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伺服控制技术是确定电机位置的必要手段。本章将介绍伺服控制的原理。我们还将介绍可编程伺服/顺序控制器(PSC)在伺服控制中的应用。我们将解释电机伺服控制,首先让我们从伺服控制的基础“反馈控制”开始。反馈控制电机是一种把电能转换成旋转运动的装置。为了正确地旋转电机,必须执行反馈控制。反馈控制将监控电机的旋转方式,并根据结果确定提供给电机的电流量。换句话说,通过以下步骤可以保持适当的转速:1、检测电机转速。2、决定应该增加还是降低电机的转速。3、根据决定,增加或减少提供给电机的电流。 旋转编码器为了执行反馈控制,需要获取转子上的旋转信息。获取信息的其中一个设备便是旋转编码器。旋转编码器的说明如下。转子上有许多开孔的圆盘。一个光电探测器放在圆盘的一边,一个光源放在另一边。圆盘与转子一起旋转。当圆盘的孔位于光源前面时,光到达光检测器,于是检测到圆盘的孔。如果转子转动缓慢,孔移动的周期将变长。如果转子转动很快,孔的检测周期就会变短。从而可以检测转子的转速。另外,在圆盘上多开一个孔,用它来决定圆盘...
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伺服电机在现代工业自动化领域使用非常广泛。它们凭借高精度、高响应速度以及稳定的性能完胜步进电机,广泛应用于各个高新技术行业,为各种工业设备提供了强大的动力支持,是各类工业设备的核心。服电机的选型需要综合考虑多个因素,以下是一些常见的选型要点。 确定基本参数 功率:根据负载的功率需求来选择,可通过公式?=??或?=??计算,其中?为功率,?为功,?为时间,?为力,?为速度。同时要考虑传动效率,一般传动效率在0.8-0.95之间。 转速:根据负载的运动速度要求来确定,同时要考虑电机的最高转速和额定转速。电机的最高转速通常在2000-6000转/分钟之间,额定转速一般在1000-3000转/分钟之间。 扭矩:根据负载的转矩需求来选择,可通过公式?=9550?/?计算,其中?为扭矩,?为功率,?N为转速。同时要考虑电机的额定扭矩和最大扭矩,一般最大扭矩是额定扭矩的2-3倍。 转动惯量:转动惯量是衡量物体转动惯性大小的物理量,对于伺服电机来说,转动惯量越小,电机的响应速度越快。可通过公式?=∑????*2计算,其中?为转动惯量,??为物体的质量,??物体到旋转轴的...
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在现代电机控制领域,磁场定向控制(Field-Oriented Control, FOC)凭借其高效、精准的特性,成为驱动交流电机的核心技术。无论是工业机器人还是家用电器,FOC通过模拟直流电机的控制方式,将定子电流分解为转矩和励磁分量,显著提升了动态响应与能效。根据是否依赖物理传感器,FOC分为有感FOC与无感FOC,两者各有优劣,适用于不同场景。本文将深入解析其原理、特点及应用。 FOC的核心思想是通过坐标变换(Clarke/Park变换),将三相交流电机的定子电流转换为旋转坐标系下的直轴(Id,励磁分量)和交轴(Iq,转矩分量)。在这个坐标系中,Id和Iq分别对其进行独立控制,就如同控制直流电机一样,从而实现对电机的转速、位置和转矩的精确控制。有感 FOC 算法通常需要使用磁传感器(如霍尔传感器)、光学编码器或磁编码器等器件来精确感知电机转子的位置和速度。其工作原理是基于磁场定向控制理论,通过传感器获取转子的实时位置信息,将电机的三相电流和电压变换到以转子磁场为定向的旋转坐标系(dq 轴)下进行控制。 该算法的优点是控制精...
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伺服电机主要由 定子 和 转子 构成。定子上有两个绕组,励磁绕组和控制绕组。其内部的转子是永磁铁或感应线圈,导磁材料,转子在由励磁绕组产生的旋转磁场的作用下转动。同时伺服电机自带编码器,驱动器实时的接受到编码器的反馈信号,再根据反馈值与目标值进行比较来调整转子转动的角度。由此可见,伺服电机的控制精确度很大程度决定于编码器的精度。 伺服系统 又称随动系统,是用来精确地跟随或复现某个过程的反馈控制系统。伺服系统使物体的位置、方位、状态等输出被控量能够跟随输入目标(或给定值)的任意变化的自动控制系统。它的主要任务是按控制命令的要求、对功率进行放大、变换与调控等处理,使驱动装置输出的力矩、速度和位置控制非常灵活方便。在很多情况下,伺服系统专指被控制量(系统的输出量)是机械位移或位移速度、加速度的反馈控制系统,其作用是使输出的机械位移(或转角)准确地跟踪输入的位移(或转角),其结构组成和其他形式的反馈控制系统没有原则上的区别。 控制原理决定了伺服系统的控制精度与应用场景。按照控制原理...
