Servo fährt
Servo -Laufwerke, auch als "Servo -Controller" oder "Servoverstärker" bezeichnet, sind Controller, die zur Kontrolle von Servomotoren verwendet werden. Ihre Funktion ähnelt der eines Frequenzwandlers auf einem herkömmlichen Wechselstrommotor. Sie sind Teil eines Servosystems und werden hauptsächlich in hohen - Präzisionspositionierungssystemen verwendet. Sie steuern die Servomotoren in der Regel mit Position, Geschwindigkeit und Drehmoment, um eine hohe Präzisionspositionierung in Übertragungssystemen zu erreichen. Sie sind ein hohes - Endprodukt in der Übertragungstechnologie.
Tonghang -Produktreihe und Auswahlhandbuch
Was ist ein Servo -Laufwerk?
Servo -Laufwerke sind ein entscheidender Bestandteil der modernen Bewegungsregelung und werden in automatisierten Geräten wie Industrierobotern und CNC -Bearbeitungszentren häufig eingesetzt. Insbesondere Servo -Laufwerke zur Kontrolle von AC Permanent Magnet -Synchronmotoren sind sowohl im Inland als auch international zu einem heißen Thema der Forschung geworden. Aktuelle AC -Servo -Antriebsdesigns verwenden im Allgemeinen einen Drei -- -Loof -Steueralgorithmus basierend auf Vektorsteuerung: Strom, Geschwindigkeit und Position. Die Rationalität der Geschwindigkeit geschlossen - Loop -Design in diesem Algorithmus spielt eine Schlüsselrolle im gesamten Servo -Steuerungssystem, insbesondere bei der Geschwindigkeitsregelung.
In der Schleife des Servo -Antriebs ist die Genauigkeit der realen - -T -Messung der Zeitmotor -Rotor -Geschwindigkeit entscheidend, um die dynamischen und statischen Eigenschaften der Geschwindigkeitsschleife zu verbessern. Um ein Gleichgewicht zwischen Messgenauigkeit und Systemkosten zu erreichen, werden inkrementelle photoelektrische Encoder im Allgemeinen als Geschwindigkeitssensoren verwendet, und die entsprechende häufig verwendete Geschwindigkeitsmessmethode ist die MT -Geschwindigkeitsmessmethode. Während die Mess -Messmethode mit MIT -Geschwindigkeit einen bestimmten Grad an Messgenauigkeit und einen breiten Messbereich bietet, weist sie in erster Linie inhärente Nachteile auf:
1) Es muss mindestens ein vollständiger Encoderimpuls innerhalb des Geschwindigkeitsmesszyklus erfasst werden, wodurch die minimale messbare Geschwindigkeit begrenzt wird.
2) Die beiden für die Geschwindigkeitsmessung verwendeten Timerschalter für Steuerungssysteme sind schwierig, die strenge Synchronisation aufrechtzuerhalten, wodurch die Geschwindigkeitsmessgenauigkeit in Situationen mit großen Geschwindigkeitsschwankungen unzuverlässig ist. Daher haben herkömmliche Geschwindigkeitsschleifendesigns, die diese Geschwindigkeitsmessmethode anwenden, um die Geschwindigkeitsverfolgung und die Steuerung der Servo -Laufwerke zu verbessern.
Wie Servo funktioniert
Mainstream -Servo treibt alle digitalen Signalprozessoren (DSPs) als Steuerkern an, wodurch relativ komplexe Kontrollalgorithmen implementiert und Digitalisierung, Netzwerk und Intelligenz erreicht werden können. Stromversorgungsgeräte verwenden im Allgemeinen Antriebskreise, die mit intelligenten Leistungsmodulen (IPMS) als Kern entwickelt wurden. Das IPM integriert den Antriebskreis intern und verfügt auch über eine Schaltkreise für Fehlererkennung und Schutz wie Überspannung, Überstrom, Überhitzung und Unterspannung. Der Hauptkreis wird auch ein Weichstartschaltkreis hinzugefügt, um die Auswirkungen des Startvorgangs auf das Laufwerk zu verringern. Die Power Drive -Einheit behebt zunächst die Eingabe von drei - Phasenleistung oder Netzleistung durch eine Drei - Phase Full - Brückengleichrichterschaltung, um den entsprechenden Gleichstrom zu erhalten. Die korrigierten drei - Phasenleistung oder die Netzleistung werden dann in eine Three - Phase Sinusoidal PWM -Spannung - Typ Wechselrichter zum Antrieb des drei - Phase Permanent Magnet Synchronous AC Servo -Motors umgewandelt. Der gesamte Prozess der Power Drive -Einheit kann einfach als AC - DC - AC -Prozess beschrieben werden. Die Haupttopologieschaltung der Gleichrichtereinheit (ac {- dc) ist eine drei - Phase Full - Brücke, die die unkontrollierte Gleichrichterschaltung für den Gleichrichter ist.
