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正确理解伺服电机控制器

2017-12-20 14:58


步进电机由于自身特有结构决定,出厂时都注明“电机固有步距角”(如0.9度/1.8度,表示半步工作每走一步转过的角度为0.9度,整步时为1.8度)。但在很多精密控制和场合,整步的角度太大,影响控制精度,同时振动太大,所以要求很多步走完一个电机固有步距角,这就是所谓的细分驱动,能够实现此功能的电子装置称为细分驱动器。细分驱动器有何优点: 1、因减少每一步所走过的步距角,提高了步距均匀度,因此可以提高控制精度。2、可以大大地减少电机振动,低频振荡是步进电机的固有特性,用细分是消除它的最好方法。3、可以有效地减少转矩脉动,提出输出转矩。
变频器方面:
简单的变频器只能调节交流电机的速度,这时可以开环也可以闭环要视控制方式和变频器而定,这就是传统意义上的V/F控制方式。现在很多的变频已经通过数学模型的建立,将交流电机的定子磁场UVW3相转化为可以控制电机转速和转矩的两个电流的分量,现在大多数能进行力矩控制的著名品牌的变频器都是采用这样方式控制力矩,UVW每相的输出要加摩尔效应的电流检测装置,采样反馈后构成闭环负反馈的电流环的PID调节;AFSEN的变频又提出和这样方式不同的直接转矩控制技术。这样可以既控制电机的速度也可控制电机的力矩,而且速度的控制精度优于v/f控制,编码器反馈也可加可不加,加的时候控制精度和响应特性要好很多。
伺服驱动器方面:
伺服驱动器在发展了变频技术的前提下,在驱动器内部的电流环,速度环和位置环(变频器没有该环)都进行了比一般变频更精确的控制技术和算法运算,在功能上也比传统的伺服强大很多,主要的一点可以进行精确的位置控制。通过上位控制器发送的脉冲序列来控制速度和位置(当然也有些伺服内部集成了控制单元或通过总线通讯的方式直接将位置和速度等参数设定在驱动器里),驱动器内部的算法和更快更精确的计算以及性能更优良的电子器件使之更优越于变频器。
伺服电机方面:
伺服电机的材料、结构和加工工艺要远远高于变频器驱动的交流电机(一般交流电机或恒力矩、恒功率等各类变频电机),也就是说当驱动器输出电流、电压、频率变化很快的电源时,伺服电机就能根据电源变化产生响应的动作变化,响应特性和抗过载能力远远高于变频器驱动的交流电机,电机方面的严重差异也是两者性能不同的根本。就是说不是变频输出不了变化那么快的电源信号,而是电机本身就反应不了,所以在变频的内部算法设定时为了保护电机做了相应的过载设定。当然即使不设定变频器的输出能力还是有限的,有些性能优良的变频器就可以直接驱动伺服电机。
驱动器在断电时处于某一相位,下次上电时如果和此相位不同,电机就会“抖动”一下,为消除抖动就必须把断电时的相位记忆住。 步进电机运行的时序为8个,假如停在第4步,板并断电,重新上电后,如果在4号位置上直接开始驱动第1步就会出现一个跳步。如果系统还能记得目前还处于第4步,那么就能够正确发出命令走第5步或第3步。绝大部分步进电机驱动器没有掉电相位记忆功能,尤其是采用常见专用IC的步进驱动器,专用IC上电后复位脚的复位信号会将电机相位复位到初始值,上电的抖动应该是无法避免的.
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