伺服電機也有它不可避免的如下缺陷
發布日期:2019-12-26 00:00 來源:http://www.qicaihong.cc 點擊:
伺服電機是被現在的工程師們所推崇和津津樂道的,提到運動控制不談伺服電機幾乎不可想象,工程師們癡迷于伺服電機的閉環控制,沉醉于高響應和高速性及高精度的優點,真正地“三高”。但是,正所謂尺有所短,寸有所長,伺服電機也有它不可避免的如下缺陷:
1. 無法靜止:由于采用閉環控制,伺服電機本身結構和電機的特性決定,伺服電機在停止時無法絕對靜止,在負載擾動小或者伺服電機的參數調試良好的情況下,伺服電機始終在正負1個脈沖之間波動(可以通過觀察伺服驅動器上關于編碼器位置的數值,它一直在正負1之間波動)。在圖像處理場合這就是一個影響精度的因素。
2. 過沖:在由高速轉為低速或者靜止時,不可避免地要過沖一段距離,然后在糾正回來。當控制器發一個脈沖給伺服電機時,伺服電機往往不是走一個脈沖,而是走3個脈沖,然后在回退2個脈沖。這對那些需要一個脈沖一個脈沖運動的場合,絕對不允許過沖的場合時致命的。
3. 調試復雜:伺服驅動器內動輒上百個參數,使用說明書幾百頁,著實讓新手發怵;更換一個的伺服電機,也會讓老手著實頭痛。這也為售后服務和維修帶來了大量的工作。
4. 低速蠕動:在低速時伺服電機的運行會出現蠕動或者稱之為爬行。
而閉環步進電機就完美地解決了以上問題。
由于閉環步進電機不是簡單的給步進電機配一個編碼器了事,而是按照伺服電機系統的工作原理進行設計和開發。它采用32位的DSP做為主處理器,以保證整個系統的高響應和高速,可以做到每隔25微秒就可以調整一次電機的電流,標配10000個脈沖/圈的編碼器,而且是金屬碼盤的編碼器,既保證了精度,也保證了對環境、溫度和振動的高適應性、穩定性和可靠性,甚至優于采用玻璃碼盤編碼器的伺服電機。
先,閉環步進電機由于是電機的本體是步進電機,在靜止時是絕對靜止不動的。
其次,閉環步進電機由于結合了步進電機的特點和伺服的控制方式,所以不會過沖(因為步進電機的特點就是不會過沖)。
三,調試和使用非常簡單,只需要調節驅動器的3個電位器的位置,不僅設備制造商可以使用,而且設備使用商也可以使用,對使用者的要求極低。
四,驅動器采用真正地正弦波、向量和濾波方式控制電流,低轉速可以控制在0.2轉/分,而且電機運行非常平穩和穩定,這一點甚至是伺服電機都無法做到(一般伺服電機理論上可以做到1轉/分,實際的應用場合是無法做到1轉/分,大致在5rpm以上)。 用戶往往對電磁制動、再生制動、動態制動的作用混淆,選擇了錯誤的配件。
動態制動器由動態制動電阻組成,在故障、急停、電源斷電時通過能耗制動縮短伺服電機的機械進給距離。
再生制動是指伺服電機在減速或停車時將制動產生的能量通過逆變回路反饋到直流母線。經阻容回路吸收。
電磁制動是通過機械裝置鎖住電機的軸。
三者的區別:
(1)再生制動必須在伺服器正常工作時才起作用,在故障、急停、電源斷電時等情況下無法制動電機。動態制動器和電磁制動工作時不需電源。
(2)再生制動的工作是系統自動進行,而動態制動器和電磁制動的工作需外部繼電器控制。
(3)電磁制動一般在SVOFF后啟動,否則可能造成放大器過載。動態制動器一般在SVOFF或主回路斷電后啟動,否則可能造成動態制動電阻過熱。
選擇配件的注意事項:
(1)有些系統如傳送裝置,升降裝置等要求伺服電機能盡快停車。而在故障、急停、電源斷電時伺服器沒有再生制動無法對電機減速。同時系統的機械慣量又較大,這時需選用動態制動器動態制動器的選擇要依據負載的輕重,電機的工作速度等。
(2)有些系統要維持機械裝置的靜止位置需電機提供較大的輸出轉矩且停止的時間較長,如果使用伺服的自鎖功能往往會造成電機過熱或放大器過載。這種情況就要選擇帶電磁制動的電機。
(3)三菱的伺服器都有內置的再生制動單元,但當再生制動較頻繁時可能引起直流母線電壓過高,這時需另配再生制動電阻。再生制動電阻是否需要另配,配多大的再生制動電阻可參照樣本的使用說明。需要注意的是樣本列表上的制動次數是電機在空載時的數據。實際選型中要先根據系統的負載慣量和樣本上的電機慣量,算出慣量比。再以樣本列表上的制動次數除以(慣量比+1)。這樣得到的數據才是允許的制動次數。