伺服電機工作原理
伺服電機又稱執行電動機,在自動控制系統中,用作執行元件,把所收到的電信號轉換成電動機軸上的角位移或角速度輸出。其主要特點是,當信號電壓為零時無自轉現象,轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。
伺服電機是壹個典型閉環反饋系統,減速齒輪組由電機驅動,其終端(輸出端)帶動壹個線性的比例電位器作位置檢測,該電位器把轉角坐標轉換為壹比例電壓反饋給控制線路板,控制線路板將其與輸入的控制脈沖信號比較,產生糾正脈沖,並驅動電機正向或反向地轉動,使齒輪組的輸出位置與期望值相符,令糾正脈沖趨於為0,從而達到使伺服電機精確定位的目的。
伺服電機內部的轉子是永磁鐵,驅動器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉子在此磁場的作用下轉動,同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器,驅動器根據反饋值與目標值進行比較,調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定於編碼器的精度(線數)。
伺服電機的工作原理 這裏說的伺服電機是指交流永磁伺服電機。
- 交流伺服電機的工作原理:伺服系統壹般由伺服放大器和伺服電機構成。
伺服電機內部的轉子是永磁鐵,伺服放大器控制的U/V/W三相電形成電磁場,轉子在此磁場的作用下轉動,同時電機自帶的編碼器反饋信號給驅動器,驅動器根據反饋值與目標值進行比較,調整轉子轉動的角度。伺服電機的精度決定於編碼器的分辨率。
1、初始化參數
在接線之前,先初始化參數。[2]
在控制卡上:選好控制方式;將PID參數清零;讓控制卡上電時默認使能信號關閉;將此狀態保存,確保控制卡再次上電時即為此狀態。
在伺服電機上:設置控制方式;設置使能由外部控制;編碼器信號輸出的齒輪比;設置控制信號與電機轉速的比例關系。壹般來說,建議使伺服工作中的最大設計轉速對應9V的控制電壓。比如,山洋是設置1V電壓對應的轉速,出廠值為500,如果妳只準備讓電機在1000轉以下工作,那麽,將這個參數設置為111。
2、接線
將控制卡斷電,連接控制卡與伺服之間的信號線。以下的線是必須要接的:控制卡的模擬量輸出線、使能信號線、伺服輸出的編碼器信號線。復查接線沒有錯誤後,電機和控制卡(以及PC)上電。此時電機應該不動,而且可以用外力輕松轉動,如果不是這樣,檢查使能信號的設置與接線。用外力轉動電機,檢查控制卡是否可以正確檢測到電機位置的變化,否則檢查編碼器信號的接線和設置
3、試方向
對於壹個閉環控制系統,如果反饋信號的方向不正確,後果肯定是災難性的。通過控制卡打開伺服的使能信號。這是伺服應該以壹個較低的速度轉動,這就是傳說中的“零漂”。壹般控制卡上都會有抑制零漂的指令或參數。使用這個指令或參數,看電機的轉速和方向是否可以通過這個指令(參數)控制。如果不能控制,檢查模擬量接線及控制方式的參數設置。確認給出正數,電機正轉,編碼器計數增加;給出負數,電機反轉轉,編碼器計數減小。如果電機帶有負載,行程有限,不要采用這種方式。測試不要給過大的電壓,建議在1V以下。如果方向不壹致,可以修改控制卡或電機上的參數,使其壹致。
4、抑制零漂
在閉環控制過程中,零漂的存在會對控制效果有壹定的影響,最好將其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飄的參數,仔細調整,使電機的轉速趨近於零。由於零漂本身也有壹定的隨機性,所以,不必要求電機轉速絕對為零。
5、建立閉環控制
再次通過控制卡將伺服使能信號放開,在控制卡上輸入壹個較小的比例增益,至於多大算較小,這只能憑感覺了,如果實在不放心,就輸入控制卡能允許的最小值。將控制卡和伺服的使能信號打開。這時,電機應該已經能夠按照運動指令大致做出動作了。
6、調整閉環參數
細調控制參數,確保電機按照控制卡的指令運動,這是必須要做的工作,而這部分工作,更多的是經驗,這裏只能從略了。