伺服控制器原理是什么,在控制电路中起什么作用

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-07-01
伺服驱动器的工作原理?

  伺服驱动器(servo
drives)又称为"伺服控制器"、"伺服放大器",是用来控制伺服电机的一种控制器,其作用类似于变频器作用于普通交流马达,属于伺服系统的一部分,主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服马达进行控制,实现高精度的传动系统定位,目前是传动技术的高端产品。工作原理:
  目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,可以实现比较复杂的控制算法,实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以减小启动过程对驱动器的冲击。功率驱动单元首先通过三相全桥整流电路对输入的三相电或者市电进行整流,得到相应的直流电。经过整流好的三相电或市电,再通过三相正弦PWM电压型逆变器变频来驱动三相永磁式同步交流伺服电机。功率驱动单元的整个过程可以简单的说就是AC-DC-AC的过程。整流单元(AC-DC)主要的拓扑电路是三相全桥不控整流电路。
  伺服驱动器的输入信号是开关信号,来自操作板的、编码器的。输出信号是数字脉冲给电机,使电机执行相关动作的。
  最大输出转矩设置
  设置伺服驱动器的内部转矩限制值。设置值是额定转矩的百分比,任何时候,这个限制都有效定位完成范围设定位置控制方式下定位完成脉冲范围。本参数提供了位置控制方式下驱动器判断是否完成定位的依据,当位置偏差计数器内的剩余脉冲数小于或等于本参数设定值时,驱动器认为定位已完成,到位开关信号为
ON,否则为OFF。
  在位置控制方式时,输出位置定位完成信号,加减速时间常数设置值是表示电机从0~2000r/min的加速时间或从2000~0r/min的减速时间。加减速特性是线性的到达速度范围设置到达速度在非位置控制方式下,如果伺服电机速度超过本设定值,则速度到达开关信号为ON,否则为
OFF。在位置控制方式下,不用此参数。与旋转方向无关。
  伺服进给系统的优点:
  1、调速范围宽
  2、定位精度高
  3、有足够的传动刚性和高的速度稳定性
  4、快速响应,无超调
  为了保证生产率和加工质量,除了要求有较高的定位精度外,还要求有良好的快速响应特性,即要求跟踪指令信号的响应要快,因为数控系统在启动、制动时,要求加、减加速度足够大,缩短进给系统的过渡过程时间,减小轮廓过渡误差。
  5、低速大转矩,过载能力强
  一般来说,伺服驱动器具有数分钟甚至半小时内1.5倍以上的过载能力,在短时间内可以过载4~6倍而不损坏。
  6、可靠性高
  要求数控机床的进给驱动系统可靠性高、工作稳定性好,具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力。

驱动器内部电路有很多,要详细解释的话可以出本书了,不过我可以给你讲讲伺服的电路原理
伺服包括驱动器和电机,是全闭环工作的。它主要有几部分组成,主电源电路(其它就是个三相整流滤波),副电源电路,给伺服驱动器工作提供低压电源,安川的有以下几组:
1: 5V主要电源,供单片机,边逻辑芯片,放大电路,显示等。
2: 3.3v伺服运算芯片DSP供电。
3: 12V 伺服风扇供电,运放供电,AD转换的正电压。
4: 14V 4组,为驱动光耦供电。
伺服的运算和控制电路,这个太复杂,也是整个伺服的技术核心,在中国没几个真真会算的人,所以我也说不清,你必须要很懂单片机才能有所了解。
伺服的驱动电路,包括功率模块和光耦隔离驱动电路, 有6个光高速光耦是控制功率模块的,还有一个是用来驱动制动管的。功率模块的内部其它可是简单的理解成6个一样的大功率场管,其中分为三组,两个一组(上管和下管),b极都是分别来自6个光耦的驱动信号,上管的c极接主电源,e极接下管的c极,同时还接电机(U) 下管的e接主电源的负级,这样就是一组了,所以三组就形成了电机的三根线 U V W ,没图,不好说,我怕说了你也看不懂,你就了解下吧。;

