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拓達(dá)低壓直流伺服電機(jī)使用和調(diào)試

返回列表 來(lái)源: 發(fā)布日期: 2019.06.27


拓達(dá)低壓直流伺服

拓達(dá)直流伺服恒功率調(diào)速方式
    就是所謂的弱磁調(diào)速,這種調(diào)速方式,本質(zhì)是恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式的一種補(bǔ)充,主要是有些場(chǎng)合,需要比較寬的調(diào)速范圍,比如有些龍門(mén)床,需要電機(jī)加工時(shí)候進(jìn)刀非常慢,扭矩要很高;而退回來(lái)時(shí)候扭矩很輕看是要跑非???,這時(shí)候進(jìn)刀時(shí)候用恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速模式,而退回來(lái)時(shí)候用弱磁調(diào)速方式,這時(shí)候電機(jī)的最大功率是不變的。
    也有些電動(dòng)車(chē),低速上坡時(shí)候要跑很慢,需要很大扭力,而平路阻力小又想跑非??欤@時(shí)候也需要用到恒功率調(diào)速,類(lèi)似于機(jī)械變檔或者調(diào)減速比的方式來(lái)調(diào)速。一般弱磁調(diào)速,是不適合于永磁電機(jī)的,因此磁通Φ無(wú)法單獨(dú)控制。
要弱磁,就是直接減少氣隙磁通Φ的大小,這時(shí)候可以降低勵(lì)磁線圈的電流,一般也會(huì)在勵(lì)磁線圈使用可控硅或者場(chǎng)效應(yīng)管這些來(lái)做一個(gè)PI調(diào)整回來(lái)輸出一個(gè)電流源來(lái)實(shí)現(xiàn)。
    弱磁調(diào)速的時(shí)候,電機(jī)轉(zhuǎn)速越高,電機(jī)輸出的最大扭矩會(huì)越小,這個(gè)是需要注意的,而且一般也不會(huì)無(wú)限制的減小下去,大概能控制在額定勵(lì)磁電流的90%左右。

拓達(dá)低壓直流伺服電機(jī)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速方式

    電樞電壓控制,在晶閘管和IGBT這些沒(méi)有被發(fā)明前,控制起來(lái)也不是容易的事情了,畢竟功率比較大,早期是通過(guò)一臺(tái)發(fā)電機(jī)直流發(fā)電來(lái)控制的,通過(guò)調(diào)整發(fā)電機(jī)的磁通就可以控制發(fā)電機(jī)的輸出電壓,進(jìn)而調(diào)整了電樞電壓大小的。
    在晶閘管可控硅被發(fā)明出來(lái)以后,通過(guò)給可控硅施加交流輸入電壓,利用移相觸發(fā)技術(shù)控制可控硅的導(dǎo)通角,就可以把交流電整流成一定脈動(dòng)的直流電,因?yàn)橹绷麟姍C(jī)是大感性負(fù)載,脈動(dòng)直流電會(huì)被大電感緩沖穩(wěn)定下來(lái)。這個(gè)直流電的電壓是可以調(diào)整的,和可控硅的導(dǎo)通角成一定的比例關(guān)系。這種調(diào)速技術(shù)是非常成熟可靠的,在上個(gè)世紀(jì)中后期得到了廣泛的工業(yè)應(yīng)用。

    另外場(chǎng)效應(yīng)管和IGBT之類(lèi)的器件出現(xiàn)以后,直流電機(jī)調(diào)速還可以做得更加精密了,可以利用PWM斬波技術(shù),讓輸出的直流電壓非常穩(wěn)定,這樣直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速波動(dòng)非常小,如果讓電機(jī)的轉(zhuǎn)子變長(zhǎng)點(diǎn),轉(zhuǎn)動(dòng)慣量變小了,外加了位置環(huán)進(jìn)去,還可以實(shí)現(xiàn)精確的定位控制,這個(gè)就是所謂的直流伺服系統(tǒng)了。

    恒轉(zhuǎn)矩模式下,要先保持氣隙磁通Φ恒定,直流電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)是正交狀態(tài)的,互相沒(méi)有影響。要保持Φ恒定,只要保證勵(lì)磁線圈的電流穩(wěn)定在一個(gè)值就可以了。理論上給一個(gè)恒流源來(lái)控制勵(lì)磁線圈的電流是比較完美的,但是因?yàn)殡娏髟床缓谜?,而一般給勵(lì)磁線圈施加一個(gè)穩(wěn)定的電壓值,也可以近似讓勵(lì)磁電流穩(wěn)定,進(jìn)而讓氣隙磁通Φ恒定。如果是永磁直流電機(jī),用永磁鐵來(lái)替代了勵(lì)磁線圈,磁通是永久恒定的,所以不用操這個(gè)心了。