Mit der weit verbreiteten Einführung von Servo -Systemen sind Servo -Antriebsbetrieb, Inbetriebnahme und Wartung entscheidende technische Probleme für Servo -Laufwerke heute. Eine zunehmende Anzahl von Servo -Antriebsherstellern leitet in - Tiefenforschung zu Servo -Laufwerken.
Servo -Laufwerke sind ein entscheidender Bestandteil der modernen Bewegungsregelung und werden in Automatisierungsgeräten wie Industrie -Robotern und CNC -Bearbeitungszentren häufig eingesetzt. Insbesondere Servo -Laufwerke zur Steuerung von Wechselstrom -Synchronmotoren von Wechselstrom -Magneten sind sowohl im Inland als auch international zu einem Hotspot geworden. Aktuelle AC -Servo -Antriebsdesigns verwenden im Allgemeinen einen Drei -- -Loof -Steueralgorithmus basierend auf Vektorsteuerung: Strom, Geschwindigkeit und Position. Die Rationalität der Geschwindigkeit geschlossen - Loop -Design in diesem Algorithmus spielt eine Schlüsselrolle im gesamten Servo -Steuerungssystem, insbesondere bei der Geschwindigkeitsregelung.
Bewerbungsbereiche:Servo -Laufwerke werden häufig in Injektionsformmaschinen, Textilmaschinen, Verpackungsmaschinen, CNC -Werkzeugmaschinen usw. verwendet.
Servo treibt grundlegende Anforderungen an
1. Reichweite des breiten Geschwindigkeitsregulierungsbereichs
2. Genauigkeit mit hoher Positionierung
3.. Ausreichende Getriebesteifigkeit und Hochgeschwindigkeitsstabilität
4. Schnelle Antwort ohne Überschwung
Um die Produktivitäts- und Bearbeitungsqualität zu gewährleisten, sind auch hervorragende Merkmale der schnellen Reaktion erforderlich. Dies bedeutet, dass die Antwort das Befehlssignal verfolgen muss. Dies liegt daran, dass CNC -Systeme während des Starts und des Bremsens ausreichend große Beschleunigungen und Verzögerungen erfordern, um die Übergangszeit des Futtersystems zu verkürzen und Radübergangsfehler zu minimieren.
5. hohes Drehmoment bei niedriger Geschwindigkeit und starker Überlastkapazität
Im Allgemeinen haben Servo -Laufwerke eine Überlastkapazität von mehr als das 1,5 -fache der Geschwindigkeit für einige Minuten oder sogar eine halbe Stunde und können Überladungen von 4- bis 6 -facher Geschwindigkeit für kurze Zeiträume ohne Beschädigung standhalten.
6. hohe Zuverlässigkeit
Das Futterantriebssystem einer CNC -Werkzeugmaschine muss eine hohe Zuverlässigkeit und eine hervorragende Betriebsstabilität, eine starke Anpassungsfähigkeit an Umgebungsfaktoren wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Vibration sowie starke Anti -- -Interferenzfunktionen aufweisen.
Motorische Anforderungen
1) Der Motor muss mit minimalem Drehmomentschwankung reibungslos von der niedrigsten bis zur höchsten Geschwindigkeit arbeiten. Insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten, wie z. B. 0,1 U / min oder niedriger, muss es eine stabile Geschwindigkeit ohne Kriechen beibehalten.
2) Der Motor muss einen großen, langen - Begriff Überlastkapazität haben, um die Anforderungen an niedriger Geschwindigkeit und hohes Drehmoment zu erfüllen. Im Allgemeinen müssen DC -Servomotoren einer Überlastung von 4- bis 6 -facher Drehmoment für einige Minuten ohne Beschädigung standhalten.