主要是控制电动机的运转
通过传感器控制电动机的转速、扭矩、位移等等参数
一般在自动化的机械系统中起到控制电机的作用

伺服电机原理
一、交流伺服电动机
交伺服电动机定子的构造基本上与电容分相式单相异步电动机相似.其定子上装有两个位置互差90°的绕组,一个是励磁绕组rf,它始终接在交流电压uf上;另一个是控制绕组l,联接控制信号电压uc。所以交流伺服电动机又称两个伺服电动机。
交流伺服电动机的转子通常做成鼠笼式,但为了使伺服电动机具有较宽的调速范围、线性的机械特性,无“自转”现象和快速响应的性能,它与普通电动机相比,应具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。目前应用较多的转子结构有两种形式:一种是采用高电阻率的导电材料做成的高电阻率导条的鼠笼转子,为了减小转子的转动惯量,转子做得细长;另一种是采用铝合金制成的空心杯形转子,杯壁很薄,仅0.2-0.3mm,为了减小磁路的磁阻,要在空心杯形转子内放置固定的内定子.空心杯形转子的转动惯量很小,反应迅速,而且运转平稳,因此被广泛采用。
交流伺服电动机在没有控制电压时,定子内只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子静止不动。当有控制电压时,定子内便产生一个旋转磁场,转子沿旋转磁场的方向旋转,在负载恒定的情况下,电动机的转速随控制电压的大小而变化,当控制电压的相位相反时,伺服电动机将反转。
交流伺服电动机的工作原理与分相式单相异步电动机虽然相似,但前者的转子电阻比后者大得多,所以伺服电动机与单机异步电动机相比,有三个显著特点:
1、起动转矩大
由于转子电阻大,其转矩特性曲线如图3中曲线1所示,与普通异步电动机的转矩特性曲线2相比,有明显的区别。它可使临界转差率s0>1,这样不仅使转矩特性(机械特性)更接近于线性,而且具有较大的起动转矩。因此,当定子一有控制电压,转子立即转动,即具有起动快、灵敏度高的特点。
2、运行范围较广
3、无自转现象
正常运转的伺服电动机,只要失去控制电压,电机立即停止运转。当伺服电动机失去控制电压后,它处于单相运行状态,由于转子电阻大,定子中两个相反方向旋转的旋转磁场与转子作用所产生的两个转矩特性(t1-s1、t2-s2曲线)以及合成转矩特性(t-s曲线)
交流伺服电动机的输出功率一般是0.1-100w。当电源频率为50hz,电压有36v、110v、220、380v;当电源频率为400hz,电压有20v、26v、36v、115v等多种。
交流伺服电动机运行平稳、噪音小。但控制特性是非线性,并且由于转子电阻大,损耗大,效率低,因此与同容量直流伺服电动机相比,体积大、重量重,所以只适用于0.5-100w的小功率控制系统。

  • 直流伺服电机的工作原理
    答:1、直流伺服电机的结构最早的伺服电动机是一般的直流电动机,在控制精度不高的情况下,才采用一般的直流电机做伺服电动机。目前的直流伺服电动机从结构上讲,就是小功率的直流电动机,其励磁多采用电枢控制和磁场控制,但通常采用电枢控制。2、直流伺服电机的原理直流伺服电机的工作原理与普通的直流电机工作...
  • 伺服电机的原理
    答:永磁交流伺服电动机 20世纪80年代以来,随着集成电路、电力电子技术和交流可变速驱动技术的发展,永磁交流伺服驱动技术有了突出的发展,各国著名电气厂商相继推出各自的交流伺服电动机和伺服驱动器系列产品并不断完善和更新。交流伺服系统已成为当代高性能伺服系统的主要发展方向,使原来的直流伺服面临被淘汰的危机。90年代以后...
  • 伺服电机的工作原理
    答:内定子由硅钢片叠压而成,固定在一个端盖1、8上,内定子上没有绕组,仅作磁路用。电机工作时,内﹑外定子都不动,只有杯形转子在内、外定子之间的气隙中转动。对于输出功率较小的交流伺服电机,常将励磁绕组和控制绕组分别安放在内、外定子铁心的槽内。 交流伺服电机的工作原理和单相感应电动机无...
  • 请详细介绍伺服电机,步进电机的工作原理
    答:伺服电机的资料 交流伺服电机的工作原理 伺服电机内部的转子是永磁铁,驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场,转子在此磁场的作用下转动,同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器,驱动器根据反馈值与目标值进行比较,调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。 4. 什么是伺服电机?有几种类型?工作...
  • 伺服驱动器与伺服控制器的区别?
    答:1、控制方式不同 速度控制是模拟控制,位置控制是脉冲控制。2、调节速度不同 在速度控制模式下,使用0-10电压来调整速度,这是模拟控制模式。3、运用的技术不同 这两种控制方式分别由两种不同的控制技术实现 这不同于机电系统的开环和闭环系统 伺服驱动器又称“伺服控制器”和“伺服放大器”,是一种...
  • 伺服控制器如何实现准确定位
    答:目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,伺服驱动器原理 可以实现比较复杂的控制算法,实现数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动...
  • 伺服电机一般用什么控制?
    答:2、由于伺服电机流过高频开关电流,因此漏电流相对较大,电机接地端子与伺服驱动器接地端子 fg 连接一起,并良好接地。3、因为伺服驱动器内部有大容量的电解电容,所以即使切断了电源,内部电路中仍有高电压。在电源被切断后,最少等待 5 分钟以上,才能接触驱动器和电机。4、接通电源后,操作者应与驱动...
  • 在控制伺服电机的驱动中,控制器和驱动器各有什么功能和作用?
    答:伺服电机控制器是数控系统和其他相关机械控制领域的关键设备。 控制器通过位置,速度和转矩三种方法控制伺服电机,以实现传动系统的高精度定位。伺服电机驱动器是用于控制伺服电机的控制器。驱动器的作用类似于作用在普通交流电动机上的逆变器。 伺服电动机通过位置,速度和转矩这三种方法进行控制,以实现驱动...
  • 什么是伺服电路?
    答: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...
  • 你好,有看关于PWM的电机控制解答。请问,关于ATmega16的可调PWM控制C程序...
    答:目前主流的伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,其优点是可以实现比较复杂的控制算法,事项数字化、网络化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模块(IPM)为核心设计的驱动电路,IPM内部集成了驱动电路,同时具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测保护电路,在主回路中还加入软启动电路,以...