伺服電機驅動器

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伺服驅動器四種控制方式的作用

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伺服驅動器四種控制方式的作用

發布日期:2019-02-03 作者: 點擊:

數控機床中伺服驅動器控制按其結構可分成開環控制和閉環(半閉環)控制。如果詳細分類,開環控制又可分為普通型和反饋補償型,閉環(半閉環)控制也可分為普通型和反饋補償型。

1.閉環控制

伺服電機控制器由于開環控制的精度不能很好地滿足機床的要求,為了提高伺服驅動器的控制精度,最根本的辦法是采用閉環控制方式。即不但有前身控制通道,而且有檢測輸出的反饋通道,指令信號與反饋信號比較后得到偏差信號,形成以偏差控制的閉環控制系統。

2.反饋補償型開環控制

開環系統的精度較低,這是由于伺服驅動器的步距誤差、起停誤差、機械系統的誤差都會直接影響到定位精度。應采用補償型進行改進,這種系統且有開環與閉環兩者的優點,即具有開環的穩定性和閉環的精確性。不會因為機床的諧振頻率、爬行、失動等引起系統振蕩。反饋補償型開環控制不需要間隙補償和螺距補償。

3.反饋補償型的半閉環控制

這種伺服驅動器控制補償原理與開環補償系統相同,由旋轉變壓器和感應同步器組成的兩套獨立的測量系統均以鑒幅方式工作。該系統的缺點是成本高,要用兩套檢測系統,優點是比全閉環系統調整容易,穩定性好,適合用做高精度大型數控機床的進給驅動。 

4.半閉環控制

對于閉環控制系統,合理的設計可以得到可靠的穩定性和很高的精度,但是直接測量工作臺的位置信號需要用如光柵、有磁尺或直線感應同步器等安裝、維護要求較高的位置檢測裝置。通過對傳動軸或絲杠角位移的測量,可間接地獲得位置輸出量的等效反饋信號。由于這部分傳動引起的誤差不能被閉環系統中不包含從旋轉軸到工作臺之間的傳動鏈,因此這部分傳動引起的誤差不能被閉環系統自動補償,所以稱這種由等效反饋信號構成的閉環控制系統為半閉環伺服驅動器,這種控制方式稱為半閉環控制方式。

模塊化有框架直接驅動伺服電機是近年來發展起來的一種新型安裝結構形式,它將無框架電機技術的節省空間與性能優勢和有框架電機的便捷安裝融為一體。定子框架通過法蘭和止口與負載連接,類似有框架電機。轉子與負載通過一種新穎的壓縮連接結構與負載軸緊密地連接到一起,使電機轉子和負載成為整體,消除了電機與負載之間的間隙和柔性,連接剛性得到極大地提高,不再需要像傳統電機那樣要求慣量匹配,通常允許有250:l的慣量失配,最高可達800:1,使得系統可以獲得較高的增益而不會振蕩,系統帶寬得到極大地提高;電機內沒有軸承,利用負載軸的軸承支撐伺服電機轉子,類似無框架電機;因電機內沒有精密軸承而降低了成本,比有框架電機具有更高的性價比;與無框架電機相比,無需考慮電機結構設計,簡化了機械設計和安裝;伺服電機可以在任何方向上安裝,可以水平安裝或豎直安裝,但用戶需要選擇相應的轉子負載軸承。 

直接驅動伺服電機與負載的連接主要有兩種方式:一種是帶有中空軸的有框架電機結構,負載軸直接插入電機的中空軸,或者電機為實心軸結構,負載軸與電機軸通過聯軸器連接;另一種是無框架(分裝式)電機結構,定子安裝在負載的框架上,轉子直接安裝在負載軸上,使電機轉子成為負載的一部分,可以為用戶提供十分緊湊的機械設計解決方案。

伺服驅動器

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