深度解析伺服电机正在利用中的常睹题目

作者: 服务支持  发布:2020-03-12

  伺服编制是机电产物中的苛重症结,它能供应最高秤谌的动态反响和扭矩密度,是以拖动编制的发扬趋向是用换取伺服驱动取替古代的液压、直流、步进和AC变频调速驱动,以便使编制功能到达一个全新的秤谌,囊括更短的周期、更高的分娩率、更好的牢靠性和更长的寿命。为了告竣伺服电机的更好功能,就务必对伺服电机的极少行使特征有所剖析。

  客户正在极少呆滞上行使伺服电机时,时常会爆发噪声过大,电机鼓动负载运转不屈稳等地步,显露此题目时,很众行使者的第一反映便是伺服电机质地欠好,由于有时换成步进电机或是变频电机来拖动负载,噪声和不屈稳地步却反而小许众。外面上看,确实是伺服电机的原故,但咱们提神认识伺服电机的职业道理后,会发明这种结论是全体谬误的。

  换取伺服编制囊括:伺服驱动、伺服电机和一个反应传感器(通常伺服电机自带光学偏码器)。一起这些部件都正在一个限度闭环编制中运转:驱动器从外部罗致参数音讯,然后将必定电流输送给电机,通过电机转换成扭矩鼓动负载,伺服电机选型计算图解负载依据它我方的特征进活跃作或加减速,传感器衡量负载的身分,使驱动安装对设定音讯值和实践身分值举行对比,然后通过转变电机电流使实践身分值和设定音讯值维持一律,当负载忽然转变惹起速率转变时,偏码器获知这种速率转变后会急忙反映给伺服驱动器,驱动器又通过转变供应给伺服电机的电流值来餍足负载的转变,并从新返回到设定的速率。换取伺服编制是一个反响分外高的全闭环编制,负载颠簸和速率较正之间的时分滞后反响詈骂常速的,此时,真正限定了编制反响结果的是呆滞贯穿安装的传达时分。

  举一个简易例子:有一台呆滞,是用伺服电机通过V形带传动一个恒定速率、大惯性的负载。所有编制必要获取恒定的速率和较速的反响特征,认识其行为进程。

  当驱动器将电流送到电机时,电机随即形成扭矩;一开首,因为V形带会有弹性,负载不会加快到像电机那样速;伺服电机遇比负载提前抵达设定的速率,此时装正在电机上的偏码器会衰弱电流,继而衰弱扭矩;跟着V型带张力的持续扩充会使电机速率变慢,此时驱动器又会去扩充电流,伺服电机选型计算图解循环不息。

  正在此例中,编制是振荡的,电机扭矩是颠簸的,负载速率也随之颠簸。其结果当然会是噪音、磨损、不屈稳了。可是,这都不是由伺服电机惹起的,这种噪声和不屈稳性,是泉源于呆滞传动安装,是因为伺服编制反映速率(高)与呆滞传达或者反当令间(较长)不相结婚而惹起的,即伺服电机反响速于编制调解新的扭矩所需的时分。

  (1)扩充呆滞刚性和消浸编制的惯性,削减呆滞传动部位的响当令间,如把V形带调动成直接丝杆传动或用齿轮箱代庖V型带;

  (2)消浸伺服编制的反响速率,削减伺服编制的限度带宽,如消浸伺服编制的增益参数值。

  当然,以上只是噪声、不屈稳的来因之一,针对分歧的来因,会有分歧的治理想法,如由呆滞共振惹起的噪声,正在伺服方面可选用共振按捺,低通滤波等形式,总之,噪声和不屈稳的来因,根本上都不会是因为伺服电机自身所形成。

  1、正在伺服编制选型时,除思考电机的扭矩和额定速率等等要素外,咱们还必要先预备得知呆滞编制换算到电机轴的惯量,再依据呆滞的实践行为央求及加工件质地央求来整个挑选具有适合惯量巨细的电机;

  2、正在调试时(手动形式下),准确设定惯量比参数是饱满施展呆滞及伺服编制最佳效率的前题,伺服电机选型计算图解此点正在央求高速高精度的编制上展现由为出色(台达伺服惯量比参数为1-37,JL/JM)。如许,就有了惯量结婚的题目!

  1、依据牛顿第二定律:“进给编制所需力矩T=编制传动惯量J×角加快率

  角加快率影响编制的动态特征,越小,则由限度器发出指令到编制践诺完毕的时分越长,编制反映越慢。倘使转变,则编制反映将忽速忽慢,影响加工精度。因为马达选定后最大输出T值褂讪,倘使祈望的转变小,则J应当尽量小。

  2、进给轴的总惯量“J=伺服电机的挽救惯性动量JM+电机轴换算的负载惯性动量JL

  负载惯量JL由(以东西机为例)职业台及上面装的夹具和工件、螺杆、联轴器等直线和挽救运动件的惯量折合到马达轴上的惯量构成。JM为伺服电机转子惯量,伺服电机选定后,此值就为定值,而JL则随工件等负载转变而转变。倘使祈望J转变率小些,则最好使JL所占比例小些。这便是普通旨趣上的“惯量结婚”。

  传动惯量对伺服编制的精度,平稳性,动态反响都有影响,惯量大,编制的呆滞常数大,伺服电机选型计算图解反响慢,会使编制的固有频率降低,容易形成谐振,于是限定了伺服带宽,影响了伺服精度和反响速率,惯量的相宜增大惟有正在刷新低速匍匐时有利,所以,呆滞计划时正在不影响编制刚度的要求下,伺服电机选型计算图解应尽量减小惯量。

  量度呆滞编制的动态特征时,惯量越小,编制的动态特征反映越好;惯量越大,马达的负载也就越大,越难限度,但呆滞编制的惯量需和马达惯量相结婚才行。分歧的机构,对惯量结婚规矩有分歧的挑选,且有分歧的效力展现。比方,CNC核心机通过伺服电机作高速切削时,当负载惯量扩充时,会爆发:

  ②当JL=3×JM,则马达的可控性会些微消浸,但对往常的金属切削不会有影响。(高速弧线切削通常创议JL≦JM)

  分歧的机构行为及加工质地央求对JL与JM巨细相合有分歧的央求,惯性结婚确凿定必要依据呆滞的工艺特征及加工质地央求来确定。

  (1)选型要求 通常情状下,挑选伺服电机需餍足下列情状:

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