三菱7.5KW變頻器FR-D720-7.5K
合肥辰越自動化工程有限公司
通過銘泰伺服驅(qū)動器上位機軟件或鍵盤，可以對控制器的參數(shù)進行修改，在定位過程中，要保持較高的響應(yīng)頻率，需在保持電機不振動的情況下，調(diào)節(jié)基本參數(shù)B36速度比例增益盡量大，B37速度積分時間常數(shù)盡量�。辉倏措姍C定位是否正確，若定位有過沖則稍調(diào)小B10位置比例增益。江蘇銘泰數(shù)控技術(shù)有限公司是由留日海歸博士和海內(nèi)自動化學(xué)者共同投資組建的高新技術(shù)企業(yè)。通過實際加工對比發(fā)現(xiàn)，使用安迪伺服的雕銑機加工的模具，可達到模具要求，尺寸完全合格，手感良好，粗拙度（光潔度）良好，對于加工手板雕銑機功能足夠知足要求，對于模具加工雕銑機可以達到要求。因此安迪數(shù)控有限公司對ADSD-S伺服系統(tǒng)在數(shù)控雕銑機的應(yīng)用制作了方案。公司可為客戶提供完美的解決方案。數(shù)控雕銑機因其可以切割、鏤銑，并具有加工精度高，效率高等特點成為高精密加工的能手。
伺服電機的DNA
來源：《亞洲控制工程》閱讀人次：23發(fā)布時間：2012-09-10
電機的應(yīng)用是工業(yè)界的革命，它減少了對人力和牲畜的依賴，讓我們的生活變得更加方便、舒適、安全，生產(chǎn)也更加高效。今天，工廠的車間到處都裝滿了電機，以及從電機衍生出的更先進的設(shè)備，比如伺服驅(qū)動和運動控制器。這些產(chǎn)品反過來提供了更多的安全性能，比如安全降速、安全停機等等。
但是盡管電機的應(yīng)用遍布家電和包裝機械，它*基本的功能仍然沒有發(fā)生改變，就是將電能轉(zhuǎn)化為機械能。其工作原理就是通過電流（或者磁場）感應(yīng)產(chǎn)生機械力，驅(qū)動電機。*臺電力驅(qū)動設(shè)備的出現(xiàn)已經(jīng)是200年前的事情了。
*初的這些設(shè)備距離現(xiàn)在的數(shù)字伺服電機技術(shù)還是相差甚遠(yuǎn)。新的技術(shù)已經(jīng)將應(yīng)用領(lǐng)域擴展到了包裝機械、工廠自動化的*機械應(yīng)用當(dāng)中。
伺服驅(qū)動的功能是用來采集表示伺服主軸理想輸出位置的控制信號，為馬達供電直到主軸到達該位置。
與生俱來
*早的伺服電機一般都是直流型的，隨著高效晶體管的問世，它們才可以控制更大的電流，在更高的頻率上轉(zhuǎn)化大電流，這也就是交流伺服電機越來越流行的原因。
但是現(xiàn)在伺服電機的源頭還是可以追溯到直流電機。直流電機的速度或者功率正好與“占空比”的概念吻合，即使用脈沖寬度調(diào)節(jié)（PWM）技術(shù)來控制電機的功率。
伺服電機系統(tǒng)同樣應(yīng)該能夠做到這一點，而且還不僅如此，比如還可以在不出現(xiàn)過熱的情況在速度在一定范圍內(nèi)變化、零速度運行、保持足夠的扭矩將負(fù)載控制在某一位置、超低速長期運行不出現(xiàn)過熱情況等等。
為了滿足上述這些需求，電機的設(shè)計主要包括四個部分：馬達、齒輪減少箱、位置感應(yīng)設(shè)備和控制電路。它還使用三線連接（和直流電機的兩線連接不同），分別用來供電、接地和控制。
采用固定功率，伺服驅(qū)動（也可以被稱作放大器）裝備相應(yīng)的電子元件，將交流電轉(zhuǎn)化為直流電驅(qū)動馬達。和直流電機一樣，控制信號的脈沖寬度可以調(diào)整，但是脈沖的持續(xù)時間會決定伺服電機主軸的位置。
伺服驅(qū)動的功能是用來采集表示伺服主軸理想輸出位置的控制信號，為馬達供電直到主軸到達該位置。接下來，伺服驅(qū)動采用位置感應(yīng)設(shè)備確定軸的旋轉(zhuǎn)位置，這樣它就可以了解電機應(yīng)該如何工作才能將軸移動指定位置。
為了避免過熱情況的發(fā)生，電機還裝有風(fēng)扇，提供冷空氣。風(fēng)扇采用固定電壓的電源供電，這樣在任何時候，無論伺服電機的運行速度如何，風(fēng)扇的速度都不會打折扣，絕大多數(shù)伺服系統(tǒng)都可以采用直流和交流電壓供電，但是在使用交流電的時候需要非常謹(jǐn)慎，要保證齒輪減速箱能夠從靜止位置快速的移動大型負(fù)載。在電機箱體中安裝編碼器或者解碼器也是非常明智的選擇，這樣可以準(zhǔn)確的顯示電機主軸的位置或者速度。
挑選原則
沒有選擇好伺服電機，會導(dǎo)致糟糕的系統(tǒng)性能。不幸的是，在選擇伺服系統(tǒng)元件的時候并沒有什么捷徑可走，因為在當(dāng)前的市場上的電機、供電傳輸設(shè)備和其他周邊元件都有很多種類型，并且非常復(fù)雜。
然而，選擇的時候*主要考慮的因素還是負(fù)載和成本問題。如果成本確定，伺服電機的負(fù)載就可以根據(jù)其速度、峰值扭矩和扭矩規(guī)格以及其齒輪排列方式確定。
這樣可以簡化挑選的過程，因為負(fù)載的要求可以轉(zhuǎn)化為電機主軸上的負(fù)載當(dāng)量，用來計算電機總的扭矩需求。
如果齒輪比已知，*大負(fù)載速度就可以轉(zhuǎn)化為*大的電機速度。然而，*大的電機速度只有在做出*終選擇之后才能夠知曉，而對于絕大多數(shù)電機而言，*大速度上擁有的扭矩一般要小于失速扭矩。因此，在做出*終選擇之前，*好需要一個反復(fù)的過程。
但是電機的性能也會受到驅(qū)動的影響，在這里必須要考慮系統(tǒng)的速度扭矩關(guān)系。在選擇驅(qū)動的時候，應(yīng)該能夠為電機提供足夠的電流和電壓，同時滿足負(fù)載峰值和扭矩的要求。
根據(jù)拇指定律，由于系統(tǒng)負(fù)載的變化，理想情況下一般使用*大電機速度和電機額定的峰值扭矩，而不是計算得到的系統(tǒng)要求�？梢栽�*開始的時候選擇*大的電機速度以及能夠?qū)?大負(fù)載速度轉(zhuǎn)化為*大電機速度一半的齒輪比。
在這個步驟當(dāng)中，可以在*大速度上得到幾乎連續(xù)的失速扭矩，而電機可以在這個速度上可靠的運行，不需要經(jīng)常進行維護，也不會由于軸失效出現(xiàn)故障。
然而，還有其他的約束條件決定齒輪比。其中之一就是軸的共振頻率。在設(shè)計的早期必須要進行考慮，才能消除意外和負(fù)面的伺服表現(xiàn)。如果沒有這樣做，可能就會因為不必要的振動造成系統(tǒng)的嚴(yán)重破壞。