    簡(jiǎn)單的調(diào)整電壓,并不能滿(mǎn)足負(fù)載波動(dòng)比較厲害的場(chǎng)合,所以引進(jìn)了串級(jí)調(diào)速系統(tǒng),通過(guò)檢測(cè)電機(jī)的電流和轉(zhuǎn)速,分別弄出電流環(huán)內(nèi)環(huán)和速度環(huán)外環(huán)了,使用PID算法,有效的滿(mǎn)足了負(fù)載波動(dòng)狀況下的調(diào)速,讓直流電機(jī)的調(diào)速工作特性非常“硬”,也就是最大轉(zhuǎn)矩不會(huì)受到轉(zhuǎn)速的波動(dòng)而變化,實(shí)現(xiàn)了真正的恒扭矩輸出。這種調(diào)速方式,一直是交流調(diào)速系統(tǒng)的模仿對(duì)方,比如變頻器矢量控制,就是模仿這種方式而實(shí)現(xiàn)的。如果只用電流環(huán)內(nèi)環(huán),還可以直接控制電機(jī)輸出一定的扭矩,滿(mǎn)足不同的拉伸和卷曲等控制要求。

    拓達(dá)低壓直流伺服電機(jī)調(diào)速,往往說(shuō)他的是勵(lì)有刷直流電機(jī)調(diào)速,根據(jù)直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速方程,轉(zhuǎn)速n=(電樞電壓U-電壓電流Ia*內(nèi)阻Ra)÷(常數(shù)Ce*氣隙磁通Φ),因?yàn)殡姌械膬?nèi)阻Ra非常小,所以電壓電流Ia*內(nèi)阻Ra≈0,這樣轉(zhuǎn)速n=(電樞電壓U)÷(常數(shù)Ce*氣隙磁通Φ),只要在氣隙磁通Φ恒定下調(diào)整電樞電壓U,就可以調(diào)整直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速n;或者在電樞電壓U恒定下調(diào)整氣隙磁通Φ,同樣可以調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)速n,前者叫恒轉(zhuǎn)矩


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復(fù)查接線沒(méi)有錯(cuò)誤后,伺服電機(jī)和控制卡(以及PC)上電。此時(shí)電機(jī)應(yīng)該不動(dòng),而且可以用外力輕松轉(zhuǎn)動(dòng),如果不是這樣,檢查使能信號(hào)的設(shè)置與接線。

用外力轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī),檢查控制卡是否可以正確檢測(cè)到電機(jī)位置的變化,否則檢查編碼器信號(hào)的接線和設(shè)置。

將控制卡斷電,連接控制卡與伺服之間的信號(hào)線。

以下的線是必須要接的:控制卡的模擬量輸出線、使能信號(hào)線、伺服輸出的編碼器信號(hào)線。

 2

如果不能控制,檢查模擬量接線及控制方式的參數(shù)設(shè)置。

確認(rèn)給出正數(shù),電機(jī)正轉(zhuǎn),編碼器計(jì)數(shù)增加;給出負(fù)數(shù),電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),編碼器計(jì)數(shù)減小。

如果電機(jī)帶有負(fù)載,行程有限,不要采用這種方式。

測(cè)試不要給過(guò)大的電壓,建議在1V以下。

如果方向不一致,可以修改控制卡或電機(jī)上的參數(shù),使其一致。

對(duì)于一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng),如果反饋信號(hào)的方向不正確,后果肯定是災(zāi)難性的。

通過(guò)控制卡打開(kāi)伺服的使能信號(hào)。

這是伺服應(yīng)該以一個(gè)較低的速度轉(zhuǎn)動(dòng),這就是傳說(shuō)中的“零漂”。

一般控制卡上都會(huì)有抑制零漂的指令或參數(shù)。

使用這個(gè)指令或參數(shù),看電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向是否可以通過(guò)這個(gè)指令(參數(shù))控制。



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在閉環(huán)控制過(guò)程中,零漂的存在會(huì)對(duì)控制效果有一定的影響,最好將其抑制住。

使用控制卡或伺服上抑制零飄的參數(shù),仔細(xì)調(diào)整,使電機(jī)的轉(zhuǎn)速趨近于零。

由于零漂本身也有一定的隨機(jī)性,所以,不必要求電機(jī)轉(zhuǎn)速絕對(duì)為零。

4

再次通過(guò)控制卡將伺服使能信號(hào)放開(kāi),在控制卡上輸入一個(gè)較小的比例增益,至于多大算較小,這只能憑感覺(jué)了,如果實(shí)在不放心,就輸入控制卡能允許的最小值。將控制卡和直流伺服的使能信號(hào)打開(kāi)。這時(shí),電機(jī)應(yīng)該已經(jīng)能夠按照運(yùn)動(dòng)指令大致做出動(dòng)作了。

細(xì)調(diào)控制參數(shù),確保電機(jī)按照控制卡的指令運(yùn)動(dòng),這是必須要做的工作,而這部分工作,更多的是經(jīng)驗(yàn),這里只能從略了。

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將此狀態(tài)保存,確??刂瓶ㄔ俅紊想姇r(shí)即為此狀態(tài)。

直流伺服電機(jī)上。

設(shè)置控制方式。

設(shè)置使能由外部控制。

編碼器信號(hào)輸出的齒輪比。

設(shè)置控制信號(hào)與電機(jī)轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系。

一般來(lái)說(shuō),建議使伺服工作中的最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)9V的控制電壓。

在接線之前,先初始化參數(shù)。

在控制卡上:選好控制方式;將PID參數(shù)清零。

讓控制卡上電時(shí)默認(rèn)使能信號(hào)關(guān)閉。

拓達(dá)低壓直流伺服


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