380V电机的三种控制方式仿佛它们在等待着主人的指令每个都有着自己的独特之处

导语:电机控制的三种方式,每一种都有其独特之处,选择哪一种取决于客户的需求和运动功能的要求。

速度控制和转矩控制通常采用模拟量来进行调节,而位置控制则通过脉冲信号来实现。具体而言,若客户对速度、位置无特殊要求,只需恒定输出转矩,则可采纳转矩模式。如果对位置与速度有精确度要求,但对实时转矩不太关注,使用速度或位置模式将更加合适。此外,上位系统具备良好的闭环控制功能时,采用速度控制效果最佳;而对于要求并不高或者缺乏实时性质的场景,可选用位置控制,不会给上位系统带来过高要求。

从伺服驱动器响应速度角度分析,我们可以发现,转矩模式运算量最少,对于控制信号响应最快;相反,在位置模式下,运算量最大,对于同一信号响应最慢。对于具有较高动态性能需求的应用,可以在运动过程中实时调整电机状态。在此情况下,如果操作系统运行效率较低(如PLC或基本级别的运动设备),建议采用位置方式。如果操作系统更为快速,可以使用速度方式,将位置环移至上位,以减轻驱动器负担并提高效率(典型在中高端运动设备)。如果条件允许,还可利用转矩方式,将其完全迁移到上位,这通常是专门用于顶尖产品,并且在这种情况下,不再需要伺服电机。

一般来说,一家公司总是声称他们制造出的驱动器性能最佳,但现在有一种直接比较方法,即响应带宽。当执行转矩或速控操作时,用一个方波信号持续变换频率,使得示波器显示扫频图形,当包络线达到最高点70.7%时,即表示失步,此刻频率值能直观体现出谁产品更优秀。常见的是当前流行的一些电流环能够维持1000Hz以上,而大多数速度环只能做到几十赫兹。

转矩控制:通过模拟输入或地址赋值设置输出轴力矩大小,如5V代表2.5Nm。当负载小于2.5Nm正旋,大于等于2.5Nm反旋。可以即刻改变设定以改力矩,也可通过通讯修改地址实现。这主要用于受力严格限制的情境,如缠绕装置或拉光纤设备,要根据半径变化随时调整以保持材质稳定受力。

位置控制:通过脉冲频率确定速率,或脉冲个数确定角度,有些伺服支持直接赋值亦可。在此模式中既能精确地监控速率又能精确地监控角度,因而广泛应用于如数控机床及印刷机械等领域。

速制模式:通过模拟输入或脉冲频率均可进行速制调节。在拥有上位PID外环支持的情况下,可同时完成定位工作,但必须反馈给上位以供运算。此外,该模型也支持由终端检测提供校准信息,这样可以减少误差增强整体精度。

三环讨论:伺服通常包含三个闭环PID调节循环,最内层为电流循環全程发生在驱动内部,从编码检测输出各相输送给设定的PID进行调节,以达成所需输出电流接近设定的如此类型下的表现就是当驱动中的霍尔检测到所有相上的输出即使与设定的不同但仍旧产生相同大小力的分割,然后这个数据被传递回去形成新的目标并继续更新直到满足所要达到的标准。而这些都是为了让它尽可能接近那么大的力量然后停止增加那样的力量这就意味着它们永远不会超过那个极限。但因为实际工作环境不是完美世界所以不能保证每次都会达到预期结果,因为它只不过是在不断尝试找到一个让我们希望看到的一致性程度

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