3) Um die Anforderungen der schnellen Reaktion zu erfüllen, muss der Motor ein kleines Trägheitsmoment und ein hohes Stallmoment mit der geringstmöglichen Zeitkonstante und Startspannung haben.
4) Der Motor muss in der Lage sein, häufigem Start, Bremsen und Umkehrungen standzuhalten.
Servo -Fahrtestplattform
Es gibt hauptsächlich die folgenden Arten von Testplattformen für Servo -Laufwerke: eine Testplattform, die gegenseitiges Feedback zwischen Servo -Laufwerken und Motoren verwendet, eine Testplattform, die einstellbare simulierte Lasten verwendet, eine Testplattform, die einen Aktuatormotor verwendet, aber keine Last, eine Testplattform, die einen Aktuatormotor verwendet, um eine inhärente Belastung zu ziehen, und eine Testplattform, die Online -Testmethoden verwendet.
1. Servo Drive - Motormodell für die Feedback -Testerplattform
Dieses Testsystem besteht aus vier Komponenten: A Drei - Phase PWM -Gleichrichter, ein Servo -Laufwerk - Motorsystem, das zu testet ist, ein Last -Servo -Laufwerk - Motorsystem und ein Host -Computer. Die beiden Motoren sind über eine Kupplung verbunden. Das zu testende Servo -Antrieb - -Motor wird in einem Motormodus betrieben, während der Lastmotor in einem Erzeugungsmodus arbeitet. Das zu testende Servo Drive - Motorsystem wird in einem geschlossenen - Schleifengeschwindigkeitsmodus ausgeführt, wodurch die Geschwindigkeit der gesamten Testplattform gesteuert wird. Das Motorsystem des Lastservo -Antriebs - -Motor arbeitet in einem geschlossenen - -Drehmomentmodus und variiert das Drehmoment des Lastmotors durch Steuern des Stroms und simuliert Lastschwankungen auf dem untersuchten Servo -Antrieb. Diese gegenseitige Feedback -Testplattform ermöglicht flexible Geschwindigkeits- und Drehmomentanpassungen und ermöglicht verschiedene Funktionstests. Der Host -Computer überwacht den Betrieb des gesamten Systems und gibt Kontrollbefehle an die beiden Servo -Laufwerke gemäß den Testanforderungen aus. Es empfängt, speichert, analysiert und zeigt Betriebsdaten an.
Dieses Testsystem verwendet eine hohe Steuerung von -. Dies simuliert die dynamische und statische Leistung des Servo -Laufwerks unter verschiedenen Lastbedingungen und ermöglicht umfassende und genaue Tests des Servo -Laufwerks. Aufgrund der Verwendung von zwei Servoantrieb und einem Motorsystem ist dieses Testsystem jedoch sperrig und kann die Portabilitätsanforderungen nicht erfüllen. Darüber hinaus sind die Mess- und Kontrollschaltungen des Systems komplex und kostspielig.
2. Testplattform mit einer einstellbaren simulierten Last
Dieses Testsystem besteht aus drei Teilen: dem zu testeten Motorsystem des Servo -Laufwerks {- Motor, eine einstellbare simulierte Last und einen Host -Computer. Die einstellbare simulierte Last wie ein Magnetpulverbremse oder ein elektrisches Dynamometer ist koaxial mit dem zu testenden Motor angeschlossen. Die Host -Computer- und Datenerfassungskarte steuert das Lastdrehmoment durch Steuerung der einstellbaren simulierten Last und gleichzeitig das Sammeln, Speichern, Analysieren und Anzeigen von Servosystem -Betriebsdaten. Durch die Steuerung der einstellbaren simulierten Last kann dieses Testsystem die dynamische und statische Leistung des Servo -Laufwerks unter verschiedenen Lastbedingungen simulieren und umfassende und genaue Tests des Servo -Laufwerks ermöglichen. Dieses Testsystem ist jedoch noch relativ groß, was es schwierig macht, tragbar zu sein. Darüber hinaus ist die Mess- und Steuerschaltung des Systems komplex und teuer.
