如何選擇伺服電機(jī)控制方式
如何選擇伺服電機(jī)控制方式?
一般伺服電機(jī)都有三種控制方式:速度控制方式,轉(zhuǎn)矩控制方式,位置控制方式 。
速度控制和轉(zhuǎn)矩控制都是用模擬量來控制的。位置控制是通過發(fā)脈沖來控制的。具體采用什么控制方式要根據(jù)客戶的要求,滿足何種運動功能來選擇。
如果您對電機(jī)的速度、位置都沒有要求,只要輸出一個恒轉(zhuǎn)矩,當(dāng)然是用轉(zhuǎn)矩模式。
如果對位置和速度有一定的精度要求,而對實時轉(zhuǎn)矩不是很關(guān)心,用轉(zhuǎn)矩模式不太方便,用速度或位置模式比較好。 如果上位控制器有比較好的閉環(huán)控制功能, 用速度控制效果會好一點。 如果本身要求不是很高, 或者,基本沒有實時性的要求,用位置控制方式對上位控制器,沒有很高的要求,就伺服驅(qū)動器的響應(yīng)速度來看,轉(zhuǎn)矩模式運算量最小,驅(qū)動器對控制信號的響應(yīng)最快;位置模式運算量最大,驅(qū)動器對控制信號的響應(yīng)最慢。對運動中的動態(tài)性能有比較高的要求時,需要實時對電機(jī)進(jìn)行調(diào)整。那么如果控制器本身的運算速度很慢(比如 PLC,或低端運動控制器),就用位置方式控制。如果控制器運算速度比較快,可以用速度方式,把位置環(huán)從驅(qū)動器移到控制器上,減少驅(qū)動器的工作量,提高效率(比如大部分中高端運動控制器); 如果有更好的上位控制器,還可以用轉(zhuǎn)矩方式控制, 把速度環(huán)也從驅(qū)動器上移開, 這一般只是高端專用控制器才能這么干,而且,這時完全不需要使用伺服電機(jī)。
換一種說法是:
1、轉(zhuǎn)矩控制:轉(zhuǎn)矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設(shè)定電機(jī)軸對外的輸出轉(zhuǎn)矩的大小,具體表現(xiàn)為例如 10V 對應(yīng) 5Nm 的話,當(dāng)外部模擬量設(shè)定為 5V 時電機(jī)軸輸出為 2.5Nm: 如果電機(jī)軸負(fù)載低于 2.5Nm 時電機(jī)正轉(zhuǎn), 外部負(fù)載等于 2.5Nm 時電機(jī)不轉(zhuǎn),大于 2.5Nm 時電機(jī)反轉(zhuǎn)(通常在有重力負(fù)載情況下產(chǎn)生)??梢酝ㄟ^即時的改變模擬量的設(shè)定來改變設(shè)定的力矩大小, 也可通過通訊方式改變對應(yīng)的地址的數(shù)值來實現(xiàn)。 應(yīng)用主要在對材質(zhì)的受力有嚴(yán)格要求的纏繞和放卷的裝置中, 例如饒線裝置或拉光纖設(shè)備, 轉(zhuǎn)矩的設(shè)定要根據(jù)纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質(zhì)的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。
2、位置控制:位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉(zhuǎn)動速度的大小,通過脈沖的個數(shù)來確定轉(zhuǎn)動的角度, 也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進(jìn)行賦值。由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴(yán)格的控制, 所以一般應(yīng)用于定位裝置。 應(yīng)用領(lǐng)域如數(shù)控機(jī)床、印刷機(jī)械等等。
3、速度模式:通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進(jìn)行轉(zhuǎn)動速度的控制,在有上位控制裝置的外環(huán) PID 控制時速度模式也可以進(jìn)行定位,但必須把電機(jī)的位置信號或直接負(fù)載的位置信號給上位反饋以做運算用。 位置模式也支持直接負(fù)載外環(huán)檢測位置信號, 此時的電機(jī)軸端的編碼器只檢測電機(jī)轉(zhuǎn)速, 位置信號就由直接的最終負(fù)載端的檢測裝置來提供了, 這樣的優(yōu)點在于可以減少中間傳動過程中的誤差,增加了整個系統(tǒng)的定位精度。