伺服驱动器的工作原理和控制方法
bmller 2022-03-22
伺服驱动器的基本功能是电机驱动和信号反馈。目前，大多数伺服驱动器都有独立的控制系统，通常使用数字信号处理器。高性能单片机。FPGA是主控芯片。控制系统输出的信号为数字信号，信号电流小，不能直接驱动电机运动。
伺服驱动器还需要将数字信号转换为模拟信号，并扩大驱动电机的运动。主控制系统电路集成在伺服驱动器中。基于功率设备的驱动电路。电流采集电路。霍尔传感器采集电路、过电压、过电流、温度检测等保护电路。
伺服驱动器通常有三种控制方法：位置控制方法。扭矩控制方法。速度控制方法。
1.位置控制：位置控制模式通常通过外部输入脉冲的频率来确定旋转速度，并通过脉冲的数量来确定旋转角度。有些伺服可以通过通信直接分配速度和位移。由于位置模式可以严格控制速度和位置，因此通常用于定位装置。
2.扭矩控制：扭矩控制模式是通过输入外部模拟量或直接地址的分布来设置电机轴的外部输出扭矩。设置的扭矩可以通过立即改变模拟量或通信来改变相应地址的值来改变。该应用程序主要用于对材料有严格要求的绕组和滚动装置，如绕组装置或拉伸光纤设备。扭矩设置应根据绕组半径随时改变，以确保材料的力半径不会随时改变。
速度模式：旋转速度可以通过模拟输入或脉冲频率来控制。速度模式也可以定位在上部控制装置的外环PID控制中，但必须反馈电机的位置信号或直接负载的位置信号。位置模式还支持直接负载外环检测位置信号。此时，电机轴端的编码器只检测电机测量装置。其优点是可以减少中间传动过程中的误差，提高整个系统的定位精度。
当然，只要输出恒定扭矩，就不需要电机的速度和位置。如果对位置和速度有一定的精度要求，不太关心实时扭矩，使用扭矩模式不方便，最好使用速度或位置模式。如果上部控制器具有良好的闭环控制功能，则速度控制效果会更好。如果要求不是很高，或者基本上没有实时要求，则采用位置控制模式。
伺服驱动器还需要将数字信号转换为模拟信号，并扩大驱动电机的运动。主控制系统电路集成在伺服驱动器中。基于功率设备的驱动电路。电流采集电路。霍尔传感器采集电路、过电压、过电流、温度检测等保护电路。
伺服驱动器的工作原理和控制模式以数字信号处理器(DSP)为核心，实现更复杂的控制算法和数字化。网络化和智能化。功率设备一般以智能功率模块(IPM)为核心。IPM集成了检测和保护过电压、过电流、过热、欠压等故障的驱动电路，并在主电路中增加了软启动电路，以减少启动过程对驱动器的影响。
伺服驱动器通常有三种控制方法：位置控制方法。扭矩控制方法。速度控制方法。
1.位置控制：位置控制模式通常通过外部输入脉冲的频率来确定旋转速度，并通过脉冲的数量来确定旋转角度。有些伺服可以通过通信直接分配速度和位移。由于位置模式可以严格控制速度和位置，因此通常用于定位装置。
2.扭矩控制：扭矩控制模式是通过输入外部模拟量或直接地址的分布来设置电机轴的外部输出扭矩。设置的扭矩可以通过立即改变模拟量或通信来改变相应地址的值来改变。该应用程序主要用于对材料有严格要求的绕组和滚动装置，如绕组装置或拉伸光纤设备。扭矩设置应根据绕组半径随时改变，以确保材料的力半径不会随时改变。
速度模式：旋转速度可以通过模拟输入或脉冲频率来控制。速度模式也可以定位在上部控制装置的外环PID控制中，但必须反馈电机的位置信号或直接负载的位置信号。位置模式还支持直接负载外环检测位置信号。此时，电机轴端的编码器只检测电机测量装置。其优点是可以减少中间传动过程中的误差，提高整个系统的定位精度。
当然，只要输出恒定扭矩，就不需要电机的速度和位置。如果对位置和速度有一定的精度要求，不太关心实时扭矩，使用扭矩模式不方便，最好使用速度或位置模式。如果上部控制器具有良好的闭环控制功能，则速度控制效果会更好。如果要求不是很高，或者基本上没有实时要求，则采用位置控制模式。
