伺服系统工作原理(伺服控制工作原理)

海潮机械 2023-01-24 13:34 编辑:admin 77阅读

1. 伺服控制工作原理

伺服控制器又称伺服驱动器、伺服放大器,是一种用于控制伺服电机的控制器,其功能类似于作用在普通交流电机上的变频器,属于伺服系统的一部分。

1、伺服控制器的用途

主要用于高精度定位系统。伺服电机一般由位置、速度和转矩控制,实现传动系统的高精度定位.它是目前传输技术的高端产品.

2、伺服控制器的结构

伺服驱动器均采用数字信号处理器(DSP)作为控制核心,可以实现更复杂的控制算法,实现数字化、网络化和智能化。智能功率模块(IPM)广泛应用于电力设备中。IPM集成了驱动电路,具有过电压、过电流、过热、欠压等故障检测和保护电路。主电路还增加了软启动电路,以减少启动过程对驱动器的影响。

3、伺服控制器工作原理

其次,介绍了伺服控制器的工作原理。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能进行整流,得到相应的直流电流。经过三相电源整流后,再通过三相正弦脉宽调制电压型逆变器变频驱动三相永磁同步交流伺服电机。动力传动单元的整个过程可以简单地说成是交-直-交的过程。整流单元(AC-DC)的主电路为三相全桥不控整流电路

2. 伺服控制工作原理图

两个以上伺服同步控制的原理:

将主控制器和各个电机的伺服驱动器都挂接到CAN总线上,构成以机控制器为核心的CAN现场总线系统。

控制器和伺服驱动器都配有CAN总线控制器SJA1000和收发器PCA82C250的通讯适配卡,通过连接在印刷机控制器上的CAN通讯适配卡,控制器可以方便、快速的与各伺服驱动器通讯,向各个伺服单元发送控制指令和位置给定指令,并实时获得各个伺服电机的状态信息,按照需要实时地对伺服参数进行修改,各个伺服单元也可以通过CAN总线及时的进行数据交换。各个伺服驱动器在获得自己的位置参考指令后,紧密的跟随位置指令。

由于控制器的位置指令直接输入到各个伺服驱动器,因此每个伺服驱动器都获得同步运动控制指令,不受其他因素影响,即任一伺服单元都不受其他伺服单元的扰动影响。在这个系统中,控制器和各个伺服驱动器都作为一个网络节点,形成CAN控制网络。同时,由于采用现场总线控制系统,可以根据印刷规模,扩展网络节点个数。

3. 伺服控制的原理

工作原理:交流伺服电机也是无刷电机,分为同步和异步电机,目前运动控制中一般都用同步电机,它的功率范围大,可以做到很大的功率。

大惯量,最高转动速度低,且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。

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)。控制方式:用户通过对伺服驱动器的控制操作,伺服驱动器转换为对应的三相电输出进行控制。对伺服驱动器的控制操作方式,有三种的控制方式位置,速度和转矩控制。

位置,使用脉冲输入方式进行控制,其中又分为ab相脉冲,正反脉冲和脉冲+方向控制;速度和转矩,一般使用模拟量输入进行控制。

4. 伺服控制器的工作原理图

1:伺服马达内部包括了一个小型直流马达;一组变速齿轮组;一个反馈可调电位器;及一块电子控制板。

其中,高速转动的直流马达提供了原始动力,带动变速(减速)齿轮组,使之产生高扭力的输出,齿轮组的变速比愈大,伺服马达的输出扭力也愈大,也就是说越能承受更大的重量,但转动的速度也愈低 2、微行伺服马达的工作原理 一个微型伺服马达是一个典型闭环反馈系统减速齿轮组由马达驱动,其终端(输出端)带动一个线性的比例电位器作位置检测,该电位器把转角坐标转换为一比例电压反馈给控制线路板,控制线路板将其与输入的控制脉冲信号比较,产生纠正脉冲,并驱动马达正向或反向地转动,使齿轮组的输出位置与期望值相符,令纠正脉冲趋于为0,从而达到使伺服马达精确定位的目的。

