为有些朋友觉得看纯技术贴子有些枯躁无味,咱给加了一点点“调料”。。。, 也可能“调料”引起了版主的误会或误解,误认为我要将这个技术贴子引向娱乐版,,,假如是那样话,只能说是版主误解我的初衷了,技术贴子的大方向,大家是很清楚的,而且我也会尽可能地增加点这个贴子的含金量。。。,我的初衷只是想给技术贴子增加点可读性,增加点吸引力,让看贴的朋友能够轻松点,或者能有——。。。心有灵犀,会心一笑。。。

     码文字有时是很辛苦的。。。

     http://bbs.gongkong.com/detail.asp?id=415669窗外有星光。。。---但愿人长久,千里共婵娟

     贴上去的文字“窗外有星光。。。”可是原创的,,,只是离技术远了点而离生活近了点,,,也许吧,在工控人生论坛发表更加合适些。

     只是这样的话,对现在这个技术贴子感觉有一点阻滞、有些行文不畅了。。。

     [color=#0000FF]强烈建议,给技术贴子增加点可读性,增加点吸引力!!![/color]

     同时也招呼[color=#0000FF]所有正在看这个贴子的朋友[/color],在将要到的中秋、国庆,大家快乐舒畅的十一黄金周,祝各位网友能够,天随人愿,工作顺心、节日愉快!愿大家旅途顺畅,有个好心情,玩的开开心心!

     事实上,生意、工作、技术、生活,还有亲情、友情、爱情,对个体的人来说是集成的,不可能完全分割。在一个人的不同的人生阶段、不同的环境、甚至一天的不同时段(白天工作、晚上休息),对一个个体的人,其内容重点有所侧重罢了。

     前面文字里提到的,渔父岛、百米高喷,还有高子水居、十八湾、蠡湖公园、蠡湖中央公园等是免费向市民开放的,无锡真是个好地方。建议大家有空和家人朋友一起,多亲近亲近大自然,欢迎您来无锡旅游!

     再贴几个无锡旅情太湖美景的网址链接,送给斑竹和喜欢工控网论坛的朋友,图片都是热心的网友自己拍的,自游自拍自欣赏,然后自己贴到网上和大家共同分享的。呵呵。。。

    1) 链接http://post.baidu.com/f?kz=167890992太湖明珠无锡
    2) 链接http://post.baidu.com/f?kz=261905064山顶看无锡夜景灯火辉煌
    3) 链接http://post.baidu.com/f?kz=6009849无锡盛产风景、院士以及创造财富的奇迹
    4)链接http://post.baidu.com/f?kz=91788399太湖明珠—无锡美景(我老公的家乡)
    5) 链接http://www.17u.com/blog/article/12012.html太湖美景无锡鼋头渚
      太湖美景,湖光山色,还有风景中的人,[color=#0000FF]当然包括心存感激正在欣赏品读的你我[/color],不错的。。。,向斑竹各位网友同事同仁,致敬问候,开心你我,分享欢乐,梦想成真!
----------------------------------------------------------------------
[color=#0000FF]      累并收获着,痛并快乐着!——[/color]积极的生活态度,也希望传递给所有细细看贴子的朋友。。。
       我相信,我的文字,会对一部分人有益,哪怕是五年十年后。。。
       透过字里行间,希望这个帖子除了能有一些技术经验可取外,还能有少量的、适当的一点点生活的感悟,同时也希望这个帖子能带给大家些许欢乐和美的享受!能引导看贴子的朋友有一种积极的、乐观的、向上的力量!!!
     (虽然每个人的生活中,会有喜怒哀乐。。。,我和您也是一样的,。。。)
      还有要告诉您的是,和您一样一直在关注这个贴子,从贴出来到现在两个多月,有160多人回复,6000多次点击,您的每一次点击意味着您在关注,您的每一次回复说明您在参与。。。虽然国人的传统观念,情感表达以含蓄为美。。。
       但请相信——您自己的感觉,您是最棒的!心态决定行动,感谢您所给予的所有关注!也很想寻找,和您一起在线交流互动的感觉!,,,再次感谢,您的参与!!!

雅各宾

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170楼
不错

波恩

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171楼
老雅可算找到知音了!

DIANGONG

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172楼

刘建新

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173楼
非常不错的文章,我想问一下驱动器的输出的旋转编码器反馈脉冲信号输出oa,ob,oz以及oz的集电极开路信号是做什么用的,

波恩

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174楼
驱动器的输出的旋转编码器反馈脉冲信号通常给上位控制器做位置闭环控制或监控补偿,Z信号的集电极开路信号通常是给PLC或上位控制器的I/O做为参考标记用。

zx11

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175楼
谢谢!回去慢慢消化。

WXbasco

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176楼


     To:波恩,呵呵,“王顾左右而言他。。。。。。”,~~~~~~~~~~~~~~~~~

      。。。多一些技术和行业介绍和分析,既可以起到很好的技术普及和推广作用,又。。。客观上与总版精神完全吻合。。。。。。


       呵呵,咱们的大方向是一致的,小方向略有差别:我除了技术普及,还有要让好经验好产品好理念让大家分享,顺带介绍一下产品的任务。。。,咱们版主除了技术普及,还有要参与大部分贴子的提疑回复,顺带维持一下运控论坛秩序的任务。。。


       所以,有些事情静下心来,站在对方角度立场想一想,都是可以理解的。。。,大家都是不容易的。。。,老波同志,对不?。。。呵呵,理解万岁!


       还有,多谢谢波斑竹给予的点点滴滴的关心和支持,无论是批评的、还是褒扬的。。。,这个贴子里,您给予的点评也是最多的。。。;经常是早上打开电脑,,,运控版已经是一排一长溜波恩的点评。。。您也是敬业的。。。,发自内心的,诚挚的,也是朴素的祝福,,,您和您的家人中秋愉快!

      (这一小节,希望您能多读几遍,,,再回味一下。。。。。。)

WXbasco

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发表于:2007-09-25 10:03:00
177楼
             
            [color=#0000FF]运动控制类产品的知识需要普及[/color]


     虽然运动控制产品(伺服系统、步进系统)在国内的应用已经有十几年的历史,技术也比较成熟。但是各种数据表明这还是一个相当初期的市场。相对于PLC、变频器等广为人知的产品而言,用户端对运动控制产品的知识相当匮乏。如数控机床、纺织行业、包装设备、机器人领域、印刷机等市场空间很大。
  
   而巨大的潜力市场空间构成了运动控制市场增长的主要原因。也使得对运动控制产品的市场预测,未来几年预计仍将保持快速增长。除此之外,新旧技术的交替也形成了市场的另外一个重要驱动力:在加工制造领域,伺服取代步进,是运动控制市场最主要的趋势。
  
   1)应用领域基本相同,但伺服的控制精度占据明显优势,形成单向取代。
   2)从材料耗费上看,伺服与步进较为接近,并且随着市场规模的扩大,伺服系统的价格进一步下降,目前市场上某些型号的伺服产品的价格已经低于相同转矩的高端步进产品。
   3)用户已经逐步接受伺服,许多OEM开始提供装有伺服装置的设备,或者在配置中提供伺服这一选择。
   4)国内主流步进供应商已经将研发重点转移到伺服,并且逐步开始有一些批量产品面世。
  
   当然,考虑到国内庞大的中低端市场需求。步进市场仍将继续缓慢增长。伺服替代步进将是一个长期的进程。


jed

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178楼
不错

jed

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179楼
好贴

KingLion

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180楼
有时间要好好的学习学习了!

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