3.. Verwenden einer Testplattform mit einem Aktuatormotor, aber ohne Last
Dieses Testsystem besteht aus zwei Teilen: dem zu testenden Servo -Laufwerk (DUT) und dem Motorsystem sowie einem Host -Computer. Der Host -Computer sendet Geschwindigkeitsbefehlssignale an das Servo -Laufwerk, das dann entsprechend arbeitet. Während des Betriebs sammeln die Host -Computer- und Datenerfassungsschaltung die Betriebsdaten des Servosystems, speichern, analysieren und Anzeigen der Daten. Da der Motor in diesem Testsystem entladen ist, ist er relativ kleiner als die beiden vorherigen Testsysteme, und seine Mess- und Steuerschaltung ist einfacher. Dies macht es jedoch auch nicht in der Lage, die tatsächlichen Betriebsbedingungen des Servo -Laufwerks zu simulieren. Typischerweise wird dieser Typ des Testsystems nur verwendet, um die Geschwindigkeit und Winkelverschiebung des HOLT unter NO - Lastbedingungen zu testen und kann keine umfassende und genaue Prüfung des Servo -Antriebs liefern.
4. Testplattform mit einem Executive Motor, um die inhärente Last zu ziehen
Dieses Testsystem besteht aus drei Komponenten: dem zu testenden Motorsystem des Servo -Laufwerks {-. Der Host -Computer sendet ein Geschwindigkeitsbefehlssignal an das Servo -Laufwerk, und das Servo -System beginnt gemäß dem Befehl zu arbeiten. Während des Betriebs erfassen der Host -Computer- und Datenerfassungskreis Betriebsdaten aus dem dann gespeicherten, analysierten und angezeigten Servo -System.
Dieses Testsystem verwendet die inhärente Belastung des zu testenden Systems, sodass der Testprozess eng mit den tatsächlichen Betriebsbedingungen des Servo -Laufwerks übereinstimmt und relativ genaue Testergebnisse liefert. Da die inhärente Belastung einiger untersuchter Systeme nicht leicht aus dem Gerät entfernt werden kann, kann der Testprozess nur für die Geräte durchgeführt werden, was nicht sehr bequem ist.
5. Testplattformen mit Online -Testmethoden
Dieses Testsystem besteht ausschließlich aus einem Datenerfassungssystem und einer Datenverarbeitungseinheit. Das digitale Akquisitionssystem sammelt und Bedingungen Die echten - -Präftigkeitsstatussignale des Servo Drive innerhalb der Ausrüstung und sendet sie dann zur Verarbeitung und Analyse an die Datenverarbeitungseinheit. Die Datenverarbeitungseinheit zieht letztendlich die Testschlussfolgerungen. Da es Online -Testmethoden verwendet, ist dieses Testsystem in der Struktur relativ einfach und beseitigt die Notwendigkeit, das Servo -Laufwerk von der Ausrüstung zu trennen, wodurch Tests bequemer werden. Diese Art von Testsystem führt Tests vollständig während des tatsächlichen Servo -Antriebsbetriebs durch, was zu genaueren Testergebnissen führt. Aufgrund der Herstellungs- und Montageeigenschaften vieler Servo -Laufwerke kann die Auswahl der Installationsorte für die verschiedenen Sensoren und Signalmesskomponenten innerhalb dieses Testsystems eine Herausforderung sein. Darüber hinaus können Fehler in anderen Teilen der Geräte den Betrieb des Servo -Antriebs nachteilig beeinflussen und letztendlich die Testergebnisse beeinflussen.
Servo -Antriebsparameter
Proportionaler Gewinn positionieren
1. Legt die proportionale Verstärkung des Positionsschleifungsreglers fest.
2. Ein größerer Wert führt zu einer höheren Verstärkung, einer höheren Steifheit und einer verringerten Positionsverzögerung unter derselben Befehlsimpulsfrequenz. Übermäßige Werte können jedoch Schwingung oder Überschwingen verursachen.
3. Der Parameterwert wird durch das spezifische Servosystemmodell und die Lastbedingungen bestimmt.
Position der Futtermittelverstärkung
1. Legt die Feedforward -Verstärkung der Positionsschleife fest.
2. Ein größerer Wert führt zu einer reduzierten Positionsverzögerung unter einer Befehlsimpulsfrequenz.
3. Eine größere Feedforward -Verstärkung verbessert die hohe Geschwindigkeitsantwort des Steuerungssystems, kann aber auch die Instabilität und Schwingung von Systempositionen verursachen.
4. Wenn keine hohe Reaktion erforderlich ist, wird dieser Parameter normalerweise auf 0 gesetzt. Der Bereich beträgt 0 bis 100%.