伺服電機驅(qū)動器的組成結(jié)構(gòu)主要包括控制系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)
1.控制系統(tǒng)
一般由DSP組成，利用它采集電流反饋值閉合電流環(huán)，采集編碼器信號算出速度閉合速度環(huán)，產(chǎn)生驅(qū)動驅(qū)動系統(tǒng)的6個開關(guān)管的Pwm開關(guān)信號。
2.驅(qū)動系統(tǒng)
a.整流濾波電路，比如將220V交流弄成310V左右直流提供給IPM
b.智能功率模塊(IPM)內(nèi)部是三相兩電平橋電路。每相的上下開關(guān)管中間接輸出U，V，W。通過6個開關(guān)管的開閉，控制UVW三相每個伺服瞬間，是與地連通還是與直流高電壓連通。
c.電流采樣電路，可能是霍爾電流傳感器，電路的輸出將與控制系統(tǒng)的AD口相連。
d.編碼器的外圍電路，它的輸出與DSP的事件管理器相連。
*關(guān)鍵其實是軟件啦。上面是硬件組成。
伺服電機作為一種閉環(huán)控制的系統(tǒng)，和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進電機的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)的出現(xiàn)，交流伺服電機也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號)，但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異。
現(xiàn)就二者的使用性能作一比較。
一、控制精度不同兩相混合式步進電機步距角一般為1.8°、0.9°，五相混合式步進電機步距角一般為0.72°、0.36°。也有一些高性能的步進電機通過細(xì)分后步距角更小。如三洋公司(SANYODENKI)生產(chǎn)的二相混合式步進電機其步距角可通過撥碼開關(guān)設(shè)置為1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以三洋全數(shù)字式交流伺服電機為例，對于帶標(biāo)準(zhǔn)2000線編碼器的電機而言，由于驅(qū)動器內(nèi)部采用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為360°/8000=0.045°。對于帶17位編碼器的電機而言，驅(qū)動器每接收131072個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為360°/131072=0.0027466°，是步距角為1.8°的步進電機的脈沖當(dāng)量的1/655。
二、低頻特性不同步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負(fù)載情況和驅(qū)動器性能有關(guān)，一般認(rèn)為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進電機工作在低速時，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，比如在電機上加阻尼器，或驅(qū)動器上采用細(xì)分技術(shù)等。交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機能(FFT)，可檢測出機械的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。
三、矩頻特性不同步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，所以其*高工作轉(zhuǎn)速一般在300～600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定轉(zhuǎn)速(一般為2000RPM或3000RPM)以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上為恒功率輸出。
四、過載能力不同步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以山洋交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其*大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的二到三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載能力，在選型時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機，而機器在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。
五、運行性能不同步進電機的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負(fù)載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)處理好升、降速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號進行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn)象，控制性能更為可靠。
六、速度響應(yīng)性能不同步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要200～400毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以山洋400W交流伺服電機為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場合。綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進電機來做執(zhí)行電動機。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面的因素，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C。