交流伺服驱动器原理及调试.ppt

交流伺服驱动器原理及调试 主要内容 一 伺服驱动器的种类及结构 二 伺服驱动器发展趋势 四 伺服驱动器的控制原理 五 伺服驱动器的接口 六 与伺服调节有关的参数 三 伺服驱动器电气原理 一 伺服驱动器的种类及结构 5 1 1AC伺服原理 构成伺服机构的元件叫伺服元件 由驱动放大器 AC放大器 驱动电机 AC伺服驱动电机 和检测器组成 伺服进给系统的要求 1 调速范围宽2 定位精度高 二 伺服驱动器发展趋势 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 1 从最低速到最高速电机都能平稳运转 转矩波动要小 尤其在低速如0 1r min或更低速时 仍有平稳的速度而无爬行现象 2 电机应具有大的较长时间的过载能力 以满足低速大转矩的要求 一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4 6倍而不损坏 3 为了满足快速响应的要求 电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩 并具有尽可能小的时间常数和启动电压 4 电机应能承受频繁启 制动和反转 对电机的要求 三 伺服驱动器的电气控制原理 1 外部控制电路结构 2 内部电路结构 功率电路结构 控制电路结构 交流伺服系统结构图 15 1 3 1伺服放大器控制回路 伺服控制回路 位置环 速度环 电流环 16 位置控制处理流程 1 3 1伺服放大器控制回路 假设脉冲指令为1个脉冲 输入时动作为 偏差计数器成为 1 转变为1个脉冲对应的电压进入放大器 放大器产生SPWM波驱动马达旋转 编码器也相应旋转 发出1脉冲的震荡 1脉冲的震荡再次输入到偏差计数器中 从原来的指令 1减去1脉冲的震荡 计数器值成为0 结果使DA转换输出0V到放大器 放大器使马达停止 完成1脉冲的定位 17 速度控制处理流程 模拟量形式的速度指令进入速度运算器 使电机开始运行 电机运行后使用编码器旋转 发出脉冲反馈 脉冲反馈经过FV转化为相应的模拟量进入伺服驱动器 反馈值与给定值相比较 如果有偏差通过电流环输出控制电流使用其差值改为零 1 3 1伺服放大器控制回路 18 伺服放大器三种控制方式1转矩控制 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 主要应用于需要严格控制转矩的场合 电流环控制2速度控制 通过模拟量的输入或脉冲的频率对转动速度的控制 速度环控制3位置控制 伺服中最常用的控制 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 所以一般应用于定位装置 三环控制思考 三环中哪个环的响应性最快 1 3 1伺服放大器控制回路 19 按照定位指令装置输出的脉冲串 对工件进行定位控制 伺服电机锁定功能当偏差计数器的输出为零时 如果有外力使伺服电机转动 由编码器将反馈脉冲输入偏差计数器 偏差计数器发出速度指令 旋转修正电机使之停止在滞留脉冲为零的位置上 该停留于固定位置的功能 称为伺服锁定 进行适合机械负荷的位置环路增益和速度环路增益调整 2 2伺服的作用 四 伺服驱动器的运行控制原理 位置环电流环速度环 1 主回路接线 1 驱动器R S T电源线的连接 2 驱动器与电动机电源线之间的接线 2 控制电源类接线 1 r t控制电源接线 2 I O接口控制电源接线 3 信号指令线1 指令接口2 I O接口3 反馈检测类接线 五 伺服驱动器的接线 伺服系统主回路的接线图 松下伺服驱动器I F速度控制接线图 松下伺服驱动器I F位置控制接线图 三洋伺服系统与数控系统连接图 六 伺服参数 1 控制类参数2 控制运动功能相关的参数3 逻辑接口相关的一些参数 伺服控制是一个比较复杂的过程 参数的使用也相对比较复杂 一般伺服参数个数少的也有几十个 多的有七 八百个 修改起来比较麻烦 但是总的来说 伺服参数可以分成三