3、如何控制伺服马达 标准的微型伺服马达有三条控制线,分别为:电源、地及控制。

电源线与地线用于提供内部的直流马达及控制线路所需的能源,电压通常介于4V—6V之间,该电源应尽可能与处理系统的电源隔离(因为伺服马达会产生噪音)。

甚至小伺服马达在重负载时也会拉低放大器的电压,所以整个系统的电源供应的比例必须合理。

4、伺服马达的电源引线 电源引线有三条,如图中所示。

伺服马达三条线中红色的线是控制线,接到控制芯片上。

中间的是SERVO工作电源线,一般工作电源是5V。

第三条是地线 5、伺服马达的运动速度 伺服马达的瞬时运动速度是由其内部的直流马达和变速齿轮组的配合决定的,在恒定的电压驱动下,其数值唯一。

但其平均运动速度可通过分段停顿的控制方式来改变,例如,我们可把动作幅度为90o的转动细分为128个停顿点,通过控制每个停顿点的时间长短来实现0o—90o变化的平均速度。

对于多数伺服马达来说,速度的单位由“度数/秒”来决定。

6、使用伺服马达的注意事项 除非你使用的是数码式的伺服马达,否则以上的伺服马达输出臂位置只是一个不准确的大约数。

普通的模拟微型伺服马达不是一个精确的定位器件,即使是使用同一品牌型号的微型伺服马达产品,他们之间的差别也是非常大的,在同一脉冲驱动时,不同的伺服马达存在±10o的偏差也是正常的。

正因上述的原因,不推荐使用小于1ms及大于2ms的脉冲作为驱动信号,实际上,伺服马达的最初设计表也只是在±45o的范围。

而且,超出此范围时,脉冲宽度转动角度之间的线性关系也会变差。

要特别注意,绝不可加载让伺服马达输出位置超过±90o的脉冲信号,否则会损坏伺服马达的输出限位机构或齿轮组等机械部件。

由于伺服马达的输出位置角度与控制信号脉冲宽度没有明显统一的标准,而且其行程的总量对于不同的厂家来说也有很大差别,所以控制软件必须具备有依据不同伺服马达进行单独设置的功能

5. 伺服控制系统工作原理

工作原理如下:

1、主磁场的建立:励磁绕组通以直流励磁电流,建立极性相间的励磁磁场,即建立起主磁场。

2、载流导体:三相对称的电枢绕组充当功率绕组,成为感应电势或者感应电流的载体。

3、切割运动:原动机拖动转子旋转(给电机输入机械能),极性相间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组。

4、交变电势的产生:由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动,电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线,即可提供交流电源。

5、交变性与对称性:由于旋转磁场极性相间,使得感应电势的极性交变;由于电枢绕组的对称性,保证了感应电势的三相对称性。

6. 伺服控制工作原理图解

伺服电动机用字母表示伺服电动机,是驱动系统的动力之源。

运算放大器,是伺服控制电路中的放大器件,为伺服电

动机提供驱动电流。

速度指令电位器在电路中设定运算放大器的基准电压,即速度设定。

放大器增益调整电位器在电路中分别用于微调放大器的增益和速度反馈信号的大小

当电动机的负载发生变动时,反馈到运算放大器反相输入端的电压也会发生变化,即电

动机负载加重时,速度会降低,测速信号产生器的输出电压也会降低,使运算放大器反相输入端的电压降低,该电压与基准电压之差增加,运算放大器的输出电压增加。反之,当负载变小、电动机速度增加时,测速信号产生器的输出电压上升,加到运算放大器反相输入端的反馈电压增加,该电压与基准电压之差减小,运算放大器的输出电压下降,会使电动机的速度随之下降,从而使转速能自动稳定在设定值。