Geschwindigkeit proportionaler Gewinn
1. Legt die proportionale Verstärkung des Geschwindigkeitsreglers fest.
2. Eine größere Einstellung führt zu einer höheren Verstärkung und einer größeren Steifheit. Der Parameterwert wird basierend auf dem spezifischen Servo -Antriebssystemmodell und den Lastbedingungen ermittelt. Im Allgemeinen, je größer die Trägheit der Last, desto größer ist der Einstellwert.
3. Setzen Sie einen Maximalwert, solange das System nicht schwingt.
Speed Feedback -Filterfaktor
1. Legt die Speed Feedback niedrig - Passfiltereigenschaften.
2. Ein größerer Wert senkt die Grenzfrequenz und verringert das Motorgeräusch. Wenn die Trägheit der Last groß ist, kann die Einstellung reduziert werden. Ein größerer Wert kann eine Schwingung aufgrund einer variablen Reaktion verursachen.
3. Ein kleinerer Wert erhöht die Grenzfrequenz und erhöht die Geschwindigkeits -Rückkopplungsantwort. Wenn eine Antwort mit höherer Geschwindigkeit erforderlich ist, kann die Einstellung reduziert werden.
Maximale Ausgangsdrehmomenteinstellung
1. Legt die interne Drehmomentgrenze des Servosmotors fest.
2. Die Einstellung ist ein Prozentsatz des Nennmoments;
3. Diese Grenze gilt jederzeit für den Abschlussbereich der Positionierung.
4. Legt den Impulsbereich der Positionierung im Positionsregelmodus fest.
5. Dieser Parameter bietet die Grundlage für den Treiber, um festzustellen, ob die Positionierung im Positionsregelmodus abgeschlossen ist. Wenn die Anzahl der verbleibenden Impulse im Positionsabweichungszähler kleiner oder gleich dem Einstellwert dieses Parameters ist, berücksichtigt der Treiber die Positionierung vollständig und das in - Positionsschalter Signal eingeschaltet; Ansonsten schaltet es sich aus;
6. Ausgibt im Positionsregelmodus das Positionierungsabschlusssignal und die Beschleunigungs-/Verzögerungszeitkonstante.
7. Der Einstellwert stellt die Beschleunigungszeit des Motors von 0 bis 2000 U / min oder Verzögerungszeit von 2000 bis 0 U / min dar.
8. Die Beschleunigungs-/Verzögerungseigenschaften sind im Geschwindigkeitsbereich linear;
9. Stellen Sie die Geschwindigkeitsankunft ein;
10. In Non - Positionsregelmodus, wenn die Motordrehzahl diesen Einstellwert überschreitet, schaltet das Signal der Geschwindigkeitsankunftsschalter ein. Ansonsten schaltet es sich aus;
11. Dieser Parameter wird im Positionsteuermodus nicht verwendet.
12. Dieser Parameter ist unabhängig von der Rotationsrichtung.
Controller -Funktionen
Geschwindigkeitsverhältnis 1: 5000
Ratenverhältnis 0,3: 1500
Positionskontrolle
Null - Geschwindigkeitssperrung
Überlastkapazität 200%-300%
Hohes Startdrehmoment
Geschwindigkeit, die durch Last nicht betroffen ist
Drei - Schleife geschlossen - Schleifensteuerung
Verwandte Wissen
1. Servo -Controller können problemlos zwischen Betriebsmodulen und Feldbus -Modulen über Automatisierungsschnittstellen wechseln. Sie können auch verschiedene Feldbus -Module verwenden, um verschiedene Steuermodi (RS232, RS485, Faser -Optik, Interbus und Profibus) zu implementieren. Allgemeines - Zweckwechselrichter dagegen bieten einen begrenzteren Kontrollansatz.
2. Servo -Controller stellen direkt eine Verbindung zu Resolver oder Encodern her, um geschlossene - Schleifengeschwindigkeit und Verschiebungsregelung zu erstellen. Allgemeine - Zweckwechselrichter dagegen können nur in Open - Schleifensteuerungssystemen arbeiten.
3. Servo -Controller bieten eine überlegene Kontrollleistung (z. B. stetig - Statusgenauigkeit und dynamische Leistung) im Vergleich zu allgemeinen Wechselrichtern